中国海洋可再生能源技术进展

 综述了现阶段中国潮汐能、潮流能、波浪能、温差能等海洋可再生能源的技术进展,将中国江厦4.1 MW潮汐能电站、浙江大学650 kW潮流能电站、中国科学院广州能源研究所500 kW波浪能电站、自然资源部第一海洋研究所15 kW温差能电站在关键技术参数和装置规模上与国外先进的海洋能装置进行了比较。中国在发电关键技术能量转化效率方面总体上接近国际先进水平,但在装机功率、海试时间及装置可靠性上仍存在一定的差距。建议在研发关键获能技术的同时,开展海洋能装备共性技术的研发,以提高海洋能装置运行的可靠性和安全性。同时,积极开展海洋能绿色技术和海洋能综合利用的研究,促进海洋能关键技术的转化,推进海洋能装备的产业化进程。     

海洋能开发概况

海洋能一般为潮汐、波浪、海流、海流温度差等能源的总称。这些都属于太阳能在大气圈内被转换,在海洋场中被贮存、育成的结果,其形态以运动、位置、热等形式存在。 将海洋能作为正式的电力进行利用的湖汐发电,最早于1966年在法国朗斯河口完成24万kW发电站并开始运行。其后,俄罗斯、中国、加拿大等国有数kW到数百kW的装置在运行,并且不少国家如英国、韩国等有建大型潮汐电站的计划,但最近的计     

海洋能是人类未来能源的希望

海洋能通常是指海洋中蕴藏的可再生能源,主要包括波浪能、朝汐能、海流能、温差能、盐差能等.据世界能源委员会统计,全世界仅沿海地带便于开发的波浪能就有20亿kW,沿岸和近海区的潮汐能17kW.海洋能具有取之不尽、用之不竭、开发利用不污染环境、不占用陆地等特点.目前,海洋能的开发已受到不少海洋国家的高度重视,它们投入相当大的人力、物力、财力研究海洋能开发利用技术,其中有些技术,如潮汐能和波浪能利用技术等,已趋于成熟,达到或接近商品化阶段.据预测,到21世纪,海洋能源的开发利用可望形成商品化生产,并形成新的海洋能源产业.海洋能是人类未来能源的希望.     

日新月异的海洋能制能技术

海洋能是指依附在海水中的可再生能源,包括:潮汐能、波浪能、海洋温差能、海洋盐差能和海流能等。更广义的海洋能源还包括海洋上空的风能、海洋表面的太阳能以及海洋生物质能等。按储存形式又可分为机械能、热能和化学能。海洋能理论储量是目前全世界各国每年耗能量的几百倍甚至几千倍。     

国际社会对海洋能关注升温海洋能发展空间大

<正>[人民日报]第三届国际海洋能大会近日在西班牙北部城市毕尔巴鄂举行,会议集中就海洋能利用的技术研究现状、未来的工业化前景等问题进行了讨论。技术创新、增加投资、加强合作,是本届国际海洋能大会的关键词。海洋能,具体包括潮汐能、波浪能、潮流能、温差能、盐差能等,其开发潜力巨大。欧洲可再生能源委员会发布的一份研究报告指出,目前全球海洋能的理论发电量预计可达到每年10万太瓦时(Twh),而目前全球的电力消耗约为每年1.6万太瓦时,仅海洋能这一项就能完全满足人类的用电需求。     

海洋能发电综述

该文介绍了不同形式海洋能发电,其中包括波浪能、温差能、海流能、盐差能和潮汐能等海洋能发电的应用方式、工作原理、发电关键技术等。通过对上述各种海洋能发电的国内、外发展现状的收集整理,分析了目前各种海洋能发电存在的关键技术问题和经济可行性问题,在此基础上对海洋能发电进行了展望,认为海洋能发电属于清洁能源发电,在化石能源逐渐消耗殆尽的将来,海洋能发电具有很好的发展前景,但由于技术上和经济上存在的问题,近期大规模开展潮汐发电等海洋能开发建设的可能性不大。     

海洋能发电现状分析

该文对不同形式海洋能发电进行了介绍,包括潮汐能、波浪能、温差能、海流能和盐差能等。通过对上述各种海洋能发电的国内、外发展现状的收集整理,分析了目前各种海洋能发电存在的关键技术问题和经济可行性问题,在此基础上对海洋能发电进行了展望,认为海洋能发电属于清洁能源发电,在化石能源逐渐消耗殆尽的将来,海洋能发电具有很好的发展前景,但由于技术上和经济上存在的问题,近期大规模开展潮汐发电等海洋能开发建设的可能性不大。     

分布式供能及其系统集成

分布式供能系统直接面向用户,满足用户冷、热、电等多种能源需求,具有高效、环保、可靠、经济等特点。分布式供能系统与电网等集中式供能系统的互补是未来可持续能源利用技术的发展方向。分布式供能系统的关键技术包括微型、小型动力技术,中低温余热转换和利用技术,以及系统集成技术,是实现系统大幅度节能最有效的手段。本文提出了分布式供能系统集成应当遵循能的综合梯级利用,能源、资源和环境的综合互补,以及全工况系统集成等原则。     

竖轴水轮机式潮流能发电装置开发现状与发展趋势

 世界能源日趋紧张,而环境污染不断加剧。潮流能作为清洁无污染的绿色可再生新能源,具有储量大、分布广、可预测性强、环境污染小等特点,开发利用潮流能对缓解能源紧张、降低环境污染具有重要的现实意义。潮流能利用的主要形式是利用潮流能发电装置发电,其原理是：潮流冲击水轮机,将潮流水平流动的动能转换为水轮机的机械能,水轮机经机械传动装置,带动发电机发电,将机械能转换为电能。潮流能发电装置根据水轮机结构形式的不同,分为水平轴式、竖轴式和横轴式。与水平轴水轮机式和横轴水轮机式潮流能发电装置相比,竖轴水轮机式潮流能发电装置具有适应流向性强,适合大规模阵列布置等特点,具有独特的应用优势。本文针对竖轴水轮机式潮流能发电装置,阐述发电装置的开发现状,分析不同结构形式发电装置的特点,指出竖轴水轮机式潮流能发电装置的发展趋势和关键技术,为竖轴潮流能发电装置的理论研究与工程应用提供参考和借鉴。     

“能源与环境材料”研究专栏征稿

正征稿范围:煤的清洁利用海洋能利用及相关材料氢能及燃料电池材料风能利用与相关材料太阳能与电池材料新型储能材料光催化材料生物能源环境资源与环境材料化学新型可再生能源开发利用欢迎相关领域专家学者和工程技术人员踊跃投稿,来稿请注明"能源与环境材料"研究专栏。稿件通过     

双浮体波能装置的水动力计算与能量转换特性分析

 波浪能是一种可再生清洁能源,波浪能发电是开发和利用波浪能的主要形式。双浮体波浪能发电装置是一种结构简单、建造和安装成本较低的波浪能装置。为提高该类装置的可靠性和能量转换效率,本文针对其水动力性能和能量转换特性进行研究。基于线性波浪理论,建立装置的运动学方程,确定装置不同结构体的运动响应函数以及能量输出函数,并采用频域水动力数值方法,计算装置不同结构体的水动力系数,获得不同条件下位移幅值和输出功率随波浪频率的变化曲线。经过计算与分析,获得波浪作用下装置的运动规律和能量输出受波浪频率、PTO 系统阻尼系数以及装置的结构和材料等因素的影响规律。     

多种能量转换系统的性能优化与参数设计的研究

节能、提高能效、开发新能源(包括可再生清洁能源)是今后能源发展的重点,而能量转换系统的性能优化与参数设计是高效利用能源的一个关键科学问题.结合国内外的研究现状和本研究组近年来的研究工作,介绍在磁制冷、半导体热电器件、太阳能热利用、化学机与化学泵、燃料电池及其耦合系统、电解水制氢系统、布朗马达及量子热力学循环等能量转换系统的性能优化与参数设计方面所取得的一些重要成果.     

地能利用过程抽灌井区热贯通及其定量分析

在地下水源热利用过程中,抽、灌井区热贯通导致地能利用的衰减已经成为逐步显现的工程问题.针对几种典型井群布置模式下的热贯通问题,利用模拟计算手段,比较了抽、灌井区的热贯通时间差异和程度.通过衡量井群区域温度的扩散传输范围和速率,定量分析判断能量利用过程中的热贯通效应,为控制热贯通提供衡量参数和控制依据.研究表明,在一定的抽、灌热流动条件下,井群布置方式决定着热贯通的影响范围和程度,以及对抽灌井区能量的有效利用程度有着明显影响.     

海岸和近海工程学科中的科学技术问题

面对２１世纪人类对海洋开发利用的需求及其给海岸和近海工程的发展带来的前所未有的机遇和挑战,这里着重对一个世纪人类在海洋能源开发、海洋空间利用、海洋环境保护以及海洋工程防灾减灾方面所依赖的海岸和近海工程学科中应重点研究的一些科学技术问题,结合我国的国情进行一些探讨,诸如：海洋动力因素及其与海岸的近海工程建筑物相互作用的研究,海洋土力学与海床动力学研究,海岸和近海工程新结构及其设计理论,可行性和耐久性研究,海洋灾害的精确预报及抗灾减灾工程措施,海洋工程抗震防灾机理和减震技术研究,海洋再生能源利用,海洋环境与保护研究,冰区溢油及海冰力学研究等课题都将是２１世纪初我国科技工作者们研究的热点。     

能量传递和转换的动力学分解关系

利用基本强度量乘以与其共轭的基本广延量的平衡方程,导出了能量传递和转换的普遍化动力学分解关系。该普遍化分解关系式表示出了任意形式的能量与其他形式能量之间的传递和转换关系,可以由此导出各种形式能量的动力学方程。利用这个普遍化方程导出了在工程领域常见的动能、化学能、压能和热能传递和转换的动力学分解关系。利用这些分解关系式给出了系统总能量的变化方程。这些动力学关系式清楚地反映出,在满足能量守恒的条件下,系统内部不同形式能量之间存在的可逆或不可逆的转换关系。能量的动力学分解关系有助于加深对能量传递和转换的理解,可以为合理地利用能源提供理论指导。     

Nanomaterials for renewable hydrogen production, storage and utilization

An ever growing demand for energy coupled with increasing pollution is forcing us to seek environmentally clean alternative energy resources to substitute fossil fuels. The rapid development of nanomaterials has opened up new avenues for the conversion and utilization of renewable energy. This article reviews nanostructured materials designed for selected applications in renewable energy conversion and utilization. The review is based on the authors’ research, with particular focus on solar hydrogen production, hydrogen storage and hydrogen utilization. The topics include photoelectrochemical (PEC) water splitting and photocatalytic hydrogen production, solid-state hydrogen storage, and proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs). It is expected that the rational design of nanomaterials could play an important role in achieving a renewable energy based economy in the coming decades.     

潮流能开发利用现状与关键科技问题研究综述

针对潮流能这一海洋可再生能源的热点问题,总结了潮流能资源的分布现状,梳理潮流能发电装置的分类,介绍了当前国内外主要的潮流能示范工程。从潮流能资源评估、潮流能装置的安全稳定、转换效率与多能互补、尾流效应、潮流能阵列发展及带来的环境问题等几个方面探讨潮流能发展中的关键科技问题,指出发展潮流能的可行性和必要性以及当前面临的问题和挑战。     

2000年前我国潮汐能源开发利用的战略研究问题

我国沿海地区煤、河川水力资源有限,仅靠发展水、火电常规能源难以满足能源需要,须开发该区丰富的潮汐新能源。潮汐能是再生能源,用之不尽;且会自动送能上门,电站运行费省;又无淹田、拆迁建筑物、污染环境等问题;工程尚可发挥水产、围垦、航运等综合利用效用,优点较多。国内外多座潮汐电站建成经验表明,潮汐发电技术上是可行的。全面衡量其经济性,不在火电等常规能源之下。今后在技术上宜抓紧研究提高,并发挥其多方面综合效用,以降低造价提高经济效益。