海流能
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- 發(fā)布時間:2014/12/3 16:34:45
- 作者:銀河電氣
定義
根據(jù)《HYT045-1999海洋能源術(shù)語》對海流能的定義,海流能是指海水流動所具有的動能。流動的形成是由于風、地球自轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)力及海水溫度、密度差異等綜合作用的結(jié)果。
1、時間平均(海流)能密度
同一位置不同時間里海流能密度的平均值
2、位置平均(海流)能密度
同一時間不同位置海流能密度的平均值。
3、擺線式透平
將海流能轉(zhuǎn)換成機械能的裝置。其結(jié)構(gòu)是轉(zhuǎn)軸與水流垂直安裝,葉片為直葉式并均勻分布在以主軸為中心的圓周上,其動作原理是葉片受力后繞主軸軸線旋轉(zhuǎn)的同時又繞自身軸線擺動,而葉片的弦線始終與自身軸線到某一點的邊線相垂直。
4、海流能量利用率
透平輸出功率與無透平工作時通過相當迎流面積的海流能量之比。
Cp = P/(ρυ2S/2)
式中:P— 透平輸出功率,kW;
ρ— 海水密度 ,kg/m3;
υ— 無透平時海水流速,m/s;
S— 迎流面積,即透平在垂直于流速方向的平面上的投影面積,m2。
5、海流能密度
單位時間、單位質(zhì)量的海水所具有的動能
E' = P /A
式中:P— 一個周期內(nèi)平均功率,kW;
A— 水道截面積,m2。
風力的大小和海水密度不同是產(chǎn)生海流的主要原因。由定向風持續(xù)地吹拂海面所引起的海流稱為風海流;而由于海水密度不同所產(chǎn)生的海流稱為密度流。歸根結(jié)底,這兩種海流的能量都來源于太陽的輻射能。海流和河流一樣,也蘊藏著巨大的動能,它在流動中有很大的沖擊力和潛能,因而也可以用來發(fā)電。
人類對海流傳統(tǒng)的利用是“順水推舟”。古人利用海流漂航。帆船時代,利用海流助航正如人們常說的“順水推舟”。18世紀時,美國政治家兼科學家富蘭克林曾繪制了一幅墨西哥灣流圖。該圖特別詳細地標繪了北大西洋海流的流速流向,供來往于北美和西歐的帆船使用,大大縮短了橫渡北大西洋的時間。在東方,相傳二戰(zhàn)時,日本人曾利用黑潮從中國、朝鮮以木筏向本土漂送糧食。現(xiàn)代人造衛(wèi)星遙感技術(shù)可以隨時測定各海區(qū)的海流數(shù)據(jù),為大洋上的輪船提供最佳航線導(dǎo)航服務(wù)。
海流能的現(xiàn)在利用方式主要是發(fā)電,其原理和風力發(fā)電相似,幾乎任何一個風力發(fā)電裝置都可以改造成為海流發(fā)電裝置。但由于海水的密度約為空氣的1000倍,且裝置必須放于水下。故海流發(fā)電存在一系列的關(guān)鍵技術(shù)問題,包括安裝維護、電力輸送、防腐、海洋環(huán)境中的載荷與安全性能等。此外,海流發(fā)電裝置和風力發(fā)電裝置的固定形式和透平設(shè)計也有很大的不同。海流裝置可以安裝固定于海底,也可以安裝于浮體的底部,而浮體通過錨鏈固定于海上。海流中的透平設(shè)計也是一項關(guān)鍵技術(shù)。