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海流能

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  • 发布时间:2014/12/3 16:34:45
  • 作者:银河电气
定义
根据《HYT045-1999海洋能源术语》对海流能的定义,海流能是指海水流动所具有的动能。流动的形成是由于风、地球自转偏转力及海水温度、密度差异等综合作用的结果。
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与海流能有关的定义

1、时间平均(海流)能密度

  同一位置不同时间里海流能密度的平均值

2、位置平均(海流)能密度

  同一时间不同位置海流能密度的平均值。

3、摆线式透平

  将海流能转换成机械能的装置。其结构是转轴与水流垂直安装,叶片为直叶式并均匀分布在以主轴为中心的圆周上,其动作原理是叶片受力后绕主轴轴线旋转的同时又绕自身轴线摆动,而叶片的弦线始终与自身轴线到某一点的边线相垂直。

4、海流能量利用率

  透平输出功率与无透平工作时通过相当迎流面积的海流能量之比。

  Cp = P/(ρυ2S/2)

  式中:P— 透平输出功率,kW;
  ρ— 海水密度 ,kg/m3;
  υ— 无透平时海水流速,m/s;
  S— 迎流面积,即透平在垂直于流速方向的平面上的投影面积,m2

5、海流能密度

  单位时间、单位质量的海水所具有的动能
  E' = P /A 
  式中:P— 一个周期内平均功率,kW;
  A— 水道截面积,m2
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海流能产生的原因

  风力的大小和海水密度不同是产生海流的主要原因。由定向风持续地吹拂海面所引起的海流称为风海流;而由于海水密度不同所产生的海流称为密度流。归根结底,这两种海流的能量都来源于太阳的辐射能。海流和河流一样,也蕴藏着巨大的动能,它在流动中有很大的冲击力和潜能,因而也可以用来发电。

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海流能的利用方式
  人类对海流传统的利用是“顺水推舟”。古人利用海流漂航。帆船时代,利用海流助航正如人们常说的“顺水推舟”。18世纪时,美国政治家兼科学家富兰克林曾绘制了一幅墨西哥湾流图。该图特别详细地标绘了北大西洋海流的流速流向,供来往于北美和西欧的帆船使用,大大缩短了横渡北大西洋的时间。在东方,相传二战时,日本人曾利用黑潮从中国、朝鲜以木筏向本土漂送粮食。现代人造卫星遥感技术可以随时测定各海区的海流数据,为大洋上的轮船提供最佳航线导航服务。
  海流能的现在利用方式主要是发电,其原理和风力发电相似,几乎任何一个风力发电装置都可以改造成为海流发电装置。但由于海水的密度约为空气的1000倍,且装置必须放于水下。故海流发电存在一系列的关键技术问题,包括安装维护、电力输送、防腐、海洋环境中的载荷与安全性能等。此外,海流发电装置和风力发电装置的固定形式和透平设计也有很大的不同。海流装置可以安装固定于海底,也可以安装于浮体的底部,而浮体通过锚链固定于海上。海流中的透平设计也是一项关键技术。

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