海洋能源有哪些種類？

1．潮汐能

所謂潮汐能，就是因月球引力的變化引起潮汐現(xiàn)象，潮汐導(dǎo)致海水平面周期性地升降，因海水漲落及潮水流動(dòng)所產(chǎn)生的能量。

潮汐能可以像水能和風(fēng)能一樣用來推動(dòng)水磨、水車等，也可以用來發(fā)電。當(dāng)前，潮汐能的主要功能就是發(fā)電。

世界最大的潮汐能源系統(tǒng)

利用潮汐能發(fā)電，首先要做的就是在海灣或河口建筑攔潮大壩。形成水庫，在壩中修建機(jī)房，安裝水輪發(fā)電機(jī)，利用水位差使海水帶動(dòng)水輪機(jī)發(fā)電。建成潮汐發(fā)電站后還有利于海產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。

世界上，潮汐能主要多分布在潮差較大的喇叭形海灣和河口地區(qū)，如加拿大的芬迪灣、巴西的亞馬遜河口、南亞的恒河口和中國的錢塘江口等都蘊(yùn)藏著大量的潮汐能。

我國海岸線的長度為1.8萬公里，潮汐能資源十分豐富。在潮汐能資源的開發(fā)利用上，目前我國沿海地區(qū)已經(jīng)修建了一些中小型潮汐發(fā)電站。在溫嶺江廈港，就有一座我國規(guī)模最大的潮汐發(fā)電站——江廈潮汐發(fā)電站，它還是世界第三、亞洲第一大潮汐發(fā)電站。潮汐發(fā)電站受潮水漲落的影響，具有很大的不穩(wěn)定性，海水對(duì)水輪機(jī)及其金屬構(gòu)件的腐蝕及水庫泥沙淤積問題都較嚴(yán)重。這些問題都是急需解決的，只有將這些做好，就能更好地利用潮汐能來發(fā)電。

2．波浪能

波浪能集有許多優(yōu)點(diǎn)，比如能量密度高、分布面廣泛。特別是在能源消耗多的冬季，可以利用的波浪能能量也最大。它的能量如此巨大，一直都吸引著沿海的能工巧匠們。他們想盡各種辦法，期望能夠駕馭海浪開辟新天地。

波浪能發(fā)電

波浪能電站

具體而言，波浪能就是指海洋表面波浪所具有的動(dòng)能和勢能。海洋表面的海水受太陽輻射給予的熱量，可以說它是世界最大的太陽能收集器。溫暖的地表海水，造成與深海海水之間的溫差，由于風(fēng)吹過海洋時(shí)產(chǎn)生風(fēng)波，這種風(fēng)波在遼闊的海洋表面上，風(fēng)能以自然儲(chǔ)存于水中的方式進(jìn)行能量轉(zhuǎn)移，因此，說波浪能是太陽能的另一種濃縮形態(tài)，并不是沒有道理的。

在所有海洋能源中，波浪能是最不穩(wěn)定的一種能源。波浪能是由風(fēng)把能量傳遞給海洋而產(chǎn)生的，它事實(shí)上是吸收了風(fēng)能而形成的，它的能量傳遞速率與風(fēng)速有一定關(guān)系，也和風(fēng)與水相互作用的距離（即風(fēng)區(qū)）有關(guān)。水團(tuán)相對(duì)于海平面發(fā)生位移時(shí)，使波浪具有勢能，而水質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，則使波浪具有動(dòng)能，從而使波浪能發(fā)揮出作用。

在風(fēng)較多的沿海地帶，波浪能的密度通常都很高。例如，英國沿海、美國西部沿海和新西蘭南部沿海等都是風(fēng)區(qū)，有著十分有利的波候。而我國的浙江、福建、廣東和臺(tái)灣沿海的波能也較為豐富，在工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展上功不可沒。

波浪能之所以能夠發(fā)電是通過波浪能裝置，將波浪能首先轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，再最終轉(zhuǎn)換成電能。這一技術(shù)源自于20世紀(jì)80年代初，西方海洋大國利用新技術(shù)優(yōu)勢紛紛展開實(shí)驗(yàn)，但受客觀條件和技術(shù)影響，所取得的效果效益有好有差。

3．海流能

簡而言之，海流所存儲(chǔ)的動(dòng)能就是海流能。海流能的能量與流速的平方和流量成正比。與波浪能相比，海流能的變化要平穩(wěn)且有規(guī)律得多。海流能有著很大的開發(fā)價(jià)值。

海流能的利用方式主要是發(fā)電。1973年，美國研制出一種名為“科里奧利斯”的巨型海流發(fā)電裝置。該裝置為管道式水輪發(fā)電機(jī)。機(jī)組長l10米，管道口直徑170米，安裝在海面下30米處。在海流流速為2.3米/秒條件下，該裝置獲得8.3萬千瓦的功率。此外，日本、加拿大也在大力研究試驗(yàn)海流發(fā)電技術(shù)。到目前為止，我國的海流發(fā)電研究也已經(jīng)有樣機(jī)進(jìn)入中間試驗(yàn)階段，發(fā)展前景不可限量。

相比陸地上的江河，利用海流發(fā)電要方便得多，它既不受洪水的威脅，又不受干旱的影響，幾乎以常年不變的水量和一定的流速流動(dòng)，為人類提供了可靠的能源。

利用海流發(fā)電，除了上面所說的類似江河電站管道導(dǎo)流的水輪機(jī)外，還有類似風(fēng)車槳葉或風(fēng)速計(jì)那樣機(jī)械原理的裝置。一種海流發(fā)電站，有許多轉(zhuǎn)輪成串地安裝在兩個(gè)固定的浮體之間，在海流沖擊下呈半環(huán)狀張開，看上去很像花環(huán)，因此被稱為花環(huán)式海流發(fā)電站，它是目前海流發(fā)電站的主要形式。

4．海洋溫差能

海洋是一個(gè)巨大的吸熱體，仔細(xì)觀察不難發(fā)現(xiàn)，地球上的海洋除了南北的極地和部分淺海外，通常不會(huì)結(jié)冰，尤其是赤道附近的海域，海水表面溫度幾乎是恒溫的，因此在描述海洋時(shí)人們都說它是溫暖的。海洋深處的海水溫度卻很低，它一年四季溫度只有攝氏幾度，無論如何，太陽也沒有辦法把它曬熱，這與海洋上層的溫水比較，大約有20℃的溫差。在熱力學(xué)上，凡有溫度差異都可用來作功，這就是我們所要講的海洋溫差能。

大多數(shù)情況下，海洋溫差是指南緯25°至北緯32°之間海域中海水深層與表層的溫度差。我國位于東半球，擁有較好的海洋溫差條件，尤其是臺(tái)灣附近海水溫差更大，能夠使人們得以很好地利用。

海洋溫差能的主要功能就是利用溫差發(fā)電。海洋溫差發(fā)電主要采用兩種循環(huán)系統(tǒng)，一種是開式，一種是閉式。在開式循環(huán)中，表層溫海水在閃蒸蒸發(fā)器中，由于閃蒸而產(chǎn)生蒸汽，蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)做功后流入凝汽器，由來自海洋深層的冷海水將其冷卻。在閉式循環(huán)中，來自海洋表層的溫海水先在熱交換器內(nèi)將熱量傳給丙烷、氨等低沸點(diǎn)工質(zhì)，使之蒸發(fā)，產(chǎn)生的蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)做功后再由冷海水冷卻。在這個(gè)循環(huán)的過程中，可以不斷地將海水的溫差變成電力，由此使發(fā)電成為實(shí)現(xiàn)。

4．海洋鹽差能

所謂鹽差能，就是指海水與淡水之間或兩種含鹽濃度不同的海水之間的化學(xué)電位差能。這種能量主要存在于河流與海洋的交接處。同時(shí)，淡水豐富地區(qū)的鹽湖和地下鹽礦也可以利用鹽差能。鹽差能是海洋能源中密度最大的一種可再生能源。海洋鹽差能可以用來發(fā)電在很久以前已被人們認(rèn)識(shí)到。

其發(fā)電原理主要是：當(dāng)把兩種濃度不同的鹽溶液盛在一個(gè)容器中時(shí)，濃溶液中的鹽類離子就會(huì)自發(fā)地向稀溶中擴(kuò)散，一直到兩者濃度達(dá)到一致。所以，鹽差能發(fā)電，就是利用兩種含鹽濃度不同的海水化學(xué)電位差能，并將其轉(zhuǎn)換為有效電能。有學(xué)者在經(jīng)過詳細(xì)的計(jì)算后發(fā)現(xiàn)在17℃時(shí)，如果有1摩爾鹽類從濃溶液中擴(kuò)散到稀溶液中去，就會(huì)釋放出5500焦的能量來。由此專家設(shè)想到：只要有大量濃度不同的溶液可供混合，就一定會(huì)有巨大的能量釋放出來。經(jīng)過進(jìn)一步計(jì)算還發(fā)現(xiàn)，如果利用海洋鹽分的濃度差來發(fā)電，它的能量可排在海洋波浪發(fā)電能量之后，但又要大于海洋中的潮汐能和海流能。

利用鹽差能發(fā)電有多種方式，比如有滲透壓式、蒸汽壓式和機(jī)械一化學(xué)式等，其中滲透壓式方案獲得了人們最大的重視。將一層半滲透膜放在不同鹽度的兩種海水之間，通過這個(gè)膜會(huì)產(chǎn)生一個(gè)壓力梯度，迫使水從鹽度低的一側(cè)滲透到鹽度高的一側(cè)，從而稀釋高鹽度的水，直到膜兩側(cè)水的鹽度變成一致。此壓力稱為滲透壓，它與海水的鹽濃度及溫度有著很大的關(guān)聯(lián)。

據(jù)估算，地球上存在的可利用的鹽差能達(dá)26億千瓦，其能量甚至比溫差能還要大。由此可見，海洋中蘊(yùn)藏著巨大的能量，只要海水不枯竭，其能量就生生不息。作為新型的能源，海洋能源已吸引了全世界越來越多人的興趣。