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科学前沿:海洋清洁能源——海流能

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发表于 2026-6-30 20:52:17 | 显示全部楼层 |阅读模式

供图,科研试剂耗材网www.b2star.com
记得高中地理上曾经学习过洋流的知识,当时估计很多人都想不到洋流还能为人类提供能源吧!


海流也称为洋流,主要成因是太阳对海面照射不同或海水盐度不均产生的对流现象,从一个海域长距离地流向另一个海域,是海洋和海峡中有较为稳定的海水流动,就像江河的水流一样,携带着巨大的能量。
海流能主要是海水流动的动能,其能量与流速的平方和流量成正比。海流发电与我们前面所说的潮汐动能发电原理相同,不同的是海流发电装置工作位置的海水较深。人们把海流发电装置比喻成水下风车,几乎任何一个风力发电方式都可以用于海流发电,所以海流发电装置也是五花八门,下面我们就简单介绍几种。

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浮筒水下风车


浮筒水下风车转轮由几片桨叶组成,工作原理与水平轴风力机相似,利用水流对桨叶产生的升力推动转轮旋转,类似于顺风式风力机。
浮筒水下风车转轮通过增速齿轮箱与发电机连接,一同安装在机舱内,机舱通过支柱与上方浮筒固定连接,浮筒与机舱共同产生浮力,使浮筒略浮出海面即可。浮筒水下风车通过钢缆牵向海底的固定锚桩,可随水流飘向水流下方,保持转轮面与水流方向垂直。钢缆与发电机输出电缆合为一体,通过海底电网向陆地送电。

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水下发电风筝
有些时候海面下一定深度的海水流速会更快些,把发电机转轮放在水下一定深度会得到更好的效果,而且不会影响航道,这就是水下发电风筝。
水下发电风筝是一种带翅膀的涡轮机,涡轮机采用带导管的转轮,功率500千瓦,风筝翅膀长为12米,放在水面下20米处,用一根约1000米长的缆绳拴到海底,缆绳包含电缆,通过海底电网向陆地送电。


水下发电风筝通过对翅膀的控制,使风筝左右摆动飞行,犹如我们看到的风筝在空中画8字飞一样。使涡轮机得到10倍洋流的水速,高速旋转的涡轮可直接驱动发电机,并获得更大的功率,发电风筝的原理可参考高空风筝风力发电相关知识。
浮动水车发电
浮动水车发电设备的转轮与传统水车很相似,是利用转轮叶片对水的阻力推动转轮旋转,是一个浮动的大水车。浮动水车漂浮在海面上,用的缆绳拴到海底固定锚桩,缆绳包含电缆,通过海底电网向陆地送电。浮动水车只有下方的叶片浸在水中,上方不受水力作用,水流推动转轮旋转,浮动水车的体积一般较大,以保证在风浪中的稳定性。

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目前,中国在海流能的研究中已取得巨大的成功,世界装机功率最大、总装机容量达3.4兆瓦的LHD-L-1000林东模块化大型海洋能发电机组项目便位于中国浙江舟山,成为世界上继英国、美国之后,第三个实现海流能发电并网的国家。


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