海洋能源
能源是一种能够在很长一段时间内始终如一地提供足够可用能源的能源。能源可分为可再生能源和不可再生能源,或分为常规能源和非常规能源。能量是身体做功的力量。没有资源,就无法采取任何行动。因此,生活的各个方面都需要能量。
能源分类:
- 传统能源:化石燃料(煤、石油和天然气)、水能(来自河流的水能)、生物质能和风能都是被广泛使用并满足很大一部分能源需求的能源示例。我们的能源需求。
- 非传统能源是那些不像传统能源那样广泛使用并且只能满足我们能源需求的一小部分的能源。该组包括太阳能、海洋能(潮汐能、波浪能、海洋热能、OTE)、地热能和核能。
让我们讨论一种非常规能源,即来自海洋的能源:
来自海洋的能量
由于巨大的水量和波浪的运动,海洋、海洋和其他水体是动能和势能的来源。海洋覆盖了地球表面的约 71%。由于其高比热,其中存在的大量水不仅充当太阳能热能的大型收集器,而且还充当太阳能热能的大量储存器。因此,海水可以用作可再生能源。
潮汐是水位的周期性上升和下降,每个农历日发生两次。在新月和满月日,有涨潮;否则,会有低潮。月球和太阳对海水的引力导致这些潮汐发生。潮位的差异会产生海洋热能。
建造了一个潮汐坝来捕获它的能量,而海水被一道屏障所限制。然后让这些水落入水轮机中,将流动水的动能转化为机械能,最终转化为电能。潮位差应在 3 m 左右。潮汐并非一直形成。
海洋能源具有巨大的能源潜力,但有效地将其商业化是困难的。海洋可以提供以下形式的能量:
来自海洋的能源类型
- 海洋热能:海洋热能是由于海洋更深处与其表面之间的温差而产生的能量。白天,海面的水很热,而较低水位的水很冷。水位之间的温差可用于发电。如果温差大于 20°C,则可以捕获海洋热能,然后该位置可用于产生海洋热能。利用水表面的热量使挥发性液体(例如氨)沸腾。挥发性液体的蒸汽用于为发动机提供动力,从而发电。通过使用来自下面土壤的较冷的水来重复该循环以冷凝氨蒸气,然后将其引导回地表。
- 潮汐能:由于月球的吸引,海水上升称为涨潮,海水下降称为低潮。潮汐能是由涨潮和低潮引起的水的巨大运动所产生的大量能量。通过建造潮汐拦河坝或水坝,可以利用这种潮汐能。当水返回海洋时,水的运动可用于产生能量。它只能在海边附近找到。
- 波浪能:波浪也可用于发电。波浪能是指高速海浪产生的能量。实际上,与这些高速海浪相关的动能可用于为将动能转换为电能的发电机提供动力。为了产生波浪能,正在开发和测试各种设备。例如,在海边附近建造了一座空心塔。当水由于波浪涌过管子时,空气被迫向上。涡轮机由管中空气的动能提供动力。当波浪破裂时,来自上方的空气进入管道,该管道通常用于为涡轮机提供动力。
- 地热能: “Geo”代表地球,“热”代表热。地壳内产生和沉积的热能称为地热能。由于核聚变的连续机制,地球核心保持与太阳相同的温度,几乎是恒定的。由于高温和高压,一些岩石融化,导致地幔上升(因为它们随着热量变得更轻)。在地壳中形成的熔岩被迫向上并卡在一个被称为“热点”的区域。当地下水与热点接触时会产生蒸汽。这个热水形成的区域有时会在地表寻找出口。当热水从这些出口之一涌出时,就会形成温泉。
海洋能源的应用
- 发电:在地热储备方圆两英里范围内,通常建设地热发电厂。来自这些储备的蒸汽用于直接旋转发电机的涡轮机或加热水,然后产生蒸汽用于操作。
- 农业:在较冷的气候中,地热能用于加热温室或用于灌溉的水。
- 工业:地热能在工业中用于食品脱水、牛奶巴氏杀菌、金矿开采和其他过程。
- 供暖:地热能通过区域供热系统为建筑物供暖,其中来自泉水的热水直接通过管道输送到建筑物中。
海洋能源的优势
- 地热能是一种既免费又丰富的可再生资源。由于来自地球的热量源源不断,这种资源在大约 40 亿年的时间里是取之不尽、用之不竭的。
- 与化石燃料不同,地热能无污染且对环境安全,因为使用时不会释放有害气体。此外,没有残留物或副产品。
- 地热发电厂非常复杂,在建造之前需要进行广泛的研究。这为任何级别的生产和管理的熟练和非熟练工人创造了大量的就业机会。
- 在寒冷的国家,地热能可直接用于融化高速公路上的冰、在冬季为房屋供暖、温室、公共浴室和其他应用。尽管初始安装成本很高,但维护和维修成本微不足道。
海洋能源的缺点
- 与化石燃料不同,地热能难以运输。开发的能源被利用后,只能在附近有效使用。还有一种风险是,由于传播,有毒气体会排放到环境中。
- 建造地热发电厂以从地下深处提取蒸汽需要对物质和人力资本进行大量投资。
- 在建立工厂之前需要进行广泛的研究,因为由于进水供应过多或不稳定导致温度下降,这些地点可能会随着时间的推移耗尽蒸汽。
- 地热能仅在少数地区可用,其中一些极难到达,例如高耸的山脉和岩石地形,使得该过程在许多情况下在经济上不可用。
- 由于地热站点位于地下深处,钻探过程可能导致剧毒气体释放到这些站点周围的环境中,这对所涉及的工人来说可能是致命的。
示例问题
问题1:什么是能量?
解决方案:
The capacity to do work or the overall power generated from our natural resources is referred to as energy. Energy comes in a variety of ways and can be transformed from one to another. Energy in usable form is dissipated as a less usable form into the environment.
问题2:给出潮汐能的两个优点和两个缺点。
解决方案:
Advantages of Tidal Energy:
- It is an inexhaustible and environment friendly source of energy.
- It has low operation and maintenance costs.
Disadvantages of Tidal Energy:
- There are very few sites around the world which are suitable for building tidal barrages.
- The rise and fall of sea-water during high and low tides is not enough to generate electricity on a large scale.
问题3:波浪能的局限性是什么?
解决方案:
The Limitations of Wave Energy are:
- It has a negative influence on marine life forms.
- The sea wave intensity is variable.
问题4:海洋热能有哪些优势?
解决方案:
The advantages of Ocean Thermal Energy are:
- It can be used continuously 24 hours a day throughout the year due to sun and ocean currents.
- It is a renewable source of energy
- Its use does not cause any pollution.
- Mixing of deep and shallow seawater brings up nutrients from the sea floor. The deep water is rich in nitrates and this can also be used in agriculture.
问题 5:定义好的能源?
解决方案:
A good source of energy is the one that would do a large amount of work per unit mass (or per unit volume), is cheap and easily available, is easy to store and transport, is safe to handle and use, and does not cause environmental pollution.