1. 什么是海洋鹽差能
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,。
2. 海洋鹽度分布及其影響因素
海水鹽度的分布規(guī)律時(shí),,除結(jié)合課文表層海水鹽度分布規(guī)律圖分析出影響鹽度的主要因素是蒸發(fā)量
和降水量外,還有其它因素,。在一些內(nèi)海區(qū)域,,由于遠(yuǎn)離大洋因而個(gè)性比較強(qiáng),其所處的地理環(huán)境不同,,
個(gè)性特征也迥然不同,,如紅海和波羅的海。
3. 海水鹽差能
海水被污染了肯定無法造鹽,。
因?yàn)辂}是海水蒸發(fā)后留下的結(jié)晶,,有害物質(zhì)也被蒸發(fā)留下來了。
海水中含有大量鹽類和多種礦物質(zhì),,含量遠(yuǎn)超人體所能承受的范圍,,其濃度也大于人體體液濃度,,而水有從低濃度溶液向高濃度溶液流動(dòng)的趨勢。
不僅僅在口感上會有很大的不同,,還會攝入很多對人體有害的礦物質(zhì),,這也是海水不能直接食用的原因之一。
因?yàn)榄h(huán)境的污染,,海洋資源也受到了很大的污染,,很多垃圾都被排放到了海洋中,海洋無法在短時(shí)間內(nèi)凈化,,所以這也是海水不能直接食用的原因之一,。
海水鹽能吃,但必須經(jīng)過加工才能食用,,從海水中提取食鹽的方法主要是“鹽田法”這是一種古老的而至今仍廣泛沿用的方法,。
4. 海洋的鹽
每年大約有30億噸的鹽分被帶進(jìn)海洋,海洋表面有大量水分蒸發(fā),,收入的鹽類不能隨水蒸氣升空,,只得留在海洋之內(nèi),海洋就變得又苦又咸了,。
海洋(SEA),,地理名詞,是地球上最廣闊的水體的總稱,。地球表面被各大陸地分隔為彼此相通的廣大水域稱為海洋,,海洋的中心部分稱作洋,邊緣部分稱作海,,彼此溝通組成統(tǒng)一的水體,,地球上海洋總面積約為3.6億平方公里,約占地球表面積的71%,,平均水深約3795米,。海洋中含有十三億五千多萬立方千米的水,約占地球上總水量的97%,,而可用于人類飲用只占2%,。地球四個(gè)主要的大洋為太平洋、大西洋,、印度洋,、北冰洋,大部分以陸地和海底地形線為界,。目前為止,,人類已探索的海底只有5%,還有95%大海的海底是未知的,。
5. 海洋鹽業(yè)
唐世鳳先生,,一生從事海洋調(diào)查及研究工作,,鏖戰(zhàn)南國,開中國海洋生物研究之先河,;轉(zhuǎn)戰(zhàn)渤海,啟華夏海洋綜合調(diào)查之開端,;1946年,,在廈門大學(xué)建立中國第一個(gè)海洋學(xué)系,他為第一任系主任,,并兼任中國海洋研究所所長,。他率先引進(jìn)了現(xiàn)代海洋科學(xué),研究范圍涉及海洋生物,、海洋化學(xué),、海洋物理、海洋漁業(yè),、鹽業(yè),、中國海洋史等,是我國現(xiàn)代海洋科學(xué)研究及海洋科學(xué)教育事業(yè)的奠基者之一,。
6. 海洋鹽度差能
赤道地區(qū),,降水量豐富,除南太平洋秘魯寒流北部的赤道地區(qū)年降水量在100毫米左右外,,大部海區(qū)年降水量在2000毫米左右,,特別是赤道與北回歸線之間的太平洋海區(qū),其中大部分海區(qū)年降水量在3000毫米以上,。年平均蒸發(fā)量為1050毫米左右,。平均鹽度為32‰~35‰左右。因赤道地區(qū)降水量豐富,,降水量大于蒸發(fā)量,,所以鹽度較低,鹽度低于世界大洋平均鹽度(35‰),。
副熱帶海區(qū),,年平均降水量大部分海區(qū)為1000毫米左右,年平均蒸發(fā)量為1150毫米左右,,平均鹽度為35.5‰左右,。副熱帶海區(qū)因蒸發(fā)量大于降水量,所以鹽度較高,,鹽度高于世界大洋平均鹽度,。赤道地區(qū)主要是降水量大于蒸發(fā)量,副熱帶海區(qū)主要是蒸發(fā)量大于降水量,,所以赤道地區(qū)海水的鹽度低于副熱帶地區(qū)海水的鹽度,。因此,,一個(gè)地區(qū)海水鹽度的高低決定于該地區(qū)降水量與蒸發(fā)量的對比關(guān)系。
7. 海洋含鹽量會持續(xù)增加嗎
海水的平均鹽度是35‰,,一升海水有約35公克的鹽溶于其中,。
已被發(fā)現(xiàn)海水化學(xué)物質(zhì)及元素有92種,其中11種(氯,、鈉,、鎂、硫,、鈣,、鉀、溴,、鍶,、硼、碳,、氟)占海水溶解物質(zhì)總量的99.8%,,其它含量甚微;目前可以從海水中提取60多種化學(xué)物質(zhì),。
世界海水的鹽度大約為35psu(35‰),,這意味著平均每一升海水中就含有35克的鹽(大部分是氯化鈉)溶解其中。高于人體溶質(zhì)度級別(現(xiàn)代生物的體液類似遠(yuǎn)古海洋的濃度,,大約為0.9%),,非直接飲用水來源。
8. 海洋鹽分來源錯(cuò)誤的是()
大海中的鹽分來自覆蓋地球的巖石,。雨點(diǎn)落到巖石上,,雨水把巖石含有的某些物質(zhì)溶解,慢慢地這些水(加上泉水)變成河水,,流進(jìn)大海,。
9. 海洋鹽類資源
每年大約有30億噸的鹽分被海洋帶走。
海洋表面有大量水分蒸發(fā),,收入的鹽類不能隨水蒸氣升空,,只得留在海洋之內(nèi),海洋就變得又苦又咸了,。世界各大海洋的海水所含的鹽分各處不同,,平均約為3.5%,這些溶解在海水中的無機(jī)鹽,,最常見的是氯化鈉,,即日用的食鹽。有些鹽來自海底的火山,,但大部分來自地殼的巖石,。巖石受風(fēng)化而崩解,,釋出鹽類,再由河水帶到海里去,。
海洋是地球上決定氣候發(fā)展的主要的因素之一,。海洋本身就是地球表面最大的儲熱體。海流是地球表面最大的熱能傳送帶,。海洋與空氣之間的氣體交換(其中最主要的有水汽,、二氧化碳和甲烷)對氣候的變化和發(fā)展有特別大的影響。
10. 海洋鹽差能發(fā)電原理
海洋能包括:潮汐能,、波浪能、溫差能,、鹽差能,、海流能、海風(fēng)能,、海洋熱能,。
形成海洋溫差能的源頭是太陽能。海洋溫差能屬于海洋熱能,,其能量的主要來源是蘊(yùn)藏在海洋中的太陽輻射能,。海洋溫差能具有儲量巨大、隨時(shí)間變化相對穩(wěn)定的特點(diǎn),,利用海洋溫差能發(fā)電有望為部分地區(qū)提供大規(guī)模的,、穩(wěn)定的電力。
11. 海洋鹽分比例
一般情況下,,一噸海水含3.5千克鹽,。
太平洋海水平均鹽度為35‰,但各個(gè)海區(qū)含鹽量的多少懸殊很大,。該大洋表層海水鹽度的分布特點(diǎn)是赤道附近(略偏北),,由于降水量大于蒸發(fā)量,因此鹽度低,,從西部的34.5‰降到東部的33‰,;
在南北副熱帶海域,因終年處在回歸高壓帶控制下,,蒸發(fā)量大于降水量,,海水鹽度較高,尤其是南半球的副熱帶地區(qū)更高,,北半球一般在35~35.5‰,,南半球一般在36~36.5‰。