本文摘要：摘要：現(xiàn)有陸基工業(yè)化循環(huán)水養(yǎng)殖市場(chǎng)體量大、產(chǎn)量高，存在能耗高、污染環(huán)境等問(wèn)題，以及新能源利用效率低，應(yīng)用于循環(huán)水養(yǎng)殖范圍少等問(wèn)題，因此本項(xiàng)目提出應(yīng)用新能源滿足和匹配陸基養(yǎng)殖基地用能需求，建成具有地方海岸特色的新能源應(yīng)用保障示范基地，研究方
摘要：現(xiàn)有陸基工業(yè)化循環(huán)水養(yǎng)殖市場(chǎng)體量大、產(chǎn)量高，存在能耗高、污染環(huán)境等問(wèn)題，以及新能源利用效率低，應(yīng)用于循環(huán)水養(yǎng)殖范圍少等問(wèn)題，因此本項(xiàng)目提出應(yīng)用新能源滿足和匹配陸基養(yǎng)殖基地用能需求，建成具有地方海岸特色的新能源應(yīng)用保障示范基地，研究方案擬設(shè)計(jì)太陽(yáng)能熱電系統(tǒng)集熱及發(fā)電，利用潮汐能提供高壓水頭，又可直接發(fā)電及海水淡化，還可以做測(cè)試研究的示范平臺(tái)。
關(guān)鍵詞：潮汐能,海水淡化,太陽(yáng)能,新能源,循環(huán)水養(yǎng)殖
引言
我國(guó)是全球最大的海水養(yǎng)殖國(guó)，2018年，全國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖總產(chǎn)量超過(guò)5000萬(wàn)噸，我國(guó)成為世界上唯一養(yǎng)殖水產(chǎn)品總量超過(guò)捕撈總量的主要漁業(yè)國(guó)家。陸基工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖具有資源節(jié)約、環(huán)境友好和產(chǎn)品安全等特點(diǎn)，是世界水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的重要發(fā)展方向之一，也是實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖與環(huán)境和諧發(fā)展的重要途徑�，F(xiàn)有文獻(xiàn)研究表明工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖，單產(chǎn)量24462225kg/hm2時(shí)，耗電量93913695kWh/hm2，單位產(chǎn)量電耗為5.07kWh/kg。
研究表明，我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的能耗強(qiáng)度為0.24萬(wàn)噸標(biāo)煤/萬(wàn)元產(chǎn)值，是農(nóng)業(yè)平均值的1.26倍。我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖二氧化碳排放量高�，F(xiàn)有工業(yè)化循環(huán)水養(yǎng)殖市場(chǎng)體量大、產(chǎn)量高，存在能耗高、污染環(huán)境等問(wèn)題，因此發(fā)展可再生能源解決其能耗是非常重要的，同時(shí)因?yàn)楝F(xiàn)有新能源利用效率低，應(yīng)用于循環(huán)水養(yǎng)殖范圍少等問(wèn)題，因此開展本項(xiàng)目新能源系統(tǒng)應(yīng)用研究與示范。
1潮汐能與太陽(yáng)能應(yīng)用于循環(huán)水養(yǎng)殖的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
目前海洋能應(yīng)用于循環(huán)水養(yǎng)殖研究較少，研究熱點(diǎn)主要集中在潮汐能發(fā)電。國(guó)外關(guān)于潮汐能發(fā)電的研究持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、涉及領(lǐng)域廣泛，技術(shù)相對(duì)成熟，總體而言，英國(guó)和美國(guó)的潮汐能研究則更為成熟，相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)量龐大。我國(guó)關(guān)于潮汐能發(fā)電的研究主要集中在福建省、浙江省、江蘇省、上海市、山東省一些東部沿海省份，基本上在對(duì)潮汐能的技術(shù)開發(fā)、發(fā)展前景、資源利用等方面，而對(duì)沿海地區(qū)應(yīng)用于循環(huán)水養(yǎng)殖的潮汐能的研究較少，國(guó)內(nèi)未見(jiàn)有應(yīng)用型示范基地的報(bào)導(dǎo)。直驅(qū)式潮汐能反滲透海水淡化技術(shù)是近年發(fā)展起來(lái)的一種海洋能海水淡化技術(shù)。
相比于間驅(qū)式潮汐能反滲透海水淡化系統(tǒng)，直驅(qū)式潮汐能反滲透海水淡化系統(tǒng)可減少潮汐能先發(fā)電再用電能驅(qū)動(dòng)反滲透海水淡化裝置的兩次能量轉(zhuǎn)換損失，具有能效高和成本低等優(yōu)勢(shì)。目前，關(guān)于直驅(qū)式潮汐能反滲透海水淡化技術(shù)的研究主要來(lái)源于廣東海洋大學(xué)凌長(zhǎng)明教授課題組。
課題組研究團(tuán)隊(duì)在海洋能海水淡化方面已經(jīng)進(jìn)行了近十年的研究，先后進(jìn)行了潮汐能聚能增壓方案的熱力學(xué)性能分析、潮汐能直接驅(qū)動(dòng)海水淡化方法的優(yōu)勢(shì)分析，以及直驅(qū)式潮汐能反滲透海水淡化系統(tǒng)性能計(jì)算模型及分析等研究。關(guān)于直驅(qū)式潮汐能反滲透海水淡化系統(tǒng)的性能研究有待進(jìn)一步開展。
太陽(yáng)能利用技術(shù)主要有太陽(yáng)能熱利用技術(shù)、太陽(yáng)能發(fā)電和太陽(yáng)能光化學(xué)轉(zhuǎn)換等，太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)在美國(guó)、澳大利亞、德國(guó)等國(guó)家已經(jīng)比較成熟，并得到了實(shí)際應(yīng)用。國(guó)內(nèi)相關(guān)研究起步較晚。對(duì)于太陽(yáng)能光發(fā)電技術(shù)，目前的研究主要集中在太陽(yáng)能電池板的材料方面。中科院電工所對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電整體系統(tǒng)進(jìn)行了研究和設(shè)計(jì)，并建立了1MW的塔式太陽(yáng)能發(fā)電項(xiàng)目。南開大學(xué)光電子薄膜與器件研究所在薄膜電池技術(shù)方面，四川大學(xué)在碲化鎘電池方面已經(jīng)取得了卓越的成果。
2工業(yè)化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)的新能源應(yīng)用方案
本文的方案旨在應(yīng)用新能源(潮汐能和太陽(yáng)能)滿足和匹配陸基養(yǎng)殖基地用能需求，建成具有地方海岸特色的新能源應(yīng)用保障示范基地，包括高、低位水池和延伸到海中間的引水管等基礎(chǔ)設(shè)施。研究可以為陸基工業(yè)化循環(huán)水養(yǎng)殖基地提供能源動(dòng)力支撐的新能源技術(shù)及其示范。研究方案擬設(shè)計(jì)太陽(yáng)能熱電系統(tǒng)集熱及發(fā)電，利用潮汐能提供高壓水頭，又可直接發(fā)電及海水淡化，還可以做測(cè)試研究的示范平臺(tái)。
陸基工業(yè)化循環(huán)水養(yǎng)殖常需要水溫調(diào)節(jié)，需要大量的熱能，因此采用太陽(yáng)能集熱與供熱技術(shù)。太陽(yáng)能集熱裝置冬季收集熱量加熱池水，多余熱量?jī)?chǔ)在蓄熱水箱(相變材料保溫)。夏天采用太陽(yáng)能光伏板發(fā)電(供循環(huán)水泵和增氧機(jī)等)，多余電量?jī)?chǔ)在蓄能系統(tǒng)。潮汐能利用高低位水池，低位水池模擬海水，高位池模擬海灣潮汐能水壩。
漲潮時(shí)水池蓄水，退潮時(shí)池水位有較高水頭，利用池水位差發(fā)電。水輪機(jī)發(fā)電同時(shí)驅(qū)動(dòng)增壓器，產(chǎn)生高壓水頭海水，為養(yǎng)殖循環(huán)水提供循環(huán)動(dòng)力，并利用高壓水頭進(jìn)行海水淡化。同時(shí)優(yōu)化和整合太陽(yáng)能和潮汐能運(yùn)行方案，實(shí)現(xiàn)新能源間互補(bǔ)運(yùn)行，用富余電量，抽水至潮汐能高位蓄水池蓄能等技術(shù)，進(jìn)行季節(jié)性產(chǎn)能調(diào)節(jié)和晝夜錯(cuò)峰負(fù)荷運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)新能源間互補(bǔ)運(yùn)行。工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖采用傳統(tǒng)能源系統(tǒng)存在很大的改進(jìn)與提升空間。本文在研究了潮汐能與太陽(yáng)能的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，提出了陸基工業(yè)化循環(huán)水養(yǎng)殖基地采用新能源技術(shù)的方案，減少能量轉(zhuǎn)換過(guò)程，提高可再生能源的利用效率。
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相關(guān)刊物推薦：《漁業(yè)現(xiàn)代化》創(chuàng)刊于1973年，由農(nóng)業(yè)部主管，中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院漁業(yè)機(jī)械儀器研究所和中國(guó)漁船漁機(jī)漁具行業(yè)協(xié)會(huì)主辦。漁業(yè)現(xiàn)代化編輯部審稿周期為1-3個(gè)月，若3個(gè)月內(nèi)未收到用稿通知，作者可自行處理。復(fù)合影響因子：0.911，綜合影響因子：0.763。
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