研究发现，海洋能源可用于产生足够的电力以满足全球能源需求。为了从海洋中提取能量，有许多技术，包括来自波浪的能量、来自海流的能量、盐度梯度和温度梯度。

随着能源需求的不断增加，由于化石燃料使用量的增加，环境的健康状况继续恶化。为了帮助环境和防止进一步的破坏，可再生能源研究已成为旨在识别和改进各种可再生能源的热门话题。这些可再生能源包括太阳能、风能、来自生物燃料和生物质的能源以及地热能。最有利的可再生能源是海洋能源。海洋能源是指在波浪、潮汐和盐度梯度中发现的能量。由于大约 71% 的地球由水组成，并且包含大约 3.325 亿立方英里的水 ，因此海洋中的能源潜力很大。

除了丰富之外，与其他可再生能源不同，能源是一致的，并且可以预测提取的能源量，使其成为首选能源。研究发现，海洋能源可用于产生足够的电力以满足全球能源需求。为了从海洋中提取能量，有许多技术，包括来自波浪的能量、来自海流的能量、盐度梯度和温度梯度。

波浪能

随着风的传播，它与水碰撞，形成波浪。这种波浪能可以转化为电能。从波浪中提取能量的动力输出方法主要分为三种类型。

直接机械驱动系统使用发电机将波浪能转换为电能。尽管发现它具有 97% 的效率，但直接机械驱动系统与高维护成本相关，并且发现其生命周期短。为了使直接机械驱动系统成为将波能转化为电能的可靠方法，必须对发电机进行更多的研究。摩擦纳米发电机是最近的一项发明，它利用摩擦起电和静电感应将波能转化为电能。与许多只能用于低频波的发电机不同，摩擦纳米发电机可以用于任何频率的波，而且成本也不高。

涡轮传输描述了使用液体为连接到发电机的涡轮提供动力。在空气涡轮传输系统中，首先使用波浪能转换器系统将波浪能转换成加压空气，然后通过涡轮机进入发电机，从而产生电力。当波浪微弱且缓慢时使用空气涡轮传输系统。空气涡轮机的一个好处是它们不必像其他设备一样位于海洋中间，这意味着它们不会轻易腐蚀并且易于维护。然而，使用空气涡轮机的成本很高。在水轮机输送系统中，水流过涡轮机并驱动发电机发电。据发现，水轮机传输的效率为 90%，而空气涡轮系统的效率约为 62.5%。与其他用于从海洋中提取能量的设备一样，水轮机很容易被海水损坏，因为它可能会损坏涡轮机的密封件和阀门，从而降低其效率。

液压系统使用压力迫使水通过阀门进入执行器，将波浪能转化为电能。液压系统由浮筒、柱塞、液压马达、蓄能器和发电机组成。来自波浪的能量被柱塞吸收并产生通过电机的压力。然后，电机允许发电机将波能转换为电能。液压系统可以从低频波中产生高产量的能量。虽然它们很成功，但很难将流体控制在系统中，系统还需要不断维护，并且可能成本高昂且难以储存能量。除了这些挑战，与在实验室规模上使用时的效率相比，液压系统在现实世界中使用时的效率较低，因为在实验室规模上使用时，它没有考虑其他因素，例如海洋对系统。系统中的流体也可能导致漏油，从而危害海洋生物。液压系统可能是一种从海浪中回收能量的有前途的方法，但在将其应用于商业层面之前，还需要克服许多障碍。

潮汐能

地球、太阳和月球的旋转和引力将海浪拉入低潮和高潮。为了从这些潮汐中提取能量，使用了流体动力涡轮机。有垂直轴涡轮机、水平轴涡轮机、文丘里效应涡轮机和振荡水翼。这些潮汐涡轮机利用潮汐的动能。在垂直轴涡轮机中，涡轮叶片以垂直于水流的角度旋转，而在水平轴涡轮机中，涡轮叶片以平行于水流的角度旋转。在潮汐流涡轮机中，水流导致叶片移动，从而通过齿轮箱打开发电机。水平轴涡轮机更高效，更易于维护，因为它是自启动的，

另一种将潮汐能转化为电能的方法是通过潮汐拦河坝，也称为水坝，处理潮汐的势能。单流域潮汐拦河坝采用三种方式转换潮汐能。一种方法是退潮发电，在涨潮时将水困在盆地中，水流过低水头涡轮机，然后用于发电。另一种方法是洪水产生方法，它使用静水压头来控制水何时可以流过涡轮机并进入盆地。最后一种方法是潮汐发电和洪水发电相结合的双向发电。在双向发电中，当涨潮或洪水周期结束时，水会流过涡轮机。双流域潮汐拦河坝采用退潮法，涨潮时只有水流过第一个流域，并储存在第二个流域。2009 年，有 4 家潮汐发电厂可以可靠地发电。

第一个潮汐发电厂于 1967 年在布列塔尼的兰斯河口建造，容量为 240 兆瓦。2011年，最大的潮汐发电厂在韩国建成，容量为254兆瓦。随着技术的进步，潮汐能产生的能量将继续增加。这些潮汐植物带来的主要挑战之一是这些潮汐植物产生的电磁场会对海洋动物的生长产生负面影响。

洋流与潮汐流

洋流是由风对海洋的扰动和海洋环流引起的。潮汐流是潮汐运动的结果。来自潮流的能量通常在海床和海面之间发现，并且可以使用潮流能量转换器提取。这些转换器包括水平轴双涡轮、垂直轴双涡轮和横流装置。发现洋流比潮流更一致，因为洋流向一个方向移动，而潮流可以因为洪水和落潮周期的变化而改变方向。由于潮流改变方向，它需要更多的能量，这意味着潮流比洋流包含更多的能量。这或许可以解释为什么洋流通常比潮流慢。人们发现，当潮汐流与波浪同向流动时，振幅会减小，从而降低潮汐能。此外，当潮汐流以与波浪相反的方向流动时，波浪的幅度增加，从而增加了潮汐能。因此，为了提高发电量，应利用与波浪相反方向流动的潮流中的潮汐能将潮汐能转化为电能。

盐度梯度

盐度梯度描述了两个水体之间盐分水平的差异。这种盐含量的差异产生了称为盐度梯度能量的能量。盐度梯度能量可以在海洋和河流交汇的地区找到，因为那里是咸水和淡水的混合物。据估计，全球大约有 3.1 太瓦的盐度梯度能量。

盐度梯度能量可以通过三种不同的方法提取。一种方法是压力延迟渗透，它使用半透膜将水从河流输送到大海，这将导致用于为涡轮机提供动力的静态能量增加。然而，这种方法可能不可靠，因为它取决于所使用的膜，因此，在压力延迟渗透可以商业化使用之前需要更多的研究。该过程中使用的某些类型的膜是醋酸纤维素、聚苯并咪唑和聚（酰胺-酰亚胺），因为它们增加了水通量、强度和耐磨性。

另一种提取方法是反向电渗析，它将盐水和淡水泵入充满阴离子和阳离子的膜中。这产生了产生电流的电化学势。与压力延迟渗透一样，反向电渗析也取决于膜的特性。最近发现，通过改善膜的性能，科学家们能够提高反向电渗析的效率。最后一种方法是双电层电容器，它将电荷存储在盐水中并将它们传输到淡水中，并允许带电离子扩散，从而产生静电能。将来自盐水的离子引入淡水可能会损害淡水中的海洋生物，因为它们不习惯来自盐水的带电离子。

海洋热能转换

海洋的上层吸收来自太阳的能量并用于海洋热能转换循环。海洋热能转换循环包含来自海洋上层的暖海水和来自海洋底层的冷海水。可以使用开环、闭环和混合循环技术从这些循环中提取能量。

在开式循环提取中，使用真空泵来确保绝对零压力。盐水通过真空泵形成蒸汽。这种蒸汽是淡水，将通过低压涡轮进入用于发电的发电机。由于它是一个昂贵的过程并且被发现效率低，因此开环提取可能不会被广泛使用。在闭式循环提取中，盐水通过制冷剂泵、冷却剂并形成蒸汽。蒸汽通过涡轮机进入发电机，产生电力。这种方法比开放循环方法便宜，这使得它更有利，但是，它不像开放循环方法那样产生淡水。混合循环是开放循环和封闭循环技术的混合。在混合循环提取中，盐水通过真空泵和制冷剂泵，通过涡轮机进入发电机。

结论

虽然海洋能源是一种很有前景的可再生能源，但在海洋能源商业化之前，还必须克服许多挑战。提取海洋能源的成本高于其他可再生能源的成本。此外，需要在实验室规模上对海洋能源进行更多研究，以实现海洋能源生产的商业化。海洋动植物可能会因涡轮机、横流装置和其他海洋生物不知道的能量产生装置等提取装置而受到伤害。除了危害海洋生物外，这些提取装置还可能容易腐蚀，并且由于海洋中的极端天气条件可能无法正常工作。

由于仍然缺乏关于从海洋中提取能源的信息和研究，海洋能源的未来仍然不明朗。从海洋中提取能量可能会导致侵蚀、沉积和冲刷。然而，海洋能源前景广阔，因为许多国家已经使用潮汐植物提取潮汐能并产生了兆瓦级的电力，并且没有证据表明会导致侵蚀或沉积。此外，海洋能源被认为是最可靠的可再生能源来源，因此海洋能源的商业化前景广阔。