【潮汐能】潮汐能發(fā)電技術(shù) 潮汐能發(fā)電原理 潮汐能的利用

潮汐能

在海灣或感潮河口，可見到海水或江水每天有兩次的漲落現(xiàn)象，早上的稱為潮，晚上的稱為汐。潮汐作為一種自然現(xiàn)象，為人類的航海、捕撈和曬鹽提供了方便。這種現(xiàn)象主要是由月球、太陽的引潮力以及地球自轉(zhuǎn)效應(yīng)所造成的。漲潮時，大量海水洶涌而來，具有很大的動能；同時，水位逐漸升高，動能轉(zhuǎn)化為勢能。落潮時，海水奔騰而歸，水位陸續(xù)下降，勢能又轉(zhuǎn)化為動能。海水在運動時所具有的動能和勢能統(tǒng)稱為潮汐能。潮汐是一種蘊(yùn)藏量極大、取之不盡、用之不竭、不需開采和運輸、潔凈無污染的可再生能源。建設(shè)潮汐電站，不需要移民，不淹沒土地，沒有環(huán)境污染問題，還可以結(jié)合潮汐發(fā)電發(fā)展圍墾、水生養(yǎng)殖和海洋化工等綜合利用項目。

利用

潮汐能的主要利用方式是潮汐發(fā)電。潮汐發(fā)電與普通水利發(fā)電原理類似，通過出水庫，在漲潮時將海水儲存在水庫內(nèi)，以勢能的形式保存，然后，在落潮時放出海水，利用高、低潮位之間的落差，推動水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。差別在于海水與河水不同，蓄積的海水落差不大，但流量較大，并且呈間歇性，從而潮汐發(fā)電的水輪機(jī)結(jié)構(gòu)要適合低水頭、大流量的特點。

潮汐發(fā)電是水力發(fā)電的一種。在有條件的海灣或感潮口建筑堤壩、閘門和廠房，圍成水庫，水庫水位與外海潮位之間形成一定的潮差（即工作水頭），從而可驅(qū)動水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。

與潮汐發(fā)電相關(guān)的技術(shù)進(jìn)步極為迅速，已開發(fā)出多種將潮汐能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的機(jī)械設(shè)備，如螺旋漿式水輪機(jī)、軸流式水輪機(jī)、開敞環(huán)流式水輪機(jī)等，日本甚至開始利用人造衛(wèi)星提供潮流信息資料。利用潮汐發(fā)電日趨成熟，已進(jìn)入實用階段。

發(fā)電特點

優(yōu)點

1、潮汐能是一種清潔、不污染環(huán)境、不影響生態(tài)平衡的可再生新能源。潮水每日漲落，周而復(fù)始，取之不盡，用之不竭。它完全可以發(fā)展成為沿海地區(qū)生活、生產(chǎn)和國防需要的重要補(bǔ)充能源。

2、它是一種相對穩(wěn)定的可靠能源，很少受氣候、水文等自然因素的影響，全年總發(fā)電量穩(wěn)定，不存在豐、枯水年和豐、枯水期影響。

3、潮汐電站不需淹沒大量農(nóng)田構(gòu)成水庫，因此，不存在人口遷移、淹沒農(nóng)田等復(fù)雜問題。而且可用攔海大壩，促淤圍墾大片海涂地，把水產(chǎn)養(yǎng)殖、水利、海洋化工、交通運輸結(jié)合起來，大搞綜合利用。這對于人多地少、農(nóng)田非常寶貴的沿海地區(qū)，更是個突出的優(yōu)點。

4、潮汐電站不需筑高水壩，即使發(fā)生戰(zhàn)爭或地震等自然災(zāi)害，水壩受到破壞，也不至于對下游城市、農(nóng)田、人民生命財產(chǎn)等造成嚴(yán)重災(zāi)害。

5、潮汐能開發(fā)一次能源和二次能源相結(jié)合，不用燃料，不受一次能源價格的影響，而且運行費用低，是一種經(jīng)濟(jì)能源。但也和河川水電站一樣，存在一次投資大、發(fā)電成本低的特點。

6、機(jī)組臺數(shù)多，不用設(shè)置備用機(jī)組。

缺點

1、潮差和水頭在一日內(nèi)經(jīng)常變化，在無特殊調(diào)節(jié)措施時，出力有間歇性，給用戶帶來不便。但可按潮汐預(yù)報提前制定運行計劃，與大電網(wǎng)并網(wǎng)運行，以克服其間歇性。

2、潮汐存在半月變化，潮差可相差二倍，故保證出力、裝機(jī)的年利用小時數(shù)也低。

3、潮汐電站建在港灣海口，通常水深壩長，施工、地基處理及防淤等問題較困難。故土建和機(jī)電投資大，造價較高。

4、潮汐電站是低水頭、大流量的發(fā)電形式。漲落潮水流方向相反，故水輪機(jī)體積大，耗鋼量多，進(jìn)出水建筑物結(jié)構(gòu)復(fù)雜。而且因浸泡在海水中，海水、海生物對金屬結(jié)構(gòu)物和海工建筑物有腐蝕和沾污作用，放需作特殊的防腐和防海生物粘附處理。

5、潮汐變化周期為太陰日（24h50min），月循環(huán)約為14天多，每天高潮落后約50min，故與按太陽日給出之日需電負(fù)荷圖配合較差。潮汐發(fā)電雖然存在以上不足之處，但隨著現(xiàn)代技術(shù)水平的不斷提高，是可以得到改善的。如采用雙向或多水庫發(fā)電、利用抽水蓄能、納人電網(wǎng)調(diào)節(jié)等措施，可以彌補(bǔ)第一個缺點；采用現(xiàn)代化浮運沉箱進(jìn)行施工，可以節(jié)約土建投資；應(yīng)用不銹鋼制作機(jī)組，選用乙烯樹脂系列涂料，再采用陰極保護(hù)，可克服海水的腐蝕及海生物的粘附。

發(fā)電類型

潮汐電站可以是單水庫或雙水庫。單水庫潮汐電站只筑一道堤壩和一個水庫，雙水庫潮汐電站建有兩個相鄰的水庫。

單庫單向電站

即只用一個水庫，僅在漲潮（或落潮）時發(fā)電，因此又稱為單水庫單程式潮汐電站。我國浙江省溫嶺市沙山潮汐電站就是這種類型。

單庫雙向電站

用一個水庫，但是漲潮與落潮時均可發(fā)電，只是在水庫內(nèi)外水位相同的平潮時不能發(fā)電，這種電站稱之為單水庫雙程式潮汐電站，它大大提高了潮汐能的利用率。廣東省東莞市的鎮(zhèn)口潮汐電站及浙江省溫嶺市江廈潮汐電站，就是這種型式。

雙庫雙向電站

為了使潮汐電站能夠全日連續(xù)發(fā)電就必須采用雙水庫的潮汐電站。它是用二個相鄰的水庫，使一個水庫在漲潮時進(jìn)水，另一個水庫在落潮時放水，這樣前一個水庫的水位總比后一個水庫的水位高，故前者稱為上水庫（高水位庫），后者稱為下水庫（低水位庫）。水輪發(fā)電機(jī)組放在兩水庫之間的隔壩內(nèi)，兩水庫始終保持著水位差，故可以全天發(fā)電。