潮汐能

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潮汐能相关知识

潮汐能(tide energy) 海水周期性涨落运动中所具有的能量。其水位差表现为势能,其潮流的速度表现为动能。这两种能量都可以利用,是一种可再生能源。由于在海水的各种运动中潮汐最守信,最具规律性,又涨落于岸边,也最早为人们所认识和利用,在各种海洋能的利用中,潮汐能的利用是最成熟的。

因月球引力的变化引起潮汐现象,潮汐导致海水平面周期性地升降,因海水涨落及潮水流动所产生的能量称为潮汐能。这种能量是永恒的、无污染的能量。潮汐能的能量与潮量和潮差成正比,或者说,与潮差的平方和水库的面积成正比。和水力发电相比,潮汐能的能量密度很低,相当于微水头发电的水平。

潮汐发电与普通水力发电原理类似,通过出水库,在涨潮时将海水储存在水库内,以势能的形式保存,然后,在落潮时放出海水,利用高、低潮位之间的落差,推动水轮机旋转,带动发电机发电。

(1)单池单向发电,即落潮发电

涨潮时坝门打开,海水充满蓄水池;落潮时坝门关闭,潮水驱动水轮机发电。

(2)单池双向发电

即落潮和涨潮都发电,且与扬水并用。为了保持落差,并非落潮一开始就发电,而是向蓄水池泵水,然后停机待机,直到潮水落到潮差的一半时才开始放水发电。反之亦然,涨潮一开始也不立即发电,而是将蓄水池剩余的水抽向大海,再停机待机一段时间,直到潮水涨到一半潮差时再开始发电。尽管如此,用于发电的时间远超过泵水和待机的时间和。

(3)双池双向发电

海水在运动时所具有的动能和势能统称为潮汐能。潮汐是一种蕴藏量极大、取之不尽、用之不竭、不需开采和运输、洁净无污染的可再生能源。建设潮汐电站,不需要移民,不淹没土地,没有环境污染问题,还可以结合潮汐发电发展围垦、水生养殖和海洋化工等综合利用项目。

利用潮汐能的主要利用方式是潮汐发电。潮汐发电与普通水利发电原理类似,通过出水库,在涨潮时将海水储存潮汐发电原理图在水库内,以势能的形式保存,然后,在落潮时放出海水,利用高、低潮位之间的落差,推动水轮机旋转,带动发电机发电。差别在于海水与河水不同,蓄积的海水落差不大,但流量较大,并且呈间歇性,从而潮汐发电的水轮机结构要适合低水头、大流量的特点。

潮汐发电是水力发电的一种。在有条件的海湾或感潮口建筑堤坝、闸门和厂房,围成水库,水库水位与外海潮位之间形成一定的潮差(即工作水头),从而可驱动水轮发电机组发电。与潮汐发电相关的技术进步极为迅速,已开发出多种将潮汐能转变为机械能的机械设备,如螺旋浆式水轮机、轴流式水轮机、开敞环流式水轮机等,日本甚至开始利用人造卫星提供潮流信息资料。利用潮汐发电日趋成熟,已进入实用阶段。

潮汐电站可以是单水库或双水库。单水库潮汐电站只筑一道堤坝和一个水库,双水库潮汐电站建有两个相邻的水库。

单库单向电站

即只用一个水库,仅在涨潮(或落潮)时发电,因此又称为单水库单程式潮汐电站。我国浙江省温岭市沙山潮汐电站就是这种类型。

单库双向电站

用一个水库,但是涨潮与落潮汐发电的型式潮时均可发电,只是在水库内外水位相同的平潮时不能发电,这种电站称之为单水库双程式潮汐电站,它大大提高了潮汐能的利用率

双库双向电站

为了使潮汐电站能够全日连续发电就必须采用双水库的潮汐电站。它是用二个相邻的水库,使一个水库在涨潮时进水,另一个水库在落潮时放水,这样前一潮汐发电实用装置个水库的水位总比后一个水库的水位高,故前者称为上水库(高水位库),后者称为下水库(低水位库)。水轮发电机组放在两水库之间的隔坝内,两水库始终保持着水位差,故可以全天发电。

潮汐发电条件

利用潮汐发电必须具备两个物理条件:首先潮汐的幅度必须大,至少要有几米;第二海岸地形必须能储蓄大量海水,并可进行土建工程。即区域蕴有足够大的潮汐能是十分重要的,潮汐能普查计算的方法是,首先选定适于建潮汐电站的站址,再计算这些地点可开发的发电装机容量,叠加起来即为估算的资源量。

潮汐发电的工作原理与一般水力发电的原理是相近的,即在河口或海湾筑一条大坝,以形成天然水库,水轮发电机组就装在拦海大坝里。由于海水潮汐的水位差远低于一般水电站的水位差,所以潮汐电站应采用低水头、大流量的水轮发电机组。全贯流式水 轮发电机组由于其外形小、重量轻、管道短、效率高已为各潮汐电站广泛采用。

潮汐发电的物理条件

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