2, 潮汐能的原理
一、潮汐能 潮汐能是指海水潮涨和潮落形成的水的势能,其利用原理和水力发电相似。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。世界上潮差的较大值约为13—15m,我国的最大值(杭州湾澉浦)为8.9m。一般说来,平均潮差在3m以上就有实际应用价值。 潮汐能利用的主要方式是发电。通过贮水库,在涨潮时将海水贮存在贮水库内,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。潮汐电站的功率和落差及水的流量成正比。但由于潮汐电站在发电时贮水库的水位和海洋的水位都是变化的(海水由贮水库流出,水位下降,同时,海洋水位也因潮汐的作用而变化)。因此,潮汐电站是在变功况下工作的,水轮发电机组和电站系统的设计要考虑变功况,低水头、大流量以及防海水腐蚀等因素,远比常规的水电站复杂,效率也低于常规水电站。潮汐电站按照运行方式和对设备要求的不同,可以分成单库单向型、单库双向型和双库单向型三种。 根据我国潮汐能资源调查统计,对可开发装机容量大于500kW的坝址和可开发装机容量200-1000kW的坝址共有424处港湾、河口,可开发装机容量200kW以上的潮汐资源,总装机容量为2179万kW,年发电量约624亿kWh。这些资源在沿海的分布是不均匀的,以福建和浙江为最多,站址分别为88处和73处,装机容量分别是1033万kW和891万kW,两省合计装机容量占全国总量的88.3%。其次是长江口北支(属上海和江苏)和辽宁、广东装机容量分别为70.4万kW和59.4万kW和57.3万kW,其它省区则较少,江苏沿海(长江口除外)最少,装机容量仅0.11万kW。 浙江、福建和长江口北支的潮汐能资源年发量为573.7亿kWH,如能将其全部开发,相当每年为这一地区提供2000多万吨标准煤。 在我国沿海,特别是东南沿海有很多能量密度较高,平均潮差4-5米,最大潮差7-8米,且自然环境条件优越的站址。其中已做过大量调查勘测,规划设计和可行性研究工作,具有近期开发价值和条件的中型潮汐电站站址,有福建的大官坂(1.4万kW,0.45亿kWh)、八尺门(3.3万kW,1.8亿kWh)和浙江的健跳港(1.5万kW,0.48万kWh)、黄墩港(5.9万kW,1.8亿kWh)已做过规划设计,有较好的工作基础,还需要进行前期综合研究论证的大型潮汐电站站址的有长江口北支(70.4万kW,22.8亿kWh)、杭州湾(316万kW,87亿kWh)和乐清湾(55万kW、23.4亿kWh)等。
3, 潮汐发电简介
潮汐能主要来自于海洋潮汐摩擦作用消耗的地球自转动能。作为一种蕴藏量极大的可再生资源,潮汐能发电不排放废水、废渣和废气,对环境影响小,满足用电需求的同时亦可降低对煤炭、石油等不可再生资源的消耗,减少环境污染,若将潮汐能蕴藏量全部转换成电能,每年发电量约为目前世界总电量的1/10,因此,潮汐能开发具有广阔的前景和巨大的潜力。潮汐能发电现代潮汐能的利用主要潮汐能发电,利用海湾、河口等有利地形,建筑水堤,形成水库,蓄积海水,在坝中或坝旁建造发电厂发,安装水轮发电机组进行发电。潮汐能发电与普通水力发电的差别在于,蓄积海水的落差不大,但流量大且呈现间歇性,周期性。要利用海洋潮汐发电,需要具备两个条件:潮汐幅度足够大,至少在数米左右;海岸地形必须能储蓄大量海水。潮汐能利用现状早在20世纪初,欧美国家已开始研究潮汐发电。世界上适于建设潮汐电站的地区都在研究和建设潮汐电站,包括:美国阿拉斯加的库克湾,英国赛文河口,澳大利亚达尔文翻迪湾,韩国仁川湾等。世界上第一座具有经济价值且是目前世界上最大的潮汐发电站,是建设于1966年的法国朗斯洛潮汐电站,将潮汐电站带入了实用阶段。经过多年的探索和发展,潮汐发电技术已取得了长足的进步。我国大陆海岸线长达1.8万km,据全国沿海普查资料,全国有近200个海湾、河口适于开发潮汐能,可开发潮汐能总发电量大600亿kWh,装机总量可达20GW(国外潮汐能新技术)。东南沿海有很多能量密度较高,平均超差达4-5m,最大超差7-8m,自然条件极为优越的坝址。我国潮汐能开发已有40多年的历史,建成并长期运行的潮汐电站有8座,总装机量6120kW。但我国潮汐能电站规模都较小,江夏潮汐试验电站是我国已建成的最大的潮汐电站,规模位居世界第三,但总装机量仅有法国朗斯洛潮汐电站的1/75。
相关概念
潮汐能
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。
潮汐
潮汐是海水周期性涨落现象。因白天为朝,夜晚为夕,所以把白天出现的海水涨落称为“潮”,夜晚出现的海水涨落称为“汐”。 到过海边的人都知道,海水有涨潮和落潮现象。涨潮时,海水上涨,波浪滚滚,景色十分壮观;退潮时,海水悄然退去,露出一片海滩。涨潮和落潮一般一天有两次。我国古书上说“大海之水,朝生为潮,夕生为汐”。在涨潮和落潮之间有一段时间水位处于不涨不落的状态,叫做平潮。
发电
发电是指利用发电动力装置将水能、石化燃料(煤、油、天然气)的热能、核能等转换为电能的生产过程。直流发电大多以电化学的方式产生电力,泛称为电池,以小功率的应用为主。发电的主要形式有水力发电、火力发电和核能发电。