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潮汐能的相關(guān)知識(shí)
2011-11-9 中國(guó)冷鏈物流網(wǎng)(www.brandimcreative.com)

  一、定義、應(yīng)用及意義
  因月球引力的變化引起潮汐現(xiàn)象,抄襲導(dǎo)致海水平面周期性地升降,因海水漲落及潮水流動(dòng)所產(chǎn)生的能量成為潮汐能(tidal energy)。潮汐能是以勢(shì)能形態(tài)出現(xiàn)的海洋能,是指海水潮漲和潮落形成的水的勢(shì)能。

  海洋的潮汐中蘊(yùn)藏著巨大的能量。在漲潮的過(guò)程中,洶涌而來(lái)的海水具有很大的動(dòng)能,而隨著海水水位的升高,就把海水的巨大動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能;在落潮的過(guò)程中,海水奔騰而去,水位逐漸降低,勢(shì)能又轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。潮汐能的能量與潮量和潮差成正比。或者說(shuō),與潮差的平方和水庫(kù)的面積成正比。和水利發(fā)電相比,潮汐能的能量密度低,相當(dāng)于微水頭發(fā)電的水平。世界上潮差的較大值約為13~15m,但一般說(shuō)來(lái),平均潮差在3m以上就有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。潮汐能是因地而異的,不同的地區(qū)常常有不同的潮汐系統(tǒng),他們都是從深海潮波獲取能量,但具有各自獨(dú)特的特征。景觀(guān)抄襲很復(fù)雜,但對(duì)于任何地方的潮汐都可以進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)報(bào)。

  潮汐能的利用方式主要是發(fā)電。潮汐發(fā)電是利用海灣、河口等有利地形,建筑水堤,形成水庫(kù),以便于大量蓄積海水,并在壩中或壩旁建造水利發(fā)電廠(chǎng)房,通過(guò)水輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電。只有出現(xiàn)大潮,能量集中時(shí),并且在地理?xiàng)l件適于建造潮汐電站的地方,從潮汐中提取能量才有可能。雖然這樣的場(chǎng)所并不是到處都有,但世界各國(guó)都已選定了相當(dāng)數(shù)量的適宜開(kāi)發(fā)潮汐電站的站址。

  發(fā)展像潮汐能這樣的新能源,可以間接使大氣中的CO2含量的增加速度減慢。潮汐是一種世界性的海平面周期性變化的現(xiàn)象,由于受月亮和太陽(yáng)這兩個(gè)萬(wàn)有引力源的作用,海平面每晝夜有兩次漲落。潮汐作為一種自然現(xiàn)象,為人類(lèi)的航海、捕撈和曬鹽提供了方便,更值得指出的是,它還可以轉(zhuǎn)變成電能,給人帶來(lái)光明和動(dòng)力。

  二、發(fā)電原理及發(fā)電形式
  潮汐發(fā)電與普通水利發(fā)電原理類(lèi)似,通過(guò)出水庫(kù),在漲潮時(shí)將海水儲(chǔ)存在水庫(kù)內(nèi),以勢(shì)能的形式保存,然后,在落潮時(shí)放出海水,利用高、低潮位之間的落差,推動(dòng)水輪機(jī)旋轉(zhuǎn),帶動(dòng)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(diǎn)。潮水的流動(dòng)與河水的流動(dòng)不同,它是不斷變換方向的,潮汐發(fā)電有以下三種形式:

 ?。?)單池單向發(fā)電

 ?。?)單池雙向發(fā)電

 ?。?)雙池雙向發(fā)電

  三、應(yīng)用現(xiàn)狀與應(yīng)用前景
  到目前為止,由于常規(guī)電站廉價(jià)電費(fèi)的競(jìng)爭(zhēng),建成投產(chǎn)的商業(yè)用潮汐電站不多。然而,由于潮汐能蘊(yùn)藏量的巨大和潮汐發(fā)電的許多優(yōu)點(diǎn),人們還是非常重視對(duì)潮汐發(fā)電的研究和試驗(yàn)。

  據(jù)海洋學(xué)家計(jì)算,世界上潮汐能發(fā)電的資源量在10億千瓦以上,也是一個(gè)天文數(shù)字。潮汐能普查計(jì)算的方法是,首先選定適于建潮汐電站的站址,再計(jì)算這些地點(diǎn)可開(kāi)發(fā)的發(fā)電裝機(jī)容量,疊加起來(lái)即為估算的資源量。

  20世紀(jì)初,歐、美一些國(guó)家開(kāi)始研究潮汐發(fā)電。第一座具有商業(yè)實(shí)用價(jià)值的潮汐電站是1967年建成的法國(guó)郎斯電站。該電站位于法國(guó)圣馬洛灣郎斯河口。郎斯河口最大潮差13.4米,平均潮差8米。一道750米長(zhǎng)的大壩橫跨郎斯河。壩上是通行車(chē)輛的公路橋,壩下設(shè)置船閘、泄水閘和發(fā)電機(jī)房。郎斯潮汐電站機(jī)房中安裝有24臺(tái)雙向渦輪發(fā)電機(jī),漲潮、落潮都能發(fā)電??傃b機(jī)容量24萬(wàn)千瓦,年發(fā)電量5億多度,輸入國(guó)家電網(wǎng)。

  1968年,前蘇聯(lián)在其北方摩爾曼斯克附近的基斯拉雅灣建成了一座800千瓦的試驗(yàn)潮汐電站。1980年,加拿大在芬地灣興建了一座2萬(wàn)干瓦的中間試驗(yàn)潮汐電站。試驗(yàn)電站、中試電站,那是為了興建更大的實(shí)用電站做論證和準(zhǔn)備用的。

  世界上適于建設(shè)潮汐電站的20幾處地方,都在研究、設(shè)計(jì)建設(shè)潮汐電站。其中包括:美國(guó)阿拉斯加州的庫(kù)克灣、加拿大芬地灣、英國(guó)塞文河口、阿根廷圣約瑟灣、澳大利亞達(dá)爾文范迪門(mén)灣、印度坎貝河口、俄羅斯遠(yuǎn)東鄂霍茨克海品仁灣、韓國(guó)仁川灣等地。隨著技術(shù)進(jìn)步,潮汐發(fā)電成本的不斷降低,進(jìn)入2l世紀(jì),將不斷會(huì)有大型現(xiàn)代潮汐電站建成使用。

  我國(guó)潮汐能的理論蘊(yùn)藏量達(dá)到1.1億千瓦,在我國(guó)沿海,特別是東南沿海有很多能量密度較高,平均潮差4~5m,最大潮差7~8m。其中浙江、福建兩省蘊(yùn)藏量最大,約占全國(guó)的80.9%。我國(guó)的江夏潮汐實(shí)驗(yàn)電站,建于浙江省樂(lè)清灣北側(cè)的江夏港,裝機(jī)容量3200kW,于1980年正式投入運(yùn)行。

  潮汐發(fā)電的主要研究與開(kāi)發(fā)國(guó)家包括法國(guó)、前蘇聯(lián)、加拿大、中國(guó)和英國(guó)等,它是海洋能中技術(shù)最成熟和利用規(guī)模最大的一種。全世界潮汐電站的總裝機(jī)容量為265MW。
 
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