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1、NorthChinaElectricPowerUniversity6/16/2021李广凯Email:lgk@ncepu.edu.cn新能源发电技术第7章电力工程系DepartmentofElectricalEngineering目录第7章潮汐发电技术7.1潮汐和潮汐能7.2潮汐能发电7.3世界潮汐能发电7.4中国潮汐能发电7.1潮汐和潮汐能7.1.1海洋能简介(1)海洋能概念海洋：地球上广大连续的水体,面积占地球70.9%海洋是吸能器和贮能器海洋能：海水中蕴藏着的巨大动力资源海洋能包括：潮汐能、波浪能、海流能（潮流能）、海水
2、温差能、海水盐差能等各种不同形态的能源。潮汐能：海水涨潮和落潮形成的水的动能和势能波浪能：海洋表面波浪所具有的动能和势能海流能：海水流动的动能，主要指海底水道和海 峡中较为稳定的流动，以及由于潮汐导致的有规 律的海水流动7.1.1海洋能简介(2)海洋能概念海水温差能：海洋表层海水和深层海水温度之差 的热能海水盐差能：海水和淡水之间以及含盐浓度不同 的两种海水之间的电位差能潮汐能和潮流能来源于星球之间的引力作用，其余各类均来源于太阳辐射能海洋能按照赋存形式分为机械能、热能、化学能机械能：潮汐能、海流能、波浪能热能：海水温差能化学
3、能：海水盐差能7.1.1海洋能简介(3)海洋能特点能量蕴藏量巨大、可以再生海水温差能蕴藏500亿kW,可以开发20亿kW海洋波浪能蕴藏700亿kW,可以开发30亿kW潮汐能蕴藏30亿kW海流能蕴藏50亿kW,可以开发0.5亿kW海水盐差能蕴藏300亿kW,可以开发26亿kW能量密度低温差能低热头：较大温差为20-25度潮汐能是低水头：较大潮差为7-10米潮流能和海流能是低速头的：最大流速一般2m/s波浪能低密度：浪高3m的海面比燃煤电站热交换器的交换能量低一个数量级7.1.1海洋能简介(4)海洋能特点稳定性比其它自然能源好发生
4、在广袤无垠的海洋中中国海岸和海洋能中国海岸线18400多km有6500多个岛屿，岛屿海岸线14000多km海域面积473万多km2中国海洋能蕴藏6.3亿kW潮汐能：1.9亿kW波浪能：1.5亿kW温差能：1.5亿kW海流能：0.3亿kW盐差能：1.1亿kW7.1.2潮汐和潮汐能定义(1)潮汐和潮汐能潮汐：由于太阳和月球对地球各处引力的不同所 引起的海水有规律的周期性的涨落现象，叫海洋 潮汐，简称潮汐潮位过程线：潮汐水位随时间变化的过程线潮差：每次潮汐的潮峰与潮谷的水位差潮汐的平均周期：潮汐的这次高潮或低潮到下次 高潮或低潮的相
5、隔的平均时间，一般12h25min潮：海水在白昼的涨落汐：海水在夜间的涨落潮汐能：潮汐所具有的能量。潮汐能主要与潮差大小有关，一般浅海、海湾和河口地区潮差较大7.1.2潮汐和潮汐能定义(2)潮汐的类型（按照涨落的周期分）半日潮：多说海区潮汐的涨落24h50min（天文学上称为一个太阴日）,半日一个周期。如中国黄海东海全日潮：一个太阴日出现一个高潮和低潮。北部湾混合潮：每日升降两次和一次混杂出现。中国南海不正规半日潮不正规全日潮潮汐主要是由于月球对地球的吸引造成的，其对地球的引潮力是太阳对地球引潮力的2.17倍7.2潮汐能发电7
6、.2.1潮汐能发电的原理及型式(1)潮汐能发电概述潮汐发电：利用海水涨落及其所造成的水位差来 推动水轮机，再由水轮机带动发电机来发电。潮汐发电按照能量形式的不同分为利用潮汐动能发电：利用涨落潮水的流速直接冲击水轮机发电利用潮汐势能发电：在海湾或者河口修筑拦潮大坝，利用坝内外涨落潮时候的水位差来发电。利用潮流动能发电一般流速大于1m/s,且潮流较强时考虑，其结构简单造价低但是，发电不稳定利用势能发电造价高、发电量大7.2.1潮汐能发电的原理及型式(2)潮汐能发电站按照开发方式不同分为单库单向式：单效应潮汐电站充水工况等候工况：等
7、候达到启动水头开始发电发电工况等候工况：等候海水水位升高充水投资少,发电少,单向发电,天均发电10-12h,效率22%单库双向式等候,涨潮发电,充水,等候,落潮发电,泄水双库单向式分为上水库和下水库可以连续发电，效率高发电结合抽水蓄能式7.2.2潮汐能发电站的组成(1)拦水堤坝土坝石坝混凝土和钢筋混凝土坝水闸调节水库的进出水量发电厂竖轴式机组卧轴式机组贯流式机组：减小厂房长度7.2.3潮汐能可开发资源量计算(1)单向潮汐电站装机容量N=200A2F(kW)年发电量E=0.40×106A2F(kWh)A:平均潮差,mF:水库面积
8、,m2双向潮汐电站装机容量N=200A2F(kW)年发电量E=0.55×106A2F(kWh)A:平均潮差,mF:水库面积,m27.2.4潮汐能发电的若干技术问题(1)潮汐发电的关键技术问题低水头、大流量、变工况水轮发电机组电站运行和控制电站与海洋环境的相互作用电站系统优化电
