潮汐发电技术研究现状与应用前景

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1、潮汐发电技术研究现状与应用前景饶名权（山东建筑大学热能学院热，山东济南）摘要：潮汐能是洁净的可再生能源。开发和利用潮汐能，对于缓解我国能源危机具有重大意义。潮汐发电稳定，无污染且开发技术比较成熟。根据潮汐发电站站址选择在潮汐、海岸地貌与海岸演变、地质、综合利用、工程水文、社会经济等方面的要求，中国的浙江福建两省拥有丰富的潮汐能资源，而且地形地质条件优越。利于溅建设潮汐电站，尤其是浙江乐清是建设潮汐电站的优良站址。关键词：潮汐能;发电；潮汐电站0引言1974年能源会议统计，全球海洋中所蕴藏的潮汐能约有30×10^8，可供开发的约占2%，既约6400×10^4KW[1]

2、。全球电力市场到2000年已达8000亿美元并继续呈上升趋势。但是，仍有2亿人的用点需求得不到满足，发展中国家的用电量以每8年翻一番的速度在增长。在满足用点需求的同时，降低石油等非再生资源的消耗，减少环境污染，开发新型环保电站迫在眉睫[2]。“潮汐能是一种不会给地球上未来人类带来污染和灾难的能源”[3]。前苏联的伯恩斯坦也指出利用这种昼夜间断断续续、一个月内波动起伏的潮汐能发电可以获得能量。在有条件利用潮汐能的沿海国家和地区，建设潮汐电站不失为缓解能源危机的一种方案[4]。1潮汐发电的基本原理潮汐能是月球和太阳等天体的引力使海洋水位发生潮汐变化而产生的能量。潮汐能利

3、用的主要方式是发电。潮汐发电的工作原理与常规水力发电的原理类似，它是利用潮水的涨落产生的水位差所具有的势能来发电。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的结构是适合低水头、大流量的特点[5]。具体的说，就是在有条件的海湾或感潮河口建筑堤坝、闸门和厂房，讲海湾（或河口）与海隔开围成水库，并在闸坝内或发电站厂房内安装水轮发电机组。海洋潮位周期性的张璐过程曲线类似于正弦波[6]。对水闸适当的惊醒启闭调节，使水库内水位的变化滞后于海面的变化，水库水位与外海潮位就会形成一定的高度差（即工作水头），从而驱动水轮发电机组发电。从

4、能量的角度来看，就是将海水的势能和动能，通过水轮发电机组转化为电能的过程。由于潮水的流动方向是不断改变的，因此就使得潮汐发电出现不同的形式，即单库单向型、单库双向型和双库单向型三种2潮汐发电的优缺点及发展现状潮汐电站由七个基本部分组成：潮汐水库；堤坝；闸门和泄水道建筑；发电机组和厂房；输电、交通和控制设施；航道、鱼道等[7]。潮汐发电的关键技术主要包括低水头、大流量、变工况水轮机组设计制造；电站的运行控制；电站与海洋环境的相互作用，包括电站对环境的影响和海洋环境对电站的影响，特别是泥沙冲淤问题；电站的系统优化，协调发电量、间断发电以及设别造价和可靠性等之间的关系电站

5、设备在海水中的防腐等。[8]2.1潮汐发电的优缺点2.1.1优点1）能源清洁可靠，可以经久不息的利用，且不受气候条件的影响。2）虽然有周期性间歇，但有准确规律，可用电子计算器预报，并有计划纳入电网运行。3）一般离用点中心近，不必远距离送电。4）潮汐电站兴建后的最高库水位总是低于建站前最高潮水位，因此潮汐电站库区不但不淹没土地，还可以促淤围垦，发展水产养殖。以浙江江夏潮汐试验电站为例，电站年上网电量500×10^4KWh，按0.5元/（KWh）电价计，年售电收入扣除税收后约200万元。单水库围垦了366hm²农田，年收入超过10005）潮汐电站的主要部分建在水下，不污

6、染环境，而且还梅花环境，提高旅游效益。如法国朗思潮汐电站建成后，高水位比天然潮位降低了0.5~1.0m。原波涛汹涌的朗斯河三角湾变成了平静的湖泊，成了人们旅游休闲场所。此外，通过700m长的坝顶公路连接城市，是城市之间的距离缩短了30km，每年从坝上通过的汽车达到50万辆[11]2.1.2缺点1）单库潮汐电站发电有间歇性。这种间歇性周期变化又和日夜周期不一致。2）几点设备常和海水、盐雾及海生物接触，在防雾和防污等方面有其特殊要求[12]。目前多采取的解决方式是以防腐防污涂料为主，辅之以外加电流阴极保护盒点解海水的防腐防污措施。3)单位千万的造价较常规水电站高。国外大

7、型潮汐电站的投资约为3000~4500美元/kw，大型河川水电站的投资只有400~1400美元/kw（1000kw以下的河川水电站的投资为2000~3500美元/kw），潮汐电站的投资比合川水电站的投资高2~7倍[13]。目前常用的降低造价的技术有：水轮发电机组由灯泡贯流式改为全贯流式；机组所用的草料用新型的硬塑料来代替钢材；水工建筑物用新型的预制浮运钢筋混凝土结构、橡胶闸，土工织物结构等清醒的又无需围堰施工的结构形式代替。3潮汐能利用的前景全球用许多地方适于兴建潮汐电站。近海（距海岸1km以内），水深在20~30m的水域为理想海域。欧洲工会以探测出106处适于