在潮汐河口设计挖槽时,应进行潮流波浪和泥砂运动的分析论证,选取相对稳定的以落潮流为主的深槽为挖槽。潮流与挖槽轴线的交角宜( )。
A 、小于45度
B 、大于15度
C 、小于15度
D 、小于35度
【正确答案:C】
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。
基本介绍中文名 :潮汐能 外文名 :Tide energy套用,意义,来源,形成方式,现象,发电原理,发电形式,具备条件,优缺点,开发利用,套用现状, 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。 套用 海洋的潮汐中蕴藏着巨大的能量。在涨潮的过程中,汹涌而来的海水具有很大的动能,而随着海水水位的升高,就把海水的巨大动能转化为势能;在落潮的过程中,海水奔腾而去,水位逐渐降低,势能又转化为动能。世界上潮差的较大值约为13—15m,但一般说来,平均潮差在3m以上就有实际套用价值。潮汐能是因地而异的,不同的地区常常有不同的潮汐系统,他们都是从深海潮波获取能量,但具有各自独特的特征。尽管潮汐很复杂,但对于任何地方的潮汐都可以进行准确预报。潮汐能的利用方式主要是发电。潮汐发电是利用海湾、河口等有利地形,建筑水堤,形成水库,以便于大量蓄积海水,并在坝中或坝旁建造水利发电厂房,通过水轮发电机组进行发电。只有出现大潮,能量集中时,并且在地理条件适于建造潮汐电站的地方,从潮汐中提取能量才有可能。虽然这样的场所并不是到处都有,但世界各国都已选定了相当数量的适宜开发潮汐电站的站址。 潮汐能利用的主要方式是发电 意义 发展像潮汐能这样的新能源,可以间接使大气中的CO2含量的增加速度减慢。潮汐是一种世界性的海平面周期性变化的现象,由于受月亮和太阳这两个万有引力源的作用,海平面每昼夜有两次涨落。潮汐作为一种自然现象,为人类的航海、捕捞和晒盐提供了方便,更值得指出的是,它还可以转变成电能,给人带来光明和动力。 来源 潮汐能是由潮汐现象产生的能源,它与天体引力有关,地球-月亮-太阳系统的吸引力和热能是形成潮汐能的来源。 形成方式 潮汐能是由日、月引潮力的作用,使地球的岩石圈、水圈和大气圈中分别产生的周期性的运动和变化的总称。固体地球在日、月引潮力作用下引起的弹性—塑性形变,称固体潮汐能。 作为完整的潮汐科学,其研究对象应将地潮、海潮和气潮作为一个统一的整体,但由于海潮现象十分明显,且与人们的生活、经济活动、交通运输等关系密切,因而习惯上将潮汐能一词狭义理解为海洋潮汐。 现象 真实月球引力和平均引力的差值称为干扰力,干扰力的水平分量迫使海水移向地球、月球连线并产生水峰。对应于 *** 的水峰,每隔24小时50分钟(即地球同一经度从第一次正对月球到第二次正对月球所需时间)发生两次,亦即月球每隔12小时25分钟即导致海水涨潮一次,此种涨潮称为半天潮。 潮汐导致海水平面的升高与降低呈周期性。每一月份满月和 新月的时候,太阳、地球和月球三者排列成一直线。此时由于太阳和月球累加的引力作用,使得产生的潮汐较平时高,此种潮汐称为春潮。当地球、月球和地球、太阳成一直角,则引力相互抵消,因此而产生的潮汐较低,是为小潮。 各地的平均潮距不同,如某些地区的海岸线会导致共振作用而增强潮距,而其他地区海岸线却会降低潮距。影响潮距的另一因素科氏力,其源自流体流动的角动量守恒。若洋流在北半球往北流,其移动接近地球转轴,故角速度增大,因此,洋流会偏向东方流,即东部海岸的海水较高;同样,若北半球洋流流向南方,则西部海岸的海水较高。 中国东海 发电原理 潮汐发电的主要的原理是利用天体引潮力导致海水发生水平流动的动能来制造电能 。 发电形式 潮水的流动与河水的流动不同,它是不断变换方向的,潮汐发电有以下三种形式: 潮汐能 单库单向电站 即只用一个水库,仅在涨潮(或落潮)时发电,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,但是涨潮与落潮时均可发电,只是在平潮时不能发电,广东省东莞市的镇口潮汐电站及浙江省温岭市江厦潮汐电站,就是这种型式。 双库双向电站 它是用两个相邻的水库,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,后者称为下水库。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。 具备条件 利用潮汐发电必须具备两个物理条件。 第一,潮汐的幅度必须大,至少要有几米。 第二,海岸的地形必须能储蓄大量海水,并可进行土建工程。 优缺点 潮汐能利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要适合低水头、大流量的特点。具体地说,就是在有条件的海湾或感潮河口建筑堤坝、闸门和厂房,将海湾(或河口)与外海隔开围成水库,并在闸坝内或发电站厂房内安装水轮发电机组。海洋潮位周期性的涨落过程曲线类似于正弦波。一定的高度差(即工作水头) ,从而驱动水轮发电机组发电。从能量的角度来看,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。 中国潮汐能资源特点 一) 蕴藏量十分可观。 二) 中国潮汐能资源的地理分布十分不均匀。沿海潮差以东海为最大,黄海次之,渤海南部和南海最小。河口潮汐能资源以钱塘江口为最丰富,其次为长江口,以下依次为珠江、晋江、闽江和瓯江等河口。以地区而言,主要集中在华东沿海,其中以福建、浙江、上海长江北支为最多,占中国可开发潮汐能的88%。 三) 地形地质方面,中国沿海主要为平原型和港湾型两类,以杭州湾为界,杭州湾以北,大部分归平原海岸,海岸线平直,地形平坦,并由沙或淤泥组成,潮差较小,且缺乏较优越的港湾坝址;杭州湾以南,港湾海岸较多,地势险峻,岸线岬湾曲折,坡陡水深,海湾、海岸潮差较大,且有较优越的发电坝址。但渐、闽两省沿岸为淤泥质港湾,虽有丰富的潮汐能资源,但开发存在较大的困难,需着重研究解决水库的泥沙淤积问题。 开发利用 潮汐能是一种不消耗燃料、没有污染、不受洪水或枯水影响、用之不竭的再生能源。在海洋各种能源中,潮汐能的开发利用最为现实、最为简便。中国早在20世纪50年代就已开始利用潮汐能,在这一方面是世界上起步较早的国家。1956年建成的福建省浚边潮汐水轮泵站就是以潮汐作为动力来扬水灌田的。到了1958年,潮汐电站便在全国遍地开花。据1958年10月份召开的“全国第一次潮力发电会议”统计,已建成的潮汐电站就有41座,在建的还有88座。装机容量有大到144千瓦的,也有小到仅为5千瓦的。主要都用于照明和带动小型农用设施。如1959年建成的浙江温岭县沙山潮汐动力站,1961年进一步建为电站,装机容量仅40千瓦,每年可发电10万千瓦·时,原建和改建总投资仅4万元(人民币,下同)。据1986年统计,其发电累计收入已超过投资的10多倍。中国尚在运行的潮汐电站还有近10座,其中浙江乐清湾的江厦潮汐电站,造价与600千瓦以下的小水电站相当,第一台机组于1980年开始发电,1985年底全面建成,年发电量可达1070万千瓦·时,每千瓦·时电价只要0.067元。每年自身经济效益,包括发电67万元,水产养殖74万元和农垦收入190万元,总计可达330万元。社会效益,以每千瓦·时电可创社会产值5元计,可达5000万元。这是中国,也是亚洲最大的潮汐电站,仅次于法国朗斯潮汐电站和加拿大安纳波利斯潮汐电站,居世界第三位。 潮汐能是潮差所具有的势能,开发利用的基本方式同建水电站差不多:先在海湾或河口筑堤设闸,涨潮时开闸引水入库,落潮时便放水驱动水轮机组发电,这就是所谓“单库单向发电”。这种类型的电站只能在落潮时发电,一天两次,每次最多5小时。 为提 *** 汐的利用率,尽量做到在涨潮和落潮时都能发电,人们便使用了巧妙的回路设施或双向水轮机组,以在涨潮进水和落潮出水时都能发电,这就是“单库双向发电”,像上述江厦潮汐电站就属这种类型。 然而,这两种类型都不能在平潮(没有水位差)或停潮时水库中水放完的情况下发出电压比较平稳的电力。于是人们又想出了配置高低两个不同的水库来进行双向发电,这就是“双库双向发电”。这种方式不仅在涨落潮全过程中都可连续不断发电,还能使电力输出比较平稳。它特别适用于那些孤立海岛,使海岛可随时不间断地得到平稳的电力供应。像浙江省玉环县茅蜒岛上的海山潮汐电站就属这种类型。它有上下两个蓄潮水库,并配有小型抽水蓄能电站。这样,它每月可发电25天,产电10000千瓦·时。为了抽水蓄能,它每月要以3千瓦·时换1千瓦·时的代价用去5000千瓦·时电来获得供电的持续性和均衡性,故有一定的电力损失。 从总体上看,现今潮能开发利用的技术难题已基本解决,国内外都有许多成功的实例,技术更新也很快。 作为国外技术进步标志的法国朗斯潮汐发电站,1968年建成,装有24台具有能正反向发电的灯泡式发电机组,转轮直径为5.35米,单机容量1万千瓦,年发电量达5.4亿千瓦·时。1984年建成的加拿大安纳波利斯潮汐电站,装有1台容量为世界最大的2万千瓦单向水轮机组,转轮直径为7.6米,发电机转子设在水轮机叶片外缘,采用了新型的密封技术,冷却快,效率高, 造价比法国灯泡式机组低15%,维修也很方便。 中国自行设计的潮汐电站中,江厦电站比较正规,技术也较成熟。该电站原设计装6台单机容量为500千瓦的灯泡式机组,实际上只安装了5台,总容量就达到了3200千瓦。单机容量有500千瓦、600千瓦和700千瓦三种规格,转轮直径为2.5米。在海上建筑和机组防锈蚀、防止海洋生物附着等方面也以较先进的办法取得了良好效果。尤其是最后两台机组,达到了国外先进技术水平,具有双向发电、泄水和泵水蓄能多种功能,采用了技术含量较高的行星齿轮增速传动机构,这样既不用加大机组体积,又增大了发电功率,还降低了建筑的成本。 法国圣马洛湾郎斯河口 潮汐发电利用的是潮差势能,世界上最高的潮差也不过10多米,在我国潮差高才达9米,因此不可能像水力发电那样利用几十米、百余米的水头发电,潮汐发电的水轮机组必须适应“低水头、大流量”的特点,水轮做得较大。但水轮做大了,配套设施的造价也会相应增大。于是,如何解决这个问题,就成为反映其技术水平高低的一种标志。1974年投产的广东甘竹滩洪潮电站就是一个成功的代表。它的特点是洪潮兼蓄,只要有0.3米高的落差就能发电,甘竹滩电站的总装机容量为5000千瓦,平均年发电1030万千瓦·时。它的转轮直径为3米,加上大量采用水泥代用构件,成本较低,对民办小型潮汐电站很有借鉴意义。 套用现状 由于常规电站廉价电费的竞争,建成投产的商业用潮汐电站不多。然而,由于潮汐能蕴藏量的巨大和潮汐发电的许多优点,人们还是非常重视对潮汐发电的研究和试验。 据海洋学家计算,世界上潮汐能发电的资源量在10亿千瓦以上,也是一个天文数字。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。 20世纪初,欧、美一些国家开始研究潮汐发电。第一座具有商业实用价值的潮汐电站是1967年建成的法国郎斯电站。该电站位于法国圣马洛湾郎斯河口。郎斯河口最大潮差13.4米,平均潮差8米。一道750米长的大坝横跨郎斯河。坝上是通行车辆的公路桥,坝下设定船闸、泄水闸和发电机房。郎斯潮汐电站机房中安装有24台双向涡轮发电机,涨潮、落潮都能发电。总装机容量24万千瓦,年发电量5亿多度,输入国家电网。 1968年,前苏联在其北方摩尔曼斯克附近的基斯拉雅湾建成了一座800千瓦的试验潮汐电站。1980年,加拿大在芬地湾兴建了一座2万干瓦的中间试验潮汐电站。试验电站 、中试电站,那是为了兴建更大的实用电站做论证和准备用的。世界上适于建设潮汐电站的20几处地方,都在研究、设计建设潮汐电站。其中包括:美国阿拉斯加州的库克湾、加拿大芬地湾、英国塞文河口、阿根廷圣约瑟湾、澳大利亚达尔文范迪门湾、印度坎贝河口、俄罗斯远东鄂霍茨克海品仁湾、韩国仁川湾等地。随着技术进步,潮汐发电成本的不断降低,进入2l世纪,将不断会有大型现代潮汐电站建成使用。 中国潮汐能的理论蕴藏量达到1.1亿千瓦,在中国沿海,特别是东南沿海有很多能量密度较高,平均潮差4~5m,最大潮差7~8m。其中浙江、福建两省蕴藏量最大,约占全国的80.9%。我国的江夏潮汐实验电站,建于浙江省乐清湾北侧的江夏港,装机容量3200kW,于1980年正式投入运行。 中国水力资源的蕴藏量达6.8亿kW,约占全世界的1/6,居世界第1位,建成后的长江三峡水电站将是世界上最大的水力发电站,装机容量1820万kW。 美国第一个并网潮汐能项目投入运营,项目位于缅因州和加拿大之间的芬迪湾,这里每天都有千亿吨的水流湍急流过,形成15米左右高的海浪并能带来5884千瓦的电能。项目将分几期完成,最终将达到4兆瓦的发电量,并能供应1000户家庭和商业机构使用。 该项目的第一期工程于上周正式并网。每日可发电量180千瓦,足以满足25到30户家庭的使用。但到目前为止,它还没有真正为电网贡献过一度电,原因是 *** 扶持力度不够。而欧洲 *** 稳定的政策优惠和补助已经使欧洲海洋能产业站稳了脚跟。 缅因州的这个潮汐能项目并非是北美洲第一个潮汐能项目,(第一个是1984年在加拿大新斯科舍省的潮汐能发电站),但它却是第一个不设定坝体的潮汐能发电机组,这样基本不会影响到海洋生物的正常生活。潮汐是由于地月吸引力引起的。
地月吸引力使得地球岩石圈、水圈和大气圈中会产生周期性的运动和变化,被称为“潮汐”,分为地潮、海潮和气潮。
绝大部分的水都是海水,海水受到太阳及月球的引力影响,就会产生上扬及下降的情况,由于地球、月球在不断运动,地球、月球与太阳的相对位置在发生周期性变化,因此引潮力也在周期性变化。
水随着地球自转也在旋转,而旋转的物体都受到一种力的作用。古代称白天的河海涌水为潮,晚上的称为汐,习惯上把海面垂直方向涨落称为潮汐,它是一种沿海地区的自然现象。
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。
潮汐能
在海湾或感潮河口,可见到海水或江水每天有两次的涨落现象,早上
潮汐发电
的称为潮,晚上的称为汐。潮汐作为一种自然现象,为人类的航海、捕捞和晒盐提供了方便。这种现象主要是由月球、太阳的引潮力以及地球自转效应所造成的。涨潮时,大量海水汹涌而来,具有很大的动能;同时,水位逐渐升高,动能转化为势能。落潮时,海水奔腾而归,水位陆续下降,势能又转化为动能。海水在运动时所具有的动能和势能统称为潮汐能。[1]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。
2使用历史编辑
潮汐能的主要利用方式是潮汐发电。
20世纪初,欧、美一些国家开始研究潮汐发电。1913年德国在北海海岸建立了第一座潮汐发电站。第一座具有商业实用价值的潮汐电站是1967年建成的法国郎斯电站。该电站位于法国圣马洛湾郎斯河口。郎斯河口最大潮差13.4米,平均潮差8米。一道750米长的大坝横跨郎斯河。坝上是通行车辆的公路桥,坝下设置船闸、泄水闸和发电机房。郎斯潮汐电站机房中安装有24台双向涡轮发电机,涨潮、落潮都能发电。总装机容量24万千瓦,年发电量5亿多度,输入国家电网。
1968年,前苏联在其北方摩尔曼斯克附近的基斯拉雅湾建成了一座800千瓦的试验潮汐电站。1980年,加拿大在芬地湾兴建了一座2万干瓦的中间试验潮汐电站。试验电站、中试电站,那是为了兴建更大的实用电站做论证和准备用的。
由于常规电站廉价电费的竞争,建成投产的商业用潮汐电站不多。然而,由于潮汐能蕴藏量的巨大和潮汐发电的许多优点,人们还是非常重视对潮汐发电的研究和试验。[1]
1957年我国在山东建成了第一座潮汐发电站。1978年8月1日山东乳山县白沙口潮汐电站开始发电,年发电量230万千瓦时。1980年8月4日我国第一座“单库双向”式潮汐电站──江厦潮汐试验电站正式发电,装机容量为3000千瓦,年平均发电1070万千瓦时,其规模仅次于法国朗斯潮汐电站(装机容量为24万千瓦,年发电5.4亿千瓦时),是当时世界第二大潮汐发电站。[1]
简单地说,潮汐发电就是在海湾或有潮汐的河口建筑一座拦水堤坝,形成水库,并在坝中或坝旁放置水轮发电机组,利用潮汐涨落时海水水位的升降,使海水通过水轮机时推动水轮发电机组发电。从能量的角度说,就是利用海水的势能和动能,通过水轮发电机转化为电能。
在全球范围内潮汐能是海洋能中技术最成熟和利用规模最大的一种,潮汐发电在国外发展很快。欧洲各国拥有浩瀚的海洋和漫长海岸线,因而有大量、稳定、廉价的潮汐资源,在开发利用潮汐方面一直走在世界前列。法、加、英等国在潮汐发电的研究与开发领域保持领先优势。
中国海岸线曲折漫长,主要集中在福建、浙江、江苏等省的沿海地区。中国潮汐能的开发始于20世纪50年代,经过多年来对潮汐电站建设的研究和试点,我国潮汐发电行业不仅在技术上日趋成熟,而且在降低成本,提高经济效益方面也取得了较大进展,已经建成一批性能良好、效益显著的潮汐电站。
电力供应不足作为制约我国国民经济发展的重要因素,尤其是在东部沿海地区。而潮汐能具有可再生性、清洁性、可预报性等优点,在我国优化电力结构,促进能源结构升级的大背景下,发展潮汐发电顺应社会趋势,有利于缓解东部沿海地区的能源短缺。潮汐电站建设可创造良好的经济效益、社会效益和环境效益,投资潜力巨大。
3详细资料
潮汐规律
潮汐的发生也是有规律的。潮汐的发生和太阳,月球都有关系,也和我国传统农历对应。在农历每月的初一即朔点时刻处太阳和月球在地球的一侧[1],所以就有了最大的引潮力,所以会引起“大潮”,在农历每月的十五或十六附近,太阳和月亮在地球的两侧,太阳和月球的引潮力你推我拉也会引起“大潮”;在月相为上弦和下弦时,即农历的初八和二十三时,太阳引潮力和月球引潮力互相抵消了一部分所以就发生了“小潮”,故农谚中有“初一十五涨大潮,初八二十三到处见海滩”之说。另外在第天也有涨潮发生,由于月球每天在天球上东移13度多,合计为50分钟左右,即每天月亮上中天时刻(为1太阴日=24时50分)约推迟50分钟左右,(下中天也会发生潮水每天一般都有两次潮水)故每天涨潮的时刻也推迟50分钟左右。[1]
我国劳动人民在千百年来总结经验出来许多的算潮方法(推潮汐时刻)如八分算潮法就是其中的一例:简明公式为:
高潮时=0.8h×[=0.8h×[农历日期----1(或16)]+高潮间隙
上式可算得一天中的一个高潮时,对于正规半日潮海区,将其数值加或减12时25分(或为了计算的方便可加或减12时24分)即可得出另一个高潮时。若将其数值加或减6时12分即可得低潮出现的时刻——低潮时。但由于,月球和太阳的运动的复杂性,大潮可能有时推迟一天或几天,一太阴日间的高潮也往往落后于月球上中天或下中天时刻一小时或几小时,有的地方一太阴日就发生一次潮汐。故每天的涨潮退潮时间都不一样,间隔也不同。
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。
4发电类型
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。[1]广东省东莞市的镇口潮汐电站及浙江省温岭市江厦潮汐电站,就是这种型式。
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。[2]
5发电特点
优点
1、潮汐能是一种清洁、不污染环境、不影响生态平衡的可再生能源。潮水每日涨落,周而复始,取之不尽,用之不竭。它完全可以发展成为沿海地区生活、生产和国防需要的重要补充能源。
潮汐发电机
2、它是一种相对稳定的可靠能源,很少受气候、水文等自然因素的影响,全年总发电量稳定,不存在丰、枯水年和丰、枯水期影响。
3、潮汐电站不需淹没大量农田构成水库,因此,不存在人口迁移、淹没农田等复杂问题。而且可 用拦海大坝,促 淤围垦大片海涂地,把水产养殖、水利、海洋化工、交通运输结合起来,大 搞综合利用。这对于人多地少、农田非常宝贵的沿海地区,更是个突出的优点。
4、潮汐电站不需筑高水坝,即使发生战争或地震等自然灾害,水坝受到破坏,也不至于对下游城市、农田、人民生命财产等造成严重灾害。
5、潮汐能开发一次能源和二次能源相结合,不用燃料,不受一次能源价格的影响,而且运行费用低,是一种经济能源。但也和河川水电站一样,存在一次投资大、发电成本低的特点。
6、机组台数多,不用设置备用机组。
缺点
1、潮差和水头在一日内经常变化,在无特殊调节措施时,出力有间歇性,给用户带来不便。但可按潮汐预报提前制定运行计划,与大电网并网运行,以克服其间歇性。
潮汐发电
2、潮汐存在半月变化,潮差可相差二倍,故保证出力、装机的年利用小时数也低。
3、潮汐电站建在港湾海口,通常水深坝长,施工、地基处理及防淤等问题较困难。故土建和机电 投资大,造价较高。
4、潮汐电站是低水头、大流量的发电形式。涨落潮水流方向相反,故水轮机体积大,耗钢量多, 进出水建筑物结构复杂。而且因浸泡在海水中,海水、海生物对金属结构物和海工建筑物有腐蚀和沾污作用,放需作特殊的防腐和防海生物粘附处理。
5、潮汐变化周期为太阴日(24h50min),月循环约为14天多,每天高潮落后约50min,故与按太 阳日给出之日需电负荷图配合较差。 潮汐发电虽然存在以上不足之处,但随着现代技术水平的不断提高,是可以得到改善的。如采用双向或多水库发电、利用抽水蓄能、纳人电网调节等措施,可以弥补第一个缺点;采用现代化浮运沉箱进行施工,可以节约土建投资;应用不锈钢制作机组,选用乙烯树脂系列涂料,再采用阴极保护,可克服海水的腐蚀及海生物的粘附。
6使用状况
国内情况
潮汐发电,作为一种清洁能源,在大力发展海洋经济的今天,不仅得到政府部门的重视,更成为装备制造企业进军战略性新兴产业的新商机。潮汐能作为一种可再生能源,已成为"十二五"战略性新兴产业规划中新能源的重要组成部分。与风能和太阳能相比,潮汐能更为可靠,其发电量不会产生大的波动,而且不占用农田、不污染环境,成本只有火电的八分之一,而中国的潮汐资源丰富,为发展潮汐发电提供了充足的机遇。随着煤、石油、天然气等传统化石能源日益减少,能源短缺现象日益加重,人们纷纷将能源发展重点转向面积更加辽阔的大海。潮汐发电具有资源丰富、储备量大、可再生等特点,而且环保、无污染,成为开发"蓝色能源"的重点。在大力发展海洋经济的背景下,潮汐发电已经被我国列为"十二五"战略新兴产业规划中新能源的重要组成部分,更是为装备制造业进军战略性新兴产业提供了巨大商机,发展潜力巨大。潮汐发电对自然条件和设备条件要求都比较高。潮汐发电是利用有潮汐的海湾、河口等有利地形,通过建筑拦水堤坝形成水库,在坝中或坝旁放置水轮发电机组,利用潮汐涨落时潮位的落差推动水轮机旋转,将海水的势能和动能转化为电能。此外,由于潮汐发电是以海水为介质,发电设备常年泡在海水中,因此对设备防腐蚀、防海生物附着等方面有严格要求。
我国潮汐能资源丰富,长达18000多公里的大陆海岸线,北起鸭绿江口,南到北仑河口,加上5000多个岛屿的14000多公里海岸线,共约32000多公里的海岸线中蕴藏着丰富的潮汐能资源。据不完全统计,全国潮汐能蕴藏量为1.9亿千瓦,其中可供开发的约3850万千瓦,年发电量870亿千瓦时,大约相当于40多个新安江水电站。目前我国潮汐电站总装机容量已有1万多千瓦。根据中国海洋能资源区划结果,我国沿海潮汐能可开发的潮汐电站坝址为424个,以浙江和福建沿海数量最多。
浙江沿海
根据浙江省政府发布的《浙江省海洋功能区划》,全省的海洋能利用区包括潮汐能区4个,重点区域为南田岛湾潮汐能区、三门湾潮汐能区、江厦潮汐能区、海山潮汐能区;潮流能区1个,即龟山水道潮流能区,所在的舟山群岛占我国潮流能量的一半左右,开发潜力较大。
据了解,浙江近岸均为强潮区。浙江沿海平均潮差为4.29米,潮汐能理论装机容量为2896万千瓦,可开发的潮汐能装机容量为880万千瓦,约占全国总量的40%;沿海平均波高为1.3米,理论波浪能密度为5.3千瓦/米,可装机容量为250万千瓦,波浪能占全国总量的16.5%。
福建省
1980年12月16日,福建省水电厅、省水利科研所、省农机科研所等单位组织技术人员到平潭调查潮汐能源。1983年10月,省科委决定在平潭县幸福洋垦区的小结屿海堤内侧建设潮汐发电站。工程由福建省水利电力勘测设计院设计,平潭县幸福洋试验潮汐电站工程指挥部施工。潮汐电站以垦区的排洪沟和深水养殖池(面积73公顷),作为蓄水水库,库容量为167万立方米,有效库容量133万立方米,采用单向退潮发电。
1984年10月,动工围埝和基础开炸。在小结屿岸边,动工兴建主副厂房,其中主厂房建筑面积522.7平方米,副厂房184.4平方米。机组安装高程为-3.8米,装置水轮机和发电机各4台。水轮机为国产贯流式GDBWS-190型,轴功率381.71千瓦,转速155转/分,效率83%。发电机为交流同步水轮TSWN99/37-12型,容量320千瓦,额定电压400伏,额定电流577安,转速500转/分。设备操作层的高程为-1.55米,其中设置调速器、控制屏、动力屏、恒电位器等。内设中央控制室、主变间、厂内变电室及10千伏开关柜等。电站的输电线路为10千伏二回路,一回路经标准砂厂至县城,长13公里;另一回路经中楼乡与县电网连接,长12公里。
1988年主体工程竣工,1989年6月12日验收,9月与县网并网发电。电站总装机容量1280千瓦,日发电2次10小时,设计年发电量315.17万千瓦时,当年发电2.28万千瓦时。总投资530万元。1991年7月,因电机锈蚀而停役维修。此后时停时发,发电时限短,且不稳定。1995年发电量2.25万千瓦时。