潮汐能發(fā)電技術(shù)

1、 網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院新能源發(fā)電課 程 設(shè) 計 題 目： 學(xué)習(xí)中心： 層 次： 專 業(yè)： 年 級： 學(xué) 號： 學(xué) 生： 輔導(dǎo)教師： 完成日期： 潮汐能發(fā)電技術(shù)摘 要潮汐能作為潔凈的、可再生的新能源，受到廣泛的重視。本文首先介紹了潮汐能發(fā)電的原理、優(yōu)點、發(fā)展現(xiàn)狀及技術(shù)類型和特點，然后以巽寮灣為例對其建設(shè)潮汐發(fā)電站的可行性進行分析，最后闡述了我國潮汐能發(fā)電的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：潮汐發(fā)電，發(fā)展前景，巽寮灣世界海洋潮汐能蘊藏量約為27億kW，若全部轉(zhuǎn)換成電能，每年發(fā)電量大約為1.2萬億kWh。海洋被認(rèn)為是地球的資源寶庫，也被稱作為能量之海。從技術(shù)及經(jīng)濟上的可行性，可持續(xù)發(fā)展的能源資源以及地球環(huán)境的生態(tài)平衡等方面

2、分析，海洋能中的潮汐能作為成熟的技術(shù)將得到更大規(guī)模的利用。一、潮汐發(fā)電的原理及發(fā)展現(xiàn)狀（一）潮汐能發(fā)電的原理在海灣或漲潮河口，可見到海水或江水每天有兩次的漲落現(xiàn)象，早上的稱為潮，晚上的稱為汐。這種現(xiàn)象主要是由月球、太陽的引潮力以及地球自轉(zhuǎn)效應(yīng)所造成的。潮汐發(fā)電是水力發(fā)電的一種。在有條件的海灣或感潮口建筑堤壩、閘門和廠房，圍成水庫，水庫水位與外海潮位之間形成一定的潮差（即工作水頭），從而可驅(qū)動水輪發(fā)電機組發(fā)電。潮汐發(fā)電與普通水利發(fā)電原理類似，通過出水庫，在漲潮時將海水儲存在水庫內(nèi)，以勢能的形式保存，然后，在落潮時放出海水，利用高、低潮位之間的落差，推動水輪機旋轉(zhuǎn)，帶動發(fā)電機發(fā)電。差別在于海水與河

3、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)電的水輪機結(jié)構(gòu)要適合低水頭、大流量的特點。（二）潮汐能發(fā)電的優(yōu)點1潮汐能是一種清潔、不污染環(huán)境、不影響生態(tài)平衡的可再生能源。潮水每日漲落，周而復(fù)始，取之不盡，用之不竭。它完全可以發(fā)展成為沿海地區(qū)生活、生產(chǎn)和國防需要的重要補充能源。2它是一種相對穩(wěn)定的可靠能源，很少受氣候、水文等自然因素的影響，全年總發(fā)電量穩(wěn)定，不存在豐、枯水年和豐、枯水期影響。3.潮汐電站不需淹沒大量農(nóng)田構(gòu)成水庫，因此，不存在人口遷移、淹沒農(nóng)田等復(fù)雜問題。而且可用攔海大壩，促淤圍墾大片海涂地，把水產(chǎn)養(yǎng)殖、水利、海洋化工、交通運輸結(jié)合起來，大搞綜合利用。這對于人多地

4、少、農(nóng)田非常寶貴的沿海地區(qū)，更是個突出的優(yōu)點。4.潮汐電站不需筑高水壩，即使發(fā)生戰(zhàn)爭或地震等自然災(zāi)害，水壩受到破壞，也不至于對下游城市、農(nóng)田、人民生命財產(chǎn)等造成嚴(yán)重災(zāi)害。5潮汐能開發(fā)一次能源和二次能源相結(jié)合，不用燃料，不受一次能源價格的影響，而且運行費用低，是一種經(jīng)濟能源。但也和河川水電站一樣，存在一次投資大、發(fā)電成本低的特點。（三）潮汐能發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀世界上第一座具有經(jīng)濟價值，而且也是目前世界上最大的潮汐發(fā)電站，是1966年在法國西部沿海建造的朗斯洛潮汐電站，它使潮汐電站進入了實用階段，其裝機容量為24萬kW，年均發(fā)電量為5.44億kWh。相比之下，我國的潮汐電站規(guī)模較小，江夏潮汐試驗電站是

5、我國已建成的最大的潮汐電站。雙向貫流式機組6臺，總裝機容量3200kW，年發(fā)電量600萬kWh。規(guī)模僅次于法國郎斯洛潮汐電站、加拿大芬地灣安娜波利斯洛潮汐電站，居世界第三。1966年，法國在朗斯河口建成朗斯潮汐電站，該站址潮差最大134m，平均8m。單庫面積最高海平面時為22km2，平均海平面時為12km2。大壩高12m，寬25m，總長750m。壩上有公路溝通朗斯河兩岸，是第一個商業(yè)化電站，也是世界上最大的潮汐發(fā)電站，其發(fā)電量5.44億kWh。世界上潮汐能資源較豐富的國家?guī)缀醵荚谶M行開發(fā)利用研究，尤以法國、英國、美國、加拿大等國開展較早。英國、韓國、印度、澳大利亞和阿根廷等國對規(guī)模數(shù)十萬到數(shù)百

6、萬kW的潮汐電站建設(shè)方案作了不同深度的研究。最近幾年，潮汐能的開發(fā)研究仍在進行。我國是世界上建造潮汐電站最多的國家，先后建造了幾十座潮汐電站，但由于各種原因，目前只有8個電站在正常運行發(fā)電，總裝機容量為6000kW，年發(fā)電量1000多萬kWh，僅次于法國、加拿大。我國大陸海岸線長達(dá)1.8104km，據(jù)全國沿海普查資料，全國有近200個海灣、河口可開發(fā)潮汐能，可開發(fā)的潮汐能年總發(fā)電量達(dá)600億kWh，可裝機總?cè)萘靠蛇_(dá)20GW。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，自然環(huán)境條件優(yōu)越的壩址，如錢塘江口，最大潮差7.5m，據(jù)估計能建5000MW級潮汐電站有上海的長江口北支，最

7、大潮差6m，具有建造700MW級潮汐電站的潛力。（四）潮汐發(fā)電的類型及特點1.單庫單向式這種潮汐發(fā)電站僅建造1個水庫調(diào)節(jié)進出水量，來滿足發(fā)電要求。單庫單向式發(fā)電只需建造一道壩堤，并且水輪發(fā)電機組僅需滿足單方向通水發(fā)電的要求即可，因而發(fā)電設(shè)備的結(jié)構(gòu)和建筑物都比較簡單，投資較少。2.單庫雙向式若保證漲潮、落潮均能發(fā)電，一是采用雙向水輪發(fā)電機組，以適應(yīng)漲潮、落潮時相反的水流方向；二是建造適于水流變向的流通結(jié)構(gòu)。單庫雙向式潮汐能發(fā)電站與單庫單向式潮汐能發(fā)電站一樣，也只有一個水庫，但不管是漲潮還是落潮均在發(fā)電。漲潮時外海水位要高于水庫水位，落潮時水庫水位要高于外海水位，通過控制，在使內(nèi)外水位差大于水輪發(fā)

8、電機所需要的最小水頭時才能發(fā)電。3.雙庫雙向式高位水庫與地位水庫之間終日保持著水位差，水輪發(fā)電機組放置于兩水庫之間的隔壩內(nèi)，水流即可終日通過水輪發(fā)電機組不間斷地發(fā)電。通常的潮汐發(fā)電方式需要建造毗鄰水庫，一個水庫設(shè)進水閘，僅在潮水位比庫內(nèi)水位高時引水進庫；另一個水庫設(shè)泄水閘，僅在潮水位比庫內(nèi)水位低時泄出水庫。這樣，前一個水庫的水位始終較后一個水庫的水位高。二、巽寮灣潮汐發(fā)電的可行性分析潮汐電站站址是在對建站地區(qū)自然條件和社會經(jīng)濟條件進行系統(tǒng)調(diào)查以后，經(jīng)綜合分析比較得出的結(jié)果。潮汐電站站址選擇主要受潮汐條件、地形和地質(zhì)條件、綜合利用、社會經(jīng)濟條件等方面影響。巽寮灣位于廣東省東部，背靠惠東碼頭，東與

9、香港隔海相望，長90千米，寬約27千米，是華南地區(qū)的強潮海灣。綜合分析巽寮灣自然條件和社會經(jīng)濟條件，可以得出以下結(jié)論：（一）市場需求分析浙、閩、滬是我國經(jīng)濟高速增長的地區(qū)，也是常規(guī)能源短缺的地區(qū)，就其歸屬的華東地區(qū)大范圍而言，工農(nóng)業(yè)產(chǎn)值約占全國的1/3，而常規(guī)能源占全國的比重是煤炭為61.8%，陸上石油為16%，水力為31.6%，能源不足嚴(yán)重制約了該區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展。據(jù)報道，2011年夏季浙江大亞電網(wǎng)網(wǎng)供最高需求在910萬千瓦左右，同比增長14.1%，全社會最高負(fù)荷在970萬千瓦左右，最大缺口為115萬千瓦。今夏上海最大用電負(fù)荷將比去年增長7%左右，達(dá)到2800萬千瓦，如果出現(xiàn)連續(xù)極端高溫天氣則可

10、能達(dá)到2850萬千瓦。而上海本地機組的發(fā)電能力約1870萬千瓦；在沒有電網(wǎng)備用的情況下，最大可用負(fù)荷僅為2760萬千瓦，存在最高近100萬千瓦的缺口。上海用電總體情況呈“緊平衡”狀況，由于電網(wǎng)建設(shè)受阻，個別時段、局部地區(qū)供電“卡脖子”現(xiàn)象將依然嚴(yán)重。近期新聞顯示，我國東部沿海地區(qū)同樣產(chǎn)生了像浙江、上海地區(qū)的用電缺口。隨著長三角地區(qū)企業(yè)數(shù)量的增加及規(guī)模的擴大，淡季電荒現(xiàn)象及企業(yè)用電缺口問題迫切要求我們轉(zhuǎn)變發(fā)電模式，用更清潔、更有效率的能源來供電。而巽寮灣發(fā)展潮汐產(chǎn)業(yè)利用海灣蘊藏豐富的潮汐能源，正好可以解決這些問題，其供電主要面向大亞、上海、江蘇、寧波、福建等附近經(jīng)濟相對發(fā)達(dá)地區(qū)。（二）優(yōu)勢（1）

11、潮汐條件：是選擇潮汐電站站址的關(guān)鍵因素，潮汐能資源蘊藏量的計算及潮汐電站電能指標(biāo)的估算都以潮汐條件為基礎(chǔ)。巽寮灣是一個喇叭形海灣，有資料顯示，其蘊藏的潮汐能占全國的40%之多。自上世紀(jì)下半葉以來，許多有識之士，多次提出在巽寮灣攔壩建庫，建設(shè)300萬和500萬千瓦的潮汐電站。（2）地形與地質(zhì)條件：是影響潮汐電站站址選擇的一個重要因素。它關(guān)系到潮汐電站的基本建設(shè)、運行管理等環(huán)節(jié)。巽寮灣下游瀕臨東海，上游接納錢塘江，是典型的河口灣。其河床起伏不大，但是平面收縮劇烈，沿程潮差急劇增大，灣頂澉浦一帶是我國潮差最大的海域之一，漲潮潮量達(dá)35到50億立方米。潮汐影響，自下而上，逐漸減弱?？菟蟪?，潮波可上溯

12、至富春江水電站下游，距巽寮灣灣口287千米，從澉浦起算，感潮河段長193千米。小潮期，潮波一般上溯到閘口一帶，距澉浦亦有100千米。（3）綜合利用：潮汐電站目前尚處于發(fā)展階段，是不能輕易獲利的投資項目，需充分利用電站轄區(qū)水、土資源和設(shè)備優(yōu)勢、自身技術(shù)、因地制宜開展多種經(jīng)營。我們可以充分利用巽寮灣及大亞跨海大橋的優(yōu)勢，大力發(fā)展水產(chǎn)養(yǎng)殖、圍涂造田、改善交通及旅游業(yè)等。這樣，在巽寮灣的潮汐發(fā)電產(chǎn)業(yè)就能得到綜合利用，不僅會增加經(jīng)濟效益，而且還會大幅度降低工程單位投資。（三）劣勢主要表現(xiàn)在潮汐產(chǎn)業(yè)對巽寮灣的社會經(jīng)濟及生態(tài)環(huán)境方面產(chǎn)生的影響，這也是先前許多學(xué)者提出在巽寮灣建潮汐電站卻遭到政府及社會人士質(zhì)疑

13、的重要原因。（1）潮汐電站選址和開發(fā)時，需充分論證電站建設(shè)可能引起的自然生態(tài)環(huán)境問題。在巽寮灣建潮汐發(fā)電站可能會造成一系列生態(tài)環(huán)境問題，包括對海洋生物生存環(huán)境的影響、壩前泥沙淤積、海運受阻、錢江潮景觀隨之消失以及有害兩岸海堤防洪等問題。（2）潮汐電站站址選擇必須綜合考慮腹地社會經(jīng)濟狀況、電力供需條件以及負(fù)荷輸送距離等因素。在巽寮灣建設(shè)發(fā)電站是一個投入大、高風(fēng)險的項目，可能會面臨供給需求市場不平衡，投入產(chǎn)出效益差距大等難題。三、結(jié) 論我國的海域遼闊、海岸線長，大陸海岸線在18000千米以上，加上6500多個海島的岸線，岸線長度超過32000千米。據(jù)對全國可開發(fā)裝機容量200千瓦以上的424處港灣壩址的調(diào)查資料表明，我國的潮汐能蘊藏量為111億千瓦，經(jīng)濟可開發(fā)總裝機容量為2179萬千瓦，年發(fā)電量624億千瓦時。我國潮汐能開發(fā)利用處于世界先進水平，目前已建成了8座潮汐發(fā)電站，