潮汐能的開發(fā)與利用

1、潮汐能的開發(fā)與利用潮汐能的開發(fā)與利用XXXXXXXXXXXXXXXXX背景介紹背景介紹u 地球表面積約為5.1108 km2，其中陸地面積為1.49 108 km2，占29%；海洋面積達3.61 108 km2，占71%。u 全世界潮汐能的理論蘊藏量約為3109 kW，我國海岸線全長約為1.8104km，潮汐能的理論蘊藏量約為1.1108 kW，其中浙江、福建兩省蘊藏量最大，約占全國的80.9%。u 目前，世界上已經(jīng)有多座潮汐電站建成并且成功長期運行；其中，法國朗斯潮汐電站規(guī)模最大，裝機容量達24萬kW，我國最大的潮汐電站是浙江江夏潮汐電站，總裝機容量為3200kW，年發(fā)電量1070萬kW h

2、。背景介紹背景介紹u 潮汐能是海洋能的一種，海洋能還包括波浪能、海流能、海水溫差能和海水鹽差能等各種不同形態(tài)的能源。u 潮汐能是以位能形態(tài)出現(xiàn)的海洋能，波浪能和海流能都是以動能形態(tài)出現(xiàn)的海洋能，溫差能是以熱能形態(tài)出現(xiàn)的海洋能，鹽差能是是以化學(xué)能形態(tài)出現(xiàn)的海洋能。海流能海流能海洋溫差海洋溫差能能海浪能海浪能潮汐能潮汐能溫溫度差能度差能潮汐的成因潮汐的成因潮汐現(xiàn)象是指地球上的海水在天體（主要是指月球和太陽）的引潮力（天體引力和地球離心力的合力）的作用下所產(chǎn)生的周期性運動，習(xí)慣上把海面垂直方向的漲落成為潮汐，而海水在水平方向的周期性流動成為潮流。潮汐發(fā)電的原理潮汐發(fā)電的原理 潮流發(fā)電：利用潮汐時流動

3、的海水所具有的動能驅(qū)動水輪機帶動發(fā)電機發(fā)電； 潮位發(fā)電：在河口、海灣處修筑堤壩形成水庫，利用水庫與海水之間的水位差所蓄積的勢能來發(fā)電。潮汐發(fā)電的原理潮汐發(fā)電的原理 潮汐發(fā)電的過程u漲潮時海水涌入水庫內(nèi)；u退潮時海水涌出；u利用水的沖力帶動發(fā)電機發(fā)電；潮汐電站的形式潮汐電站的形式單庫單向型單庫單向型單庫雙向型單庫雙向型雙庫連續(xù)發(fā)電型雙庫連續(xù)發(fā)電型3 3種不同形式的潮汐電站種不同形式的潮汐電站潮汐電站的形式潮汐電站的形式 特點特點 只有只有一個一個水庫，且只在水庫，且只在落潮落潮時發(fā)電；時發(fā)電； 優(yōu)點優(yōu)點 設(shè)備機構(gòu)簡單，投資少；設(shè)備機構(gòu)簡單，投資少； 缺點缺點 潮汐能利用率低，發(fā)電不連續(xù)；潮汐能利

4、用率低，發(fā)電不連續(xù)；（1 1） 單庫單向型單庫單向型潮汐電站的形式潮汐電站的形式（2 2） 單庫雙向型單庫雙向型 特點特點 只有一個水庫，但在漲潮和落潮時均可只有一個水庫，但在漲潮和落潮時均可發(fā)電發(fā)電； 優(yōu)點優(yōu)點 適應(yīng)天然潮汐過程，潮汐能利用率高；適應(yīng)天然潮汐過程，潮汐能利用率高； 缺點缺點 投資較大；投資較大； 潮汐電站的形式潮汐電站的形式 特點 兩個相鄰水庫，高水庫在漲潮時進水，低水庫在落潮時放水； 優(yōu)點 可實現(xiàn)連續(xù)發(fā)電； 缺點 投資大且工作水頭降低；（3 3） 雙庫單向型雙庫單向型潮汐電站的組成潮汐電站的組成 潮汐電站的結(jié)構(gòu)： 潮汐能發(fā)電站是由幾個單項工程綜合而成的建設(shè)工程，主要由攔水堤

5、壩、水閘和發(fā)電廠三部分組成。有通航要求的潮汐能發(fā)電站還應(yīng)設(shè)置船閘。潮汐電站的組成潮汐電站的組成潮汐能發(fā)電站的組成：（）攔水堤壩：建于河口或港灣水域與外海隔開，作用是利用堤壩構(gòu)成水庫內(nèi)、外的水位差，可分為土壩、石壩和鋼筋混凝土壩等。（）水閘：用來調(diào)節(jié)水庫的進出水量，在漲潮時向水庫進水，在落潮時從水庫往外放水，以調(diào)節(jié)水庫的水位，加速漲、落潮時水庫內(nèi)、外水位差的形成，從而縮短電站的停機時間，增加發(fā)電量。同時滿足防洪、排澇、擋潮、抗旱、航運等多方面的水利要求。潮汐電站的組成潮汐電站的組成 （）發(fā)電廠。發(fā)電廠的設(shè)備主要包括水輪發(fā)電機組、輸配電設(shè)備、起吊設(shè)備、中央控制室和下層的水流通道及閥門等。它是直接將

6、潮汐能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿臋C構(gòu)。其中最關(guān)鍵的設(shè)備是水輪發(fā)電機組。它一般有種基本結(jié)構(gòu)型式：豎軸式機組；臥軸式機組；貫流式機組。 世界潮汐發(fā)電的發(fā)展世界潮汐發(fā)電的發(fā)展 潮汐發(fā)電研究已有 100 多年歷史，最早從歐洲開始，德國和法國走在最前面。發(fā)電成為潮汐能利用的主要發(fā)展方向。 19 世紀末，法國人提出興建潮汐能發(fā)電站的設(shè)想。 1912 年世界上第一座潮汐能電站建成。 1913 年法國的潮汐電站成功的進行了發(fā)電試驗，接著又建了一座容量為1865kW 的潮汐電站。世界潮汐發(fā)電的發(fā)展世界潮汐發(fā)電的發(fā)展 直到1960s，潮汐發(fā)電才在世界范圍內(nèi)有了較快發(fā)展。 1967 年世界上第一座具經(jīng)濟價值的生產(chǎn)性潮汐發(fā)電站，標

7、志著潮汐發(fā)電進入了實用階段。 前蘇聯(lián)、英國、美國、加拿大、瑞典、丹麥、挪威、印度等國，也都陸續(xù)研究，相繼建成一批潮汐發(fā)電站。國家國家站址站址庫區(qū)面積庫區(qū)面積/km2平均潮差平均潮差/m裝機容量裝機容量/MW投運時間投運時間法國朗斯178.52401967年加拿大安納波利斯67.1201984年中國江廈25.13.21980年前蘇聯(lián)基斯拉雅23.90.41968年世界潮汐發(fā)電的發(fā)展世界潮汐發(fā)電的發(fā)展潮汐發(fā)電的潮汐發(fā)電的幾個世界之最幾個世界之最世界最大的潮汐發(fā)電廠世界最大的潮汐發(fā)電廠法國朗斯潮汐電站。朗斯潮汐電站是世界法國朗斯潮汐電站。朗斯潮汐電站是世界 上第一座大型潮上第一座大型潮汐電站。該電站

8、于汐電站。該電站于20世紀世紀60年代中期投入商業(yè)運行，裝機年代中期投入商業(yè)運行，裝機24萬萬kW，水輪機直徑，水輪機直徑534m，額定水頭，額定水頭56m，年發(fā)電，年發(fā)電54億億kWh。電站開發(fā)方式為單庫雙向發(fā)電，是當時世界。電站開發(fā)方式為單庫雙向發(fā)電，是當時世界上最大的海洋能發(fā)電工程。與常規(guī)電站不同，該電站采用上最大的海洋能發(fā)電工程。與常規(guī)電站不同，該電站采用了具有正反向發(fā)電功能的燈泡貫流式水輪發(fā)電機組，這一了具有正反向發(fā)電功能的燈泡貫流式水輪發(fā)電機組，這一技術(shù)創(chuàng)新不但提高了潮汐能的利用效率，同時降低了電站技術(shù)創(chuàng)新不但提高了潮汐能的利用效率，同時降低了電站的造價。該電站還對庫區(qū)進行了綜合開

9、發(fā)，旅游業(yè)與壩上的造價。該電站還對庫區(qū)進行了綜合開發(fā)，旅游業(yè)與壩上高速公路的收入進一步降低了電站的運營成本。高速公路的收入進一步降低了電站的運營成本。世界潮汐發(fā)電的發(fā)展世界潮汐發(fā)電的發(fā)展潮汐發(fā)電的潮汐發(fā)電的幾個世界之最幾個世界之最世界單機容量最大的世界單機容量最大的潮汐發(fā)電廠潮汐發(fā)電廠加拿大安納波利斯潮汐電站。加拿大安納波利斯潮汐電站。1984年，加拿大在芬迪年，加拿大在芬迪灣建成安納波利斯潮汐電站，安裝了灣建成安納波利斯潮汐電站，安裝了1臺容量為臺容量為2萬萬kW的貫流式水輪發(fā)電機組，這是當時世界上單機容量最的貫流式水輪發(fā)電機組，這是當時世界上單機容量最大的潮汐發(fā)電機組，也是技術(shù)上最先進的全

10、貫流式水大的潮汐發(fā)電機組，也是技術(shù)上最先進的全貫流式水輪發(fā)電機組。水輪機輪發(fā)電機組。水輪機直徑直徑76m，額定水頭，額定水頭55m，工作水頭工作水頭1471m。電站采用單庫單向發(fā)電方式，。電站采用單庫單向發(fā)電方式，每個潮期工作每個潮期工作6 65h，年發(fā)電，年發(fā)電5000萬萬kWh。經(jīng)過多。經(jīng)過多年運行證明這種全貫流水輪機運行正常、效果很好。年運行證明這種全貫流水輪機運行正常、效果很好。不過，該電站同時也暴露出較多的環(huán)境問題，成為各不過，該電站同時也暴露出較多的環(huán)境問題，成為各界爭論的焦點界爭論的焦點世界潮汐發(fā)電的發(fā)展世界潮汐發(fā)電的發(fā)展潮汐發(fā)電的潮汐發(fā)電的幾個世界之最幾個世界之最世界首座海底潮

11、汐發(fā)電廠世界首座海底潮汐發(fā)電廠挪威北部挪威北部KvalsundKvalsund 總裝機容量總裝機容量PePe=300KW=300KW該潮汐發(fā)電廠無生態(tài)污染，無噪音、該潮汐發(fā)電廠無生態(tài)污染，無噪音、 不占地，投資不占地，投資1 1億美元左右。億美元左右。中國中國潮汐發(fā)電的發(fā)展潮汐發(fā)電的發(fā)展 中國是世界上建造潮汐電站最多的國家。 1950s1970s，先后建了約50座潮汐電站，但據(jù)1980s初的統(tǒng)計，其中大多數(shù)已經(jīng)不再使用。 例如，1977年初廣西曾在欽州果子山建成一座小型的實驗性潮汐電站。 我國的潮差偏小，平均潮差都5m，因而潮汐發(fā)電的經(jīng)濟效益不會太高，電站設(shè)計須著眼于大壩建造所帶來的交通、圍墾

12、、灘涂等資源的綜合利用效益上。中國中國潮汐發(fā)電的發(fā)展潮汐發(fā)電的發(fā)展 目前，中國有7個潮汐電站仍正常運行發(fā)電，總裝機容量7245 千瓦，每年可發(fā)電1000 多萬千瓦時。站名站名位置位置潮差潮差/m容量容量/MW開發(fā)方式開發(fā)方式投運時間投運時間江廈浙江溫嶺樂清灣5.13.2單庫雙向1980年幸福洋福建平潭縣平潭島4.51.28單庫單向1989年白沙口山東煙臺乳山白沙口海灣2.40.64單庫單向1978年瀏河江蘇太倉瀏河口2.10.15單庫雙向1976年海山浙江溫嶺樂清灣4.90.15雙庫單向1975年岳浦浙江象山縣三門灣3.60.15單庫單向1971年沙山浙江溫嶺樂清灣5.10.04單庫單向196

13、1年中國中國潮汐發(fā)電的發(fā)展潮汐發(fā)電的發(fā)展江夏潮汐試驗電站1980建成的浙江溫嶺江廈潮汐試驗電站是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3900kW，發(fā)電量1070萬kW。規(guī)模僅次于法國朗斯潮汐電站，加拿大芬地灣安那波斯利斯潮汐電站，居世界第三。到2006年12月31日，電站累計發(fā)電1.35億千瓦時。潮汐發(fā)電的優(yōu)缺點潮汐發(fā)電的優(yōu)缺點（1） 潮汐發(fā)電的優(yōu)點 潮汐能源可循環(huán)再生。 潮汐變化有規(guī)律，發(fā)電輸出沒有季節(jié)性。 靠近用電中心，不消耗燃料，運行費用低。 潮汐發(fā)電不排放有害物質(zhì)，不會污染環(huán)境。 潮汐電站建設(shè)不需淹地、移民，還可以綜合利用。潮汐發(fā)電的優(yōu)缺點潮汐發(fā)電的優(yōu)缺點（2） 潮汐發(fā)電的不足 發(fā)電出力有間歇性。 水頭低，發(fā)電效率不高。 工程復(fù)雜，建設(shè)投資大。 關(guān)于泥沙淤積問題的疑慮。我國潮汐利用存在的問題我國潮汐利用存在的問題 我國在潮汐能開發(fā)方面，具我國在潮汐能開發(fā)方面，具有豐富的資源優(yōu)勢和雄厚的有豐富的資源優(yōu)勢和雄厚的技術(shù)力量，并積累了一定的技術(shù)力量，并積累了一定的管