潮汐能發(fā)電技術(shù)

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1、2015年7月3日潮汐能發(fā)電技術(shù)潮汐能發(fā)電技術(shù)脫浩虎1（1.中國石油大學(xué)（北京）機械與儲運工程學(xué)院）摘要：潮汐能作為一種潔凈可再生的能源，很早就引起人們注意，其目前一個主要的用途為潮汐發(fā)電。文中介紹了潮汐能發(fā)電的基本原理、潮汐發(fā)電的類型、發(fā)電機組的種類及特點以及潮汐發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)，對潮汐發(fā)電這一技術(shù)進行一個基本的了解，而且潮汐發(fā)電在我國有著可觀的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：潮汐能潮汐發(fā)電發(fā)電機組技術(shù)問題TidalpowergenerationtechnologyTUOHaohu1（1.ChinaUniversityofPetroleum（Bei

2、jing）CollegeofmechanicalandTransportationEngineering）Abstract：Tidalenergy,asacleanandrenewableenergy,hasattractedpeople'sattentionveryearly.Presently，Tidalpowergener-ationisamajorpurposefortidalpowerapplication.Inthispaper，thewriterdescribedthebasicprincipleoftidalpower

3、,turbinetypesandcharacteristicsandthetypeoftidalpowergeneration,keytechnologiesoftidalpowertogetabasicunderstandingfortidalpow-ergeneration.Keywords:TidalenergyTidalpowergenerationGeneratorsetTechnicalproblem52015年7月3日潮汐能發(fā)電技術(shù)引言凡在海邊上生活過的人都知道，海水時進時退，海面時漲時落。海水的這種自然漲落現(xiàn)象就是人們

4、常說的潮汐。潮汐是由月球和太陽的引力對海水的作用形成的。據(jù)理論計算，月球的引潮力可使海面升高0.246m，在兩者的共同作用下，潮汐的最大上升幅度約為0.8m。所以，一般海區(qū)的潮汐現(xiàn)象并不明顯。但受地形等因素的影響,如在某些海灣，河口及窄淺的海峽,潮差可達7～8m,有的甚至達10余m。例如,中國杭州灣的錢塘潮,最大潮差為8.9m；北美芬迪灣蒙克頓港最大潮差竟達19m。據(jù)計算,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)電量大約可達1.2萬億kW·h。潮汐發(fā)電嚴格地講應(yīng)稱為“潮汐能發(fā)電”,潮汐能發(fā)生僅是海洋能發(fā)電的一種,但

5、是它是海洋能利用中發(fā)展最早、規(guī)模最大、技術(shù)較成熟的一種?，F(xiàn)代海洋能源開發(fā)主要就是指利用海洋能發(fā)電，利用海洋能發(fā)電的方式很多,其中包括波力發(fā)電、潮汐發(fā)電、潮流發(fā)電、海水溫差發(fā)電和海水含鹽濃度差發(fā)電等,而國內(nèi)外已開發(fā)利用海洋能發(fā)電主要是潮汐發(fā)電[1-3]。1潮汐能發(fā)電概述1.1基本原理潮汐能是月球和太陽等天體的引力使海洋水位發(fā)生潮汐變化而產(chǎn)生的能量。由于電能具有易于生產(chǎn)，便于傳輸，使用方便，利用率高等一系列優(yōu)點，因而利用潮汐的能量來發(fā)電目前已成為世界各國利用潮汐能的基本方式。潮汐發(fā)電就是利用海水漲落及其所造成的水位差來推動水輪機，再由水輪

6、機帶動發(fā)電機發(fā)電[4]。其發(fā)電原理與一般的水力發(fā)電原理差別不大。潮汐發(fā)電從能量轉(zhuǎn)換的角度來說，潮汐發(fā)電首先是把潮汐的動能和位能通過水輪機轉(zhuǎn)變成機械能，然后由水輪機帶動發(fā)電機，把機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔躘5]。具體地說,就是有條件的海灣或感潮河口建筑堤壩、閘門和廠房,將海灣(或河口)與外海隔開圍成水庫,并在閘壩內(nèi)或發(fā)電站廠房內(nèi)安裝水輪發(fā)電52015年7月3日潮汐能發(fā)電技術(shù)機組。海洋潮位周期性的漲落過程曲線類似于正弦波[6]。對水閘適當?shù)剡M行啟閉調(diào)節(jié),使水庫內(nèi)水位的而驅(qū)動水輪發(fā)電機組發(fā)電。從能量的角度來看,就是將海水的勢能和動能,通過水輪發(fā)電機組

7、轉(zhuǎn)化為電能的過程。如果建筑一條大壩，把靠海的河口或海灣隔開，造成一個天然的水庫，在大壩中間留一個缺口，并在缺口中安裝上水輪發(fā)電機組，那么在漲潮時，海水從大海通過缺口流進水庫，沖擊水輪機旋轉(zhuǎn)，從而帶動發(fā)電機發(fā)電；而在落潮時，海水又從水庫通過缺口流入大海，又可以從相反的方向打動發(fā)電機組發(fā)電。這樣，海水一漲一落，電站就可源源不斷地發(fā)電，潮汐發(fā)電的原理見圖1、圖2[7]。圖1潮汐發(fā)電原理圖圖2潮汐發(fā)電示意圖1.2潮汐發(fā)電分類潮汐電站在發(fā)電時貯水庫的水位和海洋的水位都是變化的（海水由貯水庫流出，水位下降，同時，海洋水位也因潮汐的作用而變化）。因

8、此，潮汐電站是在變功況下工作的，水輪發(fā)電機組和電站系統(tǒng)的設(shè)計要考慮變功況，低水頭、大流量以及防海水腐蝕等因素，遠比常規(guī)的水電站復(fù)雜，效率也低于常規(guī)水電站。由于潮水的流動方向是不斷改變的,因此就使得潮汐發(fā)電出現(xiàn)不同的類型,