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《潮汐發(fā)電技術(shù)的現(xiàn)狀與前景》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、潮汐發(fā)電技術(shù)的現(xiàn)狀與前景Currentsituationandprospectsoftidalenergyconversion李書恒,郭偉,朱大奎(南京大學海岸與海島開發(fā)教育部重點實驗室,江蘇南京210093)中圖分類號:TV744文獻標識碼:A文章編號:100023096(2006)1220082205全球海洋中所蘊藏的潮汐能約有27億kW,可[1]供開發(fā)的約占2%,即約5400萬kW。全球電力市場到2000年已達8000億美元并繼續(xù)呈上升趨勢。但是,仍有2億人的用電需求得不到滿足,發(fā)展中國家的用電量以每8年翻一番的速度在增長。在滿足用電需
2、求的同時,降低石油等非再生資源的消[2]耗,減少環(huán)境污染,開發(fā)新型環(huán)保電站迫在眉睫。潮汐能是一種不會給地球上未來人類帶來污染和災難[3]的能源。前蘇聯(lián)的伯恩斯坦也指出利用這種晝夜間斷斷續(xù)續(xù)、一個月內(nèi)波動起伏的潮汐能發(fā)電可以獲得能量。在有條件利用潮汐能的沿海國家和地區(qū),建設(shè)潮汐圖1潮汐發(fā)電示意圖[4]由于潮水的流動方向是不斷改變的,因此就使得電站不失為緩解能源危機的一種方案。潮汐發(fā)電出現(xiàn)不同的類型,即單庫單向型、單庫雙向1潮汐發(fā)電的基本原理型和雙庫單向型3種(表1,圖2)。潮汐能是月球和太陽等天體的引力使海洋水位2潮汐發(fā)電的優(yōu)缺點及其發(fā)展現(xiàn)狀發(fā)
3、生潮汐變化而產(chǎn)生的能量。潮汐能利用的主要方潮汐電站由7個基本部分組成:潮汐水庫;堤壩;式是發(fā)電。潮汐發(fā)電的工作原理與常規(guī)水力發(fā)電的閘門和泄水道建筑;發(fā)電機組和廠房;輸電、交通和控原理類似,它是利用潮水的漲、落產(chǎn)生的水位差所具[7]制設(shè)施;航道、魚道等。潮汐發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)主要有的勢能來發(fā)電。差別在于海水與河水不同,蓄積的包括低水頭、大流量、變工況水輪機組設(shè)計制造;電站海水落差不大,但流量較大,并且呈間歇性,從而潮汐的運行控制;電站與海洋環(huán)境的相互作用,包括電站發(fā)電的水輪機的結(jié)構(gòu)要適合低水頭、大流量的特對環(huán)境的影響和海洋環(huán)境對電站的影響,特別是泥
4、沙[5]點。具體地說,就是在有條件的海灣或感潮河口建沖淤問題;電站的系統(tǒng)優(yōu)化,協(xié)調(diào)發(fā)電量、間斷發(fā)電以筑堤壩、閘門和廠房,將海灣(或河口)與外海隔開圍及設(shè)備造價和可靠性等之間的關(guān)系;電站設(shè)備在海水成水庫,并在閘壩內(nèi)或發(fā)電站廠房內(nèi)安裝水輪發(fā)電中的防腐等[8]。機組。海洋潮位周期性的漲落過程曲線類似于正弦[6]波。對水閘適當?shù)剡M行啟閉調(diào)節(jié),使水庫內(nèi)水位的變化滯后于海面的變化,水庫水位與外海潮位就會收稿日期:2005203215;修回日期:2006208228形成一定的高度差(即工作水頭),從而驅(qū)動水輪發(fā)電基金項目:浙江省玉環(huán)縣政府“玉環(huán)縣海山鄉(xiāng)總體
5、規(guī)劃研究”機組發(fā)電(圖1)。從能量的角度來看,就是將海水的作者簡介:李書恒(19802),女,山西忻州人,南京大學地理與勢能和動能,通過水輪發(fā)電機組轉(zhuǎn)化為電能的過程。海洋科學學院博士研究生,研究方向為海岸海洋學,電話:025283597393,E2mail:shuhengli@sina.com82海洋科學/2006年/第30卷/第12期?1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net表1潮汐電站3種方案的比
6、較方案工作原理優(yōu)缺點單庫單向型在漲潮時將貯水庫閘門打開,向水庫充水,優(yōu)點是設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單,投資少;缺點是潮汐能利用率低,平潮時關(guān)閘;落潮后,待貯水庫與外海有一發(fā)電不連續(xù)。定水位差時開閘,驅(qū)動水輪發(fā)電機組發(fā)電。單庫雙向型利用兩套閥門控制兩條向水輪機引水的管道。適應天然潮汐過程,潮汐能利用率高,投資較大。在漲潮和落潮時,海水分別從各自的引水管道進入水輪機,使水輪機旋轉(zhuǎn)帶動發(fā)電機。雙庫單向型采用兩個水力相聯(lián)的水庫。漲潮時,向高貯可實現(xiàn)連續(xù)發(fā)電。缺點是要建兩個水庫,投資大且工作水庫充水;落潮時,由低貯水庫排水,利用兩水頭降低。水庫間的水位差,使水輪發(fā)電
7、機組連續(xù)單向旋轉(zhuǎn)發(fā)電。圖23種不同方案的潮汐電站示意圖2.1潮汐發(fā)電的優(yōu)缺點2.1.2缺點(1)單庫潮汐電站發(fā)電有間歇性。這種間歇性2.1.1優(yōu)點周期變化又和日夜周期不一致。(2)機電設(shè)備常和(1)能源可靠,可以經(jīng)久不息地利用。不像常規(guī)海水、鹽霧及海生物接觸,在防腐和防污等方面有其水力發(fā)電那樣受到氣候條件的影響。(2)雖然有周[12]特殊要求。(3)單位千瓦的造價較常規(guī)水電站期性間歇,但有準確規(guī)律,可用電子計算機預報,并有高。國外大型潮汐電站的投資約為3000～4500美計劃納入電網(wǎng)運行。(3)一般離用電中心近,不必遠元/kW,大型河川水電站
8、的投資只有400～1400美距離送電。(4)潮汐電站興建后的最高庫水位總是元/kW(1000kW以下的河川水電站的投資為2000低于建站前最高潮水位,因此潮汐電站庫
