潮汐能的开发与利用

潮汐发电的优缺点
（1） 潮汐发电的优点
① 潮汐能源可循环再生。 ② 潮汐变化有规律，发电输出没有季节性。 ③ 靠近用电中心，不消耗燃料，运行费用低。 ④ 潮汐发电不排放有害物质，不会污染环境。
⑤ 潮汐电站建设不需淹地、移民，还可以综 合利用。
潮汐发电的优缺点
（2） 潮汐发电的不足
① 发电出力有间歇性。 ② 水头低，发电效率不高。
潮流发电 潮汐发电 （广义） <利用动能> 置于水道，采用常规的水轮机 <利用势能> 潮位发电 = 潮汐发电 （狭义） 修建堤坝和水库，类似水电站
置于海底，采用类似风力机的水轮机
潮汐发电的原理
潮汐发电的过程
涨潮时海水涌入水库内；
退潮时海水涌出； 利用水的冲力带动发电机 发电；
潮汐电站的形式
中国潮汐发电的发展
江夏潮汐试验电站
1980建成的浙江温岭江厦潮汐试验电站是我国已建成的 最大的潮汐电站。双向贯流式机组6台，总装机容量 3900kW，发电量1070万kW。规模仅次于法国朗斯潮汐电 站，加拿大芬地湾安那波斯利斯潮汐电站，居世界第三。 到2006年12月31日，电站累计发电1.35亿千瓦时。
世界潮汐发电的发展
潮汐发电的几个世界之最
世界单机容量最大的潮汐发电厂
加拿大安纳波利斯潮汐电站。1984年，加拿大在芬迪 湾建成安纳波利斯潮汐电站，安装了1台容量为2万kW 的贯流式水轮发电机组，这是当时世界上单机容量最 大的潮汐发电机组，也是技术上最先进的全贯流式水 轮发电机组。水轮机直径7．6m，额定水头5．5m， 工作水头1．4～7．1m。电站采用单库单向发电方式， 每个潮期工作6～ 6．5h，年发电5000万kW·h。经过多 年运行证明这种全贯流水轮机运行正常、效果很好。 不过，该电站同时也暴露出较多的环境问题，成为各 界争论的焦点
潮汐电站的形式
（3） 双库单向型
特点 两个相邻水库，高水库在涨潮时进水， 低水库在落潮时放水； 优点 可实现连续发电； 缺点 投资大且工作水头降低；
潮汐电站的组成
• 潮汐电站的结构： 潮汐能发电站是由几个单项工程综合而 成的建设工程，主要由拦水堤坝、水闸和发 电厂三部分组成。有通航要求的潮汐能发电 站还应设置船闸。
– 例如，1977年初广西曾在钦州果子山建成一座 小型的实验性潮汐电站……。 • 我国的潮差偏小，平均潮差都<5m，因而潮汐发 电的经济效益不会太高，电站设计须着眼于大坝 建造所带来的交通、围垦、滩涂等资源的综合利 用效益上。
中国潮汐发电的发展
• 目前，中国有7个潮汐电站仍正常运行发电，总装 机容量7245 千瓦，每年可发电1000 多万千瓦时。
3种不同形式的潮汐电站
单库单向型
1
2
单库双向型
双库连续发电型
3
潮汐电站的形式
（1） 单库单向型
特点 只有一个水库，且只在落潮时发电； 优点 设备机构简单，投资少； 缺点 潮汐能利用率低，发电不连续；
潮汐电站的形式
（2） 单库双向型
特点 只有一个水库，但在涨潮和落潮时均可 发电； 优点 适应天然潮汐过程，潮汐能利用率高； 缺点 投资较大；
潮汐电站的组成
潮汐能发电站的组成：
（１）拦水堤坝：建于河口或港湾水域与外海隔开， 作用是利用堤坝构成水库内、外的水位差，可分 为土坝、石坝和钢筋混凝土坝等。 （２）水闸：用来调节水库的进出水量，在涨潮时 向水库进水，在落潮时从水库往外放水，以调节 水库的水位，加速涨、落潮时水库内、外水位差 的形成，从而缩短电站的停机时间，增加发电量。 同时满足防洪、排涝、挡潮、抗旱、航运等多方 面的水利要求。
缺乏对潮汐能 开发的激励政 潮 汐 电 站 规 模 策和优惠措施 小、投资高， 经济效益差
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世界潮汐发电的发展
潮汐发电的几个世界之最
世界首座海底潮汐发电厂 挪威北部Kvalsund 总装机容量Pe=300KW 注：该潮汐发电厂无生态污染，无噪音、 不占地，投资1亿美元左右。
中国潮汐发电的发展
• 中国是世界上建造潮汐电站最多的国家。
• 1950s~1970s，先后建了约50座潮汐电站，但据 1980s初的统计，其中大多数已经不再使用。
潮汐现象是指地球上的海水在天体（主要是指月球和太阳）的引潮力（天 体引力和地球离心力的合力）的作用下所产生的周期性运动，习惯上把海面垂 直方向的涨落成为潮汐，而海水在水平方向的周期性流动成为潮流。
潮汐发电的原理
• 潮流发电：利用潮汐时流动的海水所具有的动能驱 动水轮机带动发电机发电；
• 潮位发电：在河口、海湾处修筑堤坝形成水库，利 用水库与海水之间的水位差所蓄积的势能来发电。
世界潮汐发电的发展
潮汐发电的几个世界之最
世界最大的潮汐发电厂
法国朗斯潮汐电站。朗斯潮汐电站是世界 上第一座大型潮 汐电站。该电站于20世纪60年代中期投入商业运行，装机 24万kW，水轮机直径5．34m，额定水头5．6m，年发电 5．4亿kW· h。电站开发方式为单库双向发电，是当时世界 上最大的海洋能发电工程。与常规电站不同，该电站采用 了具有正反向发电功能的灯泡贯流式水轮发电机组，这一 技术创新不但提高了潮汐能的利用效率，同时降低了电站 的造价。该电站还对库区进行了综合开发，旅游业与坝上 高速公路的收入进一步降低了电站的运营成本。
背景介绍
潮汐能是海洋能的一种，海洋能还包括波浪能、海流能、海水温差能和海水 盐差能等各种不同形态的能源。 潮汐能是以位能形态出现的海洋能，波浪能和海流能都是以动能形态出现的 海洋能，温差能是以热能形态出现的海洋能，盐差能是是以化学能形态出现 的海洋能。
海洋温差 能
海流能
海浪能
潮汐能
潮汐的成因
潮汐电站的组成
（３）发电厂。
发电厂的设备主要包括水轮发电机组、输配电设备、 起吊设备、中央控制室和下层的水流通道及阀门等。 它是直接将潮汐能转变为电能的机构。其中最关键 的设备是水轮发电机组。它一般有３种基本结构型 式：①竖轴式机组；②卧轴式机组；③贯流式机组。
世界潮汐发电的发展
• 潮汐发电研究已有 100 多年历史，最早从欧洲 开始，德国和法国走在最前面。发电成为潮汐 能利用的主要发展方向。 – 19 世纪末，法国人提出兴建潮汐能发电站的 设想。 – 1912 年世界上第一座潮汐能电站建成。 – 1913 年法国的潮汐电站成功的进行了发电试 验，接着又建了一座容量为1865kW 的潮汐 电站。
站名 江厦 幸福洋 白沙口 浏河 海山 岳浦 沙山 位置 浙江温岭乐清湾 福建平潭县平潭岛 山东烟台乳山白沙 口海湾 江苏太仓浏河口 浙江温岭乐清湾 浙江象山县三门湾 浙江温岭乐清湾 潮差/m 5.1 4.5 2.4 2.1 4.9 3.6 5.1 容量/MW 开发方式 3.2 1.28 0.64 0.15 0.15 0.15 0.04 单库双向 单库单向 单库单向 单库双向 双库单向 单库单向 单库单向 投运时间 1980年 1989年 1978年 1976年 1975年 1971年 1961年
潮汐能的开发与利用
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背景介绍
地球表面积约为5.1×10^8 km2，其 中陆地面积为1.49 ×10^8 km2，占 29%；海洋面积达3.61 ×10^8 km2， 占71%。 全世界潮汐能的理论蕴藏量约为 3×10^9 kW，我国海岸线全长约为 1.8×10^4km，潮汐能的理论蕴藏量 约为1.1×10^8 kW，其中浙江、福建 两省蕴藏量最大，约占全国的80.9%。 目前，世界上已经有多座潮汐电站 建成并且成功长期运行；其中，法 国朗斯潮汐电站规模最大，装机容 量达24万kW，我国最大的潮汐电站 是浙江江夏潮汐电站，总装机容量 为3200kW，年发电量1070万kW ·h。
③ 工程复杂，建设投资大。
④ 关于泥沙淤积问题的疑虑。
我国潮汐利用存在的问题
现象
我国在潮汐能开发方面，具 有丰富的资源优势和雄厚的 技术力量，并积累了一定的 管理和运行经验，但由于种 种原因，无法继续正常的运 行。截止2000年潮汐电站数 目未增反减。
我国潮汐利用存在的问题
原因
2Fra Baidu bibliotek
3
1
政府有关部门 缺乏
世界潮汐发电的发展
• 直到1960s，潮汐发电才在世界范围内有了较快发展。
– 1967 年世界上第一座具经济价值的生产性潮汐发 电站，标志着潮汐发电进入了实用阶段。
– 前苏联、英国、美国、加拿大、瑞典、丹麦、挪 威、印度等国，也都陆续研究，相继建成一批潮 汐发电站。
国家 法国 加拿大 中国 前苏联 站址 朗斯 安纳波利斯 江厦 基斯拉雅 库区面积 /km2 17 6 2 2 平均潮差 /m 8.5 7.1 5.1 3.9 装机容量 /MW 240 20 3.2 0.4 投运时间 1967年 1984年 1980年 1968年