潮汐能的应用—刘春涛

学号109014015

新能源应用基础

论文

潮汐能的应用

学生姓名刘春涛

班级热能与动力工程101班成绩

冶金与资源学院

热能与动力工程

2013年05月08日

潮汐能的应用

【摘要】潮汐能是可再生的洁净的新能源, 本文总结了国内外潮汐能利用利用状况，并简要介绍我国潮汐能开发利用的意义及其开发可行性情况，同时指出我国潮汐能大规模开发利用所面临的问题在此基础上提出未来研究的方向并给出相应建议。

【关键词】潮汐能；新能源；潮汐发电；潮汐能利用。

一、引言

能源对于经济的发展有着举足轻重的作用，煤、石油、天然气等属于不可再生的能源。随着世界经济的发展，能源需求也不断增长，世界各国都在寻求新能源，希望新能源既是可再生的又能避免像煤、石油、天然气等能源带来的环境污染问题。开发利用洁净的新能源是解决能源问题及环境问题的出路，潮汐能作为洁净的、可再生的新能源，受到广泛的重视。

我国是一个能源生产和消费的大国，最近几年能源供应不足问题逐渐突出。为满足经济发展的需要，我国每年需进口大量石油。我国不仅仅存在能源供应问题，在经济发展过程中，大量使用煤、石油等能源导致有害物质的排放也在逐年增加。我国具有丰富的潮汐能，但目前新能源的发展还处于初级阶段，开发利用水平还很低，积极发展潮汐能等洁净可再生的能源是解决我国能源紧缺问题的一条有效途径，并能改善不利的环境状况。

二、潮汐能概述

因月球引力的变化引起潮汐现象，潮汐导致海水平面周期性地升降，因海水涨落及潮水流动所产生的能量称为潮汐能。潮汐能的能量与潮量和潮差成正比，或者说，与潮差的平方和水库的面积成正比。和水力发电相比，潮汐能的能量密度很低，相当于微水头发电的水平。潮汐能是以势能形态出现的海洋能，是指海水潮涨和潮落形成的水的势能与动能。它包括潮汐和潮流两种运动方式所包含的能量，潮水在涨落中蕴藏着巨大能量，这种能量是永恒的、无污染的能量。

世界上潮差的较大值约为13—15米，但一般说来，平均潮差在3米以上就有实际应用价值。潮汐能是因地而异的，不同的地区常常有不同的潮汐系统，他们都是从深海潮波获取能量，但具有各自独特的特征。尽管潮汐很复杂，但对于任何地方的潮汐都可以进行准确预报。潮汐能的利用方式主要是发电。潮汐发电是利用海湾、河口等有利地形，建筑水堤，形成水库，以便于大量蓄积海水，并在坝中或坝旁建造水利发电厂房，通过水轮发电机组进行发电。只有出现大潮，能量集中时，并且在地理条件适于建造潮汐电站的地方，从潮汐中提取能量才有可能。虽然这样的场所并不是到处都有，但世界各国都已选定了相当数量的适宜开发潮汐电站的站址。

三、潮汐能的特点

人类很早就会利用潮汐能，900年前我国泉州建洛阳桥时就是利用潮汐能搬运石块，在15~18世纪，法国、英国等曾在大西洋沿岸利用潮汐能推动水轮机，但利用潮汐能发电是始于20世纪50年代，加拿大、法国、俄罗斯和中国都建有潮汐发电站。经估算，全世界可开发利用的潮汐能为20万亿KW，但潮汐发电具有很多得天独厚的优点。

潮汐能发电是利用海湾、河口等有利地形，建筑水堤，形成水库，以便于大量积蓄海水，并在坝中或坝旁建造水力发电厂房，通过水轮发电机组进行发电。潮汐能发电与普通水力发电原理相类似，差别在于海水与河水不同，积蓄的海水落差不大，但流量较大，并且呈间歇性，从而潮汐能发电的水轮机的结构要适合低水头、大流量的特点。

潮汐能发电的优点：潮汐能属于可再生资源，蕴藏量大，运行成本低;潮汐能发电对于环境影响小，发电不排放废气废渣废水，属于洁净能源；潮汐能发电的水库都是利用河口或海湾建成的，不占用耕地，也不像河川水电站或火电站那样要淹没或占用大面积土地；潮汐能发电不受洪水，枯水期等水温因素影响；潮汐能发电的堤坝较低，容易建造，投资也较少。

潮汐能发电优点很多，但也有其薄弱之处，如机电设备常与海水、盐雾及海生物接触，有防腐、防污等要求；随着潮汐的涨落，能量亦有起伏变化，影响发电供电质量。同时潮汐电站也存在一些环境影响问题：潮汐电站不但会改变潮差和潮流，还会改变海水温度和水质；拦潮坝会对地下水和排水等带来不利影响，并会加剧海岸侵蚀；潮汐电站还会影响鸟类生长环境及种群的生存，另外由于水轮机的运转可能会导致鱼类死亡，并会妨碍溯河产卵的鱼种的溯游，因此潮汐电站也对鱼类有着潜在影响。

随着科学技术水平的提高，这些问题将不断地解决。对于环境影响问题，可以采取一定的措施使这些不利影响降到最低程度。

四、国内外潮汐能利用情况

由于常规电站廉价电费的竞争，建成投产的商业用潮汐电站不多。然而，由于潮汐能蕴藏量的巨大和潮汐发电的许多优点，人们还是非常重视对潮汐发电的研究和试验。

据海洋学家计算，世界上潮汐能发电的资源量在10亿千瓦以上，也是一个天文数字。潮汐能普查计算的方法是，首先选定适于建潮汐电站的站址，再计算这些地点可开发的发电装机容量，叠加起来即为估算的资源量。

国外：世界上第一座潮汐发电站始建于德国，1912年德国在胡苏姆兴建的一座小型潮汐电站，开创了潮汐发电的新纪元。其后潮汐电站事业蓬勃发展，英

国、美国、法国、加拿大、印度、韩国等都对其投入大量人力物力。现今，世界上运行的著名电站主要有法国朗斯潮汐电站、美国阿拉斯加尼克湾、加拿大芬地湾、英国赛文河口、阿根廷圣约瑟湾、澳大利亚达尔文范迪门湾、印度坎贝河口、俄罗斯远东鄂霍茨克海品仁湾、韩国仁川湾等地的潮汐电站。

1966年法国建成了朗斯潮汐电站，该电站最大潮差为13.4米，平均8米，水库面积22平方千米，拦潮拔高12米，长750米。其机容量为24KW，年发电量为5.44亿度，是当时世界上最大的潮汐电站。其技术创新是采用了与常规水电站不同的，具有正反向发电、泄水和抽水的灯泡式贯流水轮发电机组，不但提高了潮汐能的利用效率，同时降低了电站的造价。

加拿大于1984年年在芬地湾建成了取名为安纳波利斯的潮汐发电站。该电站采取落潮发电运行，该区平均潮差为4.2~8.5米，年发电量为50GW·h芬地湾是世界上潮汐能最大的地方，该处潮差最大可达18米。该潮汐电站总装机容量1.9万KW，采用新型全贯流式水轮发电机组，减少投资20%，取得良好的经济效益。该电站是建设芬迪湾大型潮汐电站坎伯兰和科别库依德的试验电站，它的建成和良好效益，证明了芬迪湾建大型潮汐电站的可行性，加拿大因此计划推进大型潮汐电站的兴建。

英国、印度、澳大利亚和阿根廷等国对规模数十万到数百万千瓦的潮汐电站建设方案作了不同深度的研究。预计到2030年，世界潮汐电站的年发电总量将达600亿KW·h。

国内：我国是世界上建造潮汐电站最多的国家，先后建造了几十座潮汐电站，但由于各种原因，目前只有8个电站在正常运行发电，总装机容量为6000KW，年发电量1000多万KW·h，仅次于法国、加拿大。

东南沿海有很多能量密度较高，平均潮差3.5~4.3米，最大潮差7~8米，自然环境条件优越的坝址，可建1万KW级以上电站的坝址有浙江杭州湾、浙江乐清湾、长江北支、浙江象山港、福建大官坂等。其中浙江杭州湾最大潮差8.9米，潮汐能蕴藏量居全国首位。

温岭江厦潮汐实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，2010年全年发电量达731.74万KW·h。规模仅次于法国郎斯潮汐电站、加拿大大芬地湾安娜波利斯潮汐电站，居世界第三。

我国大陆海岸线长达1.8万千米，据全国沿海普查资料，全国有近200个海湾、河口可开发潮汐能，可开发的潮汐能年总发电量达600亿KW·h，可装机总容量可达20GW。东南沿海有很多能量密度较高，平均潮差 4~5米，最大潮差7~8米，自然环境条件优越的坝址，如钱塘江口，最大潮差7.5米，据估计能建5000MW 级潮汐电站有上海的长江口北支，最大潮差6米，具有建造700MW 级潮汐电站