谈谈潮汐能及其应用与发展

谈谈潮汐能及其应用与发展

计算机科学技术学院110511522 姜晗

摘要：介绍了潮汐发电的理论基础包括纯理论的基础学习和工业方面的利用基础（有图型解释）主要讲述了为什么利用潮汐能，和潮汐能的优缺点包括与其它可再生能源的对比，对非可再生能源的优势。在人类利用能源的位置及其重要性。还有朝夕能发展的历史以及潮汐能的发电形式。简要介绍了潮汐能的发展方向及其前景。对发展潮汐能的可行性进行了主要阐述。

关键字：潮汐发电，开发，研究，发展，原理

1引言

1.1人类获得电能的方式主要是以燃煤为主的火电，其次是水电，并适当发展核电

。

1.2就火电而言，存在着环境污染、资源分布不均、储量有限等问题，即使采用高效洁净煤燃烧技术，也要消耗氧气，产生二氧化碳，同时还有一个成本较高的除尘、脱氮和脱硫问题；

1.3对于水电，存在着土地淹没、水库移民、生态保护等问题；至于核电，在今后一段时间内还将有所发展，但是核电站的最长使用期只有25—30年，其建设、拆除及安全防护费用也相对较高，因此世界上已有一些国家通过法律的规定不准发展核电；

1.4而石油、天然气发电，也存在着温室效应问题。另外，这些资源的蕴藏量是有限的。根据国际能源机构的统计分析，如按目前的开采速度发展下去，地球上的石油资源只能开采40年，天然气只能开采50年，煤炭也仅能开采240年。1.5世界能源理事会作出预言，2010年将出现严重的世界能源危机。而解决环保和能源危机这两个问题的唯一出路，就是探索和开发新的替代能源。其中，潮汐能就是一种极有发展前途的新能源。。

2

2.1潮汐能发展及其形成原因:

形成原因：潮汐现象是指海水在天体（主要是月球和太阳）引潮力作用

下所产生的周期性运动，习惯上把海面垂直方向涨落称为潮汐，而海水

在水平方向的流动称为潮流。是沿海地区的一种自然现象，古代称白天

的潮汐为“潮”，晚上的称为“汐”，合称为“潮汐”

。海水在这种涨落运动中具有的能量为潮汐能。

特点：像水能和风能的利用一样，潮汐能可以用来推动水磨、水车等，

也可以用来发电。当前，潮汐能利用的主要方向是发电。

2.2潮汐能的开发：

2.2.1原理：

潮汐能是以位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。海水涨落的潮汐现象是由地球和天体运动以及它们之间的相互作用而引起的。在海洋中，月球的引力使地球的向月面和背月面的水位升高。由于地球的旋转，这种水位的上升以周期为12小时25分和振幅小于1m的深海波浪形式由东向西传播。太阳引力的作用与此相似，但是作用力小些，其周期为12小时。当太阳、月球和地球在一条直线上时，就产生大潮；当它们成直角时，就产生小潮。除了半日

周期潮和月周期潮的变化外，地球和月球的旋转运动还产生许多其他的周期

性循环，其潮汐的形成周期可以从几天到数年。

同时地表的海水又受到地球运动离心力的作用，月球引力和离心力的合力正是引起海水涨落的引潮力返回。

2.2.2潮差对比（原理拓展）：

除月球、太阳外，其他天体对地球同样会产生引潮力。虽然太阳的质量比月球大得多，但太阳离地球的距离也比月球与地球之间的距离大得多，所

以其引潮力还不到月球引潮力的一半。其他天体或因远离地球，或因质量

太小所产生的引潮力微不足道。根据平衡潮理论，如果地球完全由等深海

水覆盖，用万有引力计算，月球所产生的最大引潮力可使海水面升高

0.563m，太阳引潮力的作用为0.246m，夏威夷等大洋处观测的潮差约1m，

与平衡潮理论比较接近，近海实际的潮差却比上述计算值大得多。如我国

杭州湾的最大潮差达8.93m，北美加拿大芬地湾最大潮差更达19.6m。这种实际与计算的差别目前尚无确切的解释。一般认为当海洋潮汐波冲击大陆架和海岸线时，通过上升、收聚和共振等运动，使潮差增大。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。世界上潮差的较大值约为13～15m，但一般说来，平均潮差在3m以上就有实际应用价值。

2.2.3潮汐系统：

潮汐是因地而异的，不同的地区常有不同的潮汐系统，它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，但对任何地方的潮汐都可以进行准确预报。海洋潮汐从地球的旋转中获得能量，并在吸收能量过程中使地球旋转减慢。但是这种地球旋转的减慢在人的一生中是几乎觉察不出来的，而且也并不会由于潮汐能的开发利用而加快。这种能量通过浅海区和海岸区的摩擦，以1.7TW的速率消散。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，但世界各国已选定了相当数量的适宜开发潮汐能的站址。据最新的估算，有开发潜力的潮汐能量每年约200TW·h。

2.3潮汐能发展历史：

“十一五”期间国内潮汐发电走势及“十二五”投资价值研究报告“十一五”期

间国内潮汐发电走势及“十二五”投资价值研究报告国外利用潮汐发电始

于欧洲，20世纪初德国和法国已开始研究潮汐发电。世界上最早利用潮

汐发电的是德国1912年建成的布苏姆潮汐电站，而法国则于1966年在希列塔尼米岛建成一座最大落差为13.5m、坝长750m、总装机容量24万

kW的朗斯河口潮汐电站，年均发电量为5.44亿kW.h，它使潮汐电站进

入了实用阶段。之后，美、英、加拿大、前苏联、瑞典、丹麦、挪威、印度等国都陆续研究开发潮汐发电技术，兴建各具特色的潮汐电站，并已取得巨大成功。

2.4潮汐能发展局限：

2.5.1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。

世界上潮差的较大值约为13～15m

2.5.2潮汐是因地而异的，不同的地区常有不同的潮汐系统，它们都是从深

海潮波获取能量，但具有各自独特的特征。尽管潮汐很复杂，但对任何地方的潮汐都可以进行准确预报