潮汐发电

潮汐发电技术及其前景分析

潮汐发电技术简单介绍：

潮汐能：由于引潮力的作用，使海水不断地涨潮、落潮。涨潮时，大量海水汹涌而来，具有很大的动能；同时，水位逐渐升高，动能转化为势能。落潮时，海水奔腾而归，水位陆续下降，势能又转化为动能。海水在运动时所具有的动能和势能统称为潮汐能。

潮汐发电与普通水利发电原理类似，通过出水库，在涨潮时将海水储存在水库内，以势能的形式保存，然后，在落潮时放出海水，利用高、低潮位之间的落差，推动水轮机旋转，带动发电机发电。（图示1）

图示1

潮汐发电示意图：

潮汐发电的发展：

国外的发展情况：1913年德国在北海海岸建立了第一座潮汐发电站。1966年法国建成的朗斯潮汐电站，装机容量为24万kW，年均发电量为5．44亿k矾，是当时最大的电站。目前，潮汐能开发的趋势是偏向大型化，如俄罗斯计划的美晋潮汐电站设计能力为l 500万kW，英国塞汶电站为720万kW，加拿大芬地湾电站为380万kW。预计到2030年，世界潮汐电站的年发电总量将达600亿kWh。

国内的发展情况：

4．潮汐发电研究现状

我国是世界建造潮汐电站最多的国家，在20世纪50~70年代先后建造了近50座。但据20世纪80年代统计，只有8座尚在工作，总装机6 120 kW，其中最大的是浙江江厦潮汐试验电站，为3 900 kW。单机容量500 kW和700 kW的灯泡贯流式水轮发电机组全由我国自己研制。近50年来，工程技术人员一直致力于将潮汐发电形成工业规模的研究，在机组可靠性、水库泥沙防淤、连续供电、防腐和防污、浮运法施工、操作系统自动化和优化调度等方面取得了显著成果。2002年提出利用近海浅滩人工筑库的潮汐电站，可以不占用宝贵的港湾、河口，不干扰海洋自然环境，英国威尔士已有三处在论证。我国沿海大陆架宽广，有大片倾斜平缓的浅滩，又有具有研发价值的潮差，可以考虑此种方法开发潮汐能。

1957年我国在山东建成了第一座潮汐发电站。1978年8月1日山东乳山县白沙口潮汐电站开始发电，年发电量230万千瓦时。1980年8月4日我国第一座“单库双向”式潮汐电站──江厦潮汐试验电站正式发电，装机容量为3000千瓦，年平均发电1070万千瓦时，其规模仅次于法国朗斯潮汐电站（装机容量为24万千瓦，年发电5．4亿千瓦时），是当时世界第二大潮汐发电站。

各国潮汐能开发实例

(1)俄罗斯。俄罗斯现实的潮汐能总蕴藏量为每年几千亿kW·h，位于西伯利亚东北部的鄂霍次克海(Okhotsk Sea)的潮汐潜能最大，可实现向中国和日本供电。关于沿北方海岸线利用潮汐能的可能性还没有进行充分的研究，但对于莫斯科以北1 000km的梅津(Mean)湾的一个具有吸引力的潮汐电站的站址已进行了详细的研究，并用将来可能采用的机组进行了试验。在梅津湾站址，一个装有容量为8 GW的正交式直流机组的电站，其年供电量可以超过350亿kW·h。水库面积为2 000 km2，建设堤防长度需达80 km，平均潮差接近5．5 m。通过在近岸陆地或离岸建筑一座高水库，利用抽水电能，在未来某一阶段会很有意义，并可减少向莫斯科或者圣彼德堡输电线路的费用。

2)法国。法国潮汐能的理论蕴藏量每年超过l万亿kW·h。成本合算的年供电量为1 000亿kW·h，相当于法国电力需求的1／5。‘位于乔瑟(Chausy)岛的潮汐电站的地理位置可能是最好的，这里拥有l 200 km2的水库，潮差为7．5 nl，55 km长的堤防，以及理想的地基和海水深度。采用正交式机组，总装机容量为12—15 GW，年均供电能力可达500亿kW·h(相当于全部现有的法国水电站供电量，或风电计划量)。

该座巨型电站位于旅游胜地，由于堤防离海岸线25 km，因此从现有的海滩可能很难看到它，采用单一水库双向运行可保持库内水位和潮流量接近天然状态。利用建于潮汐水库北部的高水库，通过配置抽水装置可实施蓄能。

另一座位于迪耶普(Dieepe)和布洛涅(Bou·logne)之间的潮汐电站，水库面积为1500 km2，潮差为6．5 Ill，年供电量可超过400亿kW·h。

(3)英国。在英国，关于潮汐电站的大多数研究工作是在河口内完成的(主要是在赛文(Severn)河口)，试验研究以灯泡贯流式机组从单一的高水库向外海单向运行的概念为基础。沿着海岸线布置其他大型电站大概也是可行的。对于所有项目而言，采用正交式机组双向运行，可以降低造价和维持天然水位及流量。在赛文(Severn)河13，要得到年供电量大于300亿kW·h的潮汐能，有许多方案好像都是可行的。沿着赛文河IEI的北岸配置蓄能设施进行蓄能似乎也是可行的。英国过去对风电实施了蓄能。沿着泽西岛(Jersey)东海岸线布置一个成本合算的、年供电量为几十亿kW·h的潮汐电站似乎是可行的。

(4)印度。印度有3处适合建设潮汐电站的站址。对艾哈迈德阿巴德(Ahmadabad)南面100 km的卡尔帕萨(Kalpasar)海域开展研究工作已有10多年，在这里有一块面积为700 km2，潮差为6．5m的感潮域可用于建设潮汐电站，可安装正交式水轮机和修建较短的堤防，按DESS方案运行。该电站每年可提供200亿kW·h电能，但是设计相对复杂，主要是因为潮汐水库必须与一片淡水水库相联。卡奇(Kutch)沼泽地是比较有开发价值的，这片区域可安装大型的太阳能电站，沿着卡奇海湾，可通过建设抽水蓄能电站来完成电能存储。在孟加拉，可建设一些大型工程利用潮汐和波浪来发电，对于受台风或全球海平面上升影响的一些大型居住区，这些工程会在防洪中起到重要作用。

(5)加拿大。在加拿大，最适合建设潮汐电站的是芬迪(Fundy)湾，对于该区域是否适合作为潮汐电站站址的研究已有很长一段时间。该区域潮差比较高，堤防无需太长。这里有两座可能的水库，采用灯泡贯流式机组的VHALS方案是可行的。但是采用正交式水轮机的DESS方案，并配合抽水蓄能电站一起使用，造价会更低廉，并能保持天然水位和流量状态。该工程年供电量可达1 000亿kW·h，可向加拿大本国和美国东北部供电。一些初步考虑的电厂可建在两座水库之间。在赫德森(Hudson)海湾和温哥华(Vancouver)北部存在大力发展潮汐电站的可能性。

(6)中国。在中国，成本合算的潮汐能蕴藏量每年超过l 000亿kW·h，许多适合建设潮汐电站的海湾均坐落于上海的南部。沿着平坦的海岸到上海北部，修建距海岸线15 km的堤防，用来围成潮汐水库，可以防止那些可能受不断上升的海平面影响的近海平坦地区被淹，同时也可以减轻淮河下游洪水的影响。

(7)韩国。韩国一直积极致力于潮汐电站的开发利用，如西赫瓦项目。但是总的来说，韩国开发潮汐电站的潜力不大。

(8)拉丁美洲。在拉丁美洲建设潮汐电站的可能性很高，比如墨西哥(加利福尼亚海湾)、智利、阿根廷。其中阿根廷有一些适合建设大型潮汐电站的场地。

(9)澳大利亚。在澳大利亚，有很多地方可以建设潮汐电站。位于东部的潮汐电站，发电量可供本国使用，西北部的潮汐电站可在爪哇岛建造，并供电于爪哇岛。窗口的任何东西。为了优化鱼类下行的通道，在设计科斯泰姆鱼类下行通道时，设置了长20一30 cm的窗口，排水管道直径为400 cm。窗口可布置与装设在不同的高程上。拦污栅的支持翼可使流向下游的生态水流受益。科斯泰姆鱼类下行通道包括一套二级永久操作装置。在2个水轮机室之间的墩中，埋设了直径为800 mm的管子，在水轮机进水口的两侧，提供了6m2的开口。在该管道的进水口和尾水管之间的连接处，采用了一个带自由溢流的固定堰，以便将水向下游转送。转送到该管道的水量基于正常的水力计算。数字设计不仅有助于优化水轮机设计，而且还可以形成平滑的转轮轮廓和水流条件。为使发电站成为生态友好型电站，在科斯泰姆电站安装的卧式3叶片转桨式转轮和94 r／min的低转速，