潮汐能发电在福建电网的应用前景
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《 湖南水利水 电） ２ ｏ １ ３ 年第 ６ 期
【 摘 要】 福建省地处我 国东南沿海， 蕴含 着丰富的海洋能资源， 潮汐能作 为海洋能 中的一部
分， 是一种洁净无污染、 蕴藏量丰 富的可再生新能源。文章介绍 了潮汐发电的原理及 国内外研
究及 发 展 现状 ， 结合 福 建 电 网未 来的发 展 ， 指 出潮 汐发 电在 福 建 电网 中的应 用前 景 。
表 １ 潮 汐能 与 其 它 可 再 生 能源 比较
构， 还无 需 淹地 移 民 ， 是一 种颇有 开发 价值 的可再 生
能源 。福建 省地 处我 国东 南沿 海 ， 海 岸线 总长 ６ １ ２ ８ ｋ ｍ， 其 中大 陆海 岸 线 ３ ３ ２ ４ ｋ ｍ。可开 发 的潮 汐 能 电
流速（ ｍ ／ ｓ ） 。
分为 以下 几种 ： 立轴 定桨 式水 轮发 电机 组 、 轴 伸贯 流
式水 轮发 电机 组 、 竖 井贯 流 式水 轮发 电机组 、 灯泡 贯 流式 水轮 发 电机组 、 全贯 流 式水轮 发 电机组 、 正交 流 水轮 机 、 双击 式水 轮机 和水 车 。 其 中灯 泡贯 流式水 轮
ｐ ——流量（ ｍ￣ ／ ｓ ） ； 日—— 水 头 （ ｍ） 。
图 １ 双 向运 行 潮 汐 电 站 Ｔ 作 原理 图
时ｆ ． － Ｉ
利 用潮 流 能发 电 的功率 Ｐ （ ｋ Ｗ） 可用下 式表 达 ：
Ｐ －ｌ ＝ ／ ２ ￣ Ｔ Ｓ Ｖ
涨 潮 和退 潮 ２个 流 向都发 电。双 向发 电方式 的最 大
一
效率 较高 、 体 积较 小及 厂房 空间较 小 等优点 ， 适合 用
和在 建 的潮汐 电站机组 多采 用灯 泡贯 流式 机 。
１ ． ３ 潮流 能发 电
海 大坝里 ， 潮 汐 电站可 以是单水 库 或双 水库 ， 发 电方 作低 水 头 的大 中型潮汐 电站机组 ， 目前世 界上 运行 式采 用单 向发 电或双 向发 电。 单水 库 潮汐 电站 只筑 一道 堤 坝和一 个 水库 。老
的垂直 升 降和海水 周期 性 的水平 流动 。垂直 升 降部 的特 点 。 利用 潮流 能发 电不 同于潮 差能 ， 它是一 种 开 分 为潮 汐 的位 能 ， 被 称 为潮 差 （ ｔ ｉ ｄ ａ ｌ ｒ ａ ｎ ｇ ｅ ） 能， 水平 放式 的海 洋能量 捕 获装置 ， 不需 要搭 建大 坝 ， 也 无需
７ ６
韩
晔， ， 潮汐能发 电在福建 电网的应用前景
发 电机组 的叶轮 转速 较 低 ，因此 对周 围 的生 态环 境 影 响 比较小 ， 各 种海 洋生 物仍 可 以在 叶轮 附 近游动 ， 同时它 不会 产生 大 的噪 声 ， 不 影 响人们 的视觉 环境 ， 因此可 以保 持 良好 的地 域生 态 环境 。 利用潮差能发 电的功率 Ｐ （ ｋ Ｗ） 可用下式表达 ： Ｐ － ＝ ９ ． ８ ｒ ｌ Ｑ Ｈ 式中 叼 — — 综合 变换 效 率 ；
的涨 、 落产 生 的水位 差所具 有 的势能 来发 电 。 由于 蓄 潮汐 是海水 在 天体 （ 主要 是月球 和太 阳） 的引潮 积 的海 水流 量 较大 ， 但 落 差不 大 ， 并 且 呈 问歇 性 ， 因 力作 用下 所产 生 的周期性 运 动 ，它 包括 海面 周期性 此潮 汐 发 电 的水轮 机 的结 构 要适 合 低 水头 、 大 流量
Hale Waihona Puke 【 关键词 】 福建 电网 海洋能 潮 汐发 电 应用前景
‘
潮汐 能 和风 能 、 太 阳能 一 样 ， 是 一种 清 洁 、 无 污 能 同样具 有不 可替代 的优 点 。见表 １ 。
染、 取 之不 尽 、 用 之不 竭 的能源 ， 利 用 它发 电 ， 既 可 以
减少 环境 污染 ，又可 以节 约常规 能源 ，改 善能源 结
优点 是充 分利 用潮 汐能 量 ，缺点 是造 价高及 可靠 性
式中 叼 — — 综 合变换 效 率 ；
Ｓ — — 截面 积 （ ｍ ） ；
— —
低。 单 向发 电具 有 可靠 性高 的优 点 ， 但 是水 能利用 率
要低 于 双 向发 电［ ２ １ 。潮 汐发 电用 水 轮发 电机组 大 致
站 ２ ８ ０ ｋ Ｗ 以上 的共有 ７ ９座 ，总 装机 容 量 为 １ ０ ３ ３
万ｋ Ｗ， 居全 国第 一 ， 装 机 容量 和 年 发 电量 分 别 占全
国可开 发 资源 的 ４ ７ ． ８ ％和 ４ ５ ． ９ ％。 因此大 力 发展 潮
汐 发 电 对 于 福 建 省 的 能 源 发 展 具 有 很 高 的 战 略
１ ． ２ 潮 汐 电 站
建立 潮 汐 发 电站必 须 具 备 两个 条 件 ： 首先 潮 汐 的 幅度必 须 大 ， 至 少要 有几 米 ； 第二 海岸 地形 必须 能 条 大坝 ， 以形成 天然 水库 ， 水 轮发 电机 组 就装在 拦
储 蓄大量 海水 ， 并 可进 行 土建工 程 。 在河 口或海 湾筑 发 电机 组 具有 流 道顺 直 、 水 头 损 失小 、 单位 流 量 大 、
流动 部 分 为 潮汐 的动 能 ， 被称为潮流（ ｔ ｉ ｄ ａ ｌ ｓ ｔ ｒ ｅ ａ ｍ） 巨额 的前 期投 资 ， 建 设周期 很短 。 其 工作 原理是 将设 能Ⅲ 。在 海洋 各种 能源 中 ， 潮 汐能 的开 发利用 最 为现 备 安装在 水下 ，直 接利用 潮水 涨落 时水 流 冲击 叶轮 实、 最 为简 便 ， 与其 他形 式 的 可再 生 能源 相 比 ， 潮 汐 等 机械装 置 进行发 电 ， 工 作时 如 同水 下风 车一 般 。 其
意义 。
对于潮 汐能 中两 种不 同形式 的能 量 ，采取 不 同 形式 的发 电系统 ， 形成 两种 不 同的发 电形式 。 通 过筑
１ 潮汐发 电概 述
１ ． １ 潮 汐发 电原理
坝截 流建 立潮 汐发 电站 ， 可 以有 效地 利用潮 差能 ， 工
作原 理与 常规 水力 发 电的原理类 似 ，它是 利用 潮水
【 摘 要】 福建省地处我 国东南沿海， 蕴含 着丰富的海洋能资源， 潮汐能作 为海洋能 中的一部
分， 是一种洁净无污染、 蕴藏量丰 富的可再生新能源。文章介绍 了潮汐发电的原理及 国内外研
究及 发 展 现状 ， 结合 福 建 电 网未 来的发 展 ， 指 出潮 汐发 电在 福 建 电网 中的应 用前 景 。
表 １ 潮 汐能 与 其 它 可 再 生 能源 比较
构， 还无 需 淹地 移 民 ， 是一 种颇有 开发 价值 的可再 生
能源 。福建 省地 处我 国东 南沿 海 ， 海 岸线 总长 ６ １ ２ ８ ｋ ｍ， 其 中大 陆海 岸 线 ３ ３ ２ ４ ｋ ｍ。可开 发 的潮 汐 能 电
流速（ ｍ ／ ｓ ） 。
分为 以下 几种 ： 立轴 定桨 式水 轮发 电机 组 、 轴 伸贯 流
式水 轮发 电机 组 、 竖 井贯 流 式水 轮发 电机组 、 灯泡 贯 流式 水轮 发 电机组 、 全贯 流 式水轮 发 电机组 、 正交 流 水轮 机 、 双击 式水 轮机 和水 车 。 其 中灯 泡贯 流式水 轮
ｐ ——流量（ ｍ￣ ／ ｓ ） ； 日—— 水 头 （ ｍ） 。
图 １ 双 向运 行 潮 汐 电 站 Ｔ 作 原理 图
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利 用潮 流 能发 电 的功率 Ｐ （ ｋ Ｗ） 可用下 式表 达 ：
Ｐ －ｌ ＝ ／ ２ ￣ Ｔ Ｓ Ｖ
涨 潮 和退 潮 ２个 流 向都发 电。双 向发 电方式 的最 大
一
效率 较高 、 体 积较 小及 厂房 空间较 小 等优点 ， 适合 用
和在 建 的潮汐 电站机组 多采 用灯 泡贯 流式 机 。
１ ． ３ 潮流 能发 电
海 大坝里 ， 潮 汐 电站可 以是单水 库 或双 水库 ， 发 电方 作低 水 头 的大 中型潮汐 电站机组 ， 目前世 界上 运行 式采 用单 向发 电或双 向发 电。 单水 库 潮汐 电站 只筑 一道 堤 坝和一 个 水库 。老
的垂直 升 降和海水 周期 性 的水平 流动 。垂直 升 降部 的特 点 。 利用 潮流 能发 电不 同于潮 差能 ， 它是一 种 开 分 为潮 汐 的位 能 ， 被 称 为潮 差 （ ｔ ｉ ｄ ａ ｌ ｒ ａ ｎ ｇ ｅ ） 能， 水平 放式 的海 洋能量 捕 获装置 ， 不需 要搭 建大 坝 ， 也 无需
７ ６
韩
晔， ， 潮汐能发 电在福建 电网的应用前景
发 电机组 的叶轮 转速 较 低 ，因此 对周 围 的生 态环 境 影 响 比较小 ， 各 种海 洋生 物仍 可 以在 叶轮 附 近游动 ， 同时它 不会 产生 大 的噪 声 ， 不 影 响人们 的视觉 环境 ， 因此可 以保 持 良好 的地 域生 态 环境 。 利用潮差能发 电的功率 Ｐ （ ｋ Ｗ） 可用下式表达 ： Ｐ － ＝ ９ ． ８ ｒ ｌ Ｑ Ｈ 式中 叼 — — 综合 变换 效 率 ；
的涨 、 落产 生 的水位 差所具 有 的势能 来发 电 。 由于 蓄 潮汐 是海水 在 天体 （ 主要 是月球 和太 阳） 的引潮 积 的海 水流 量 较大 ， 但 落 差不 大 ， 并 且 呈 问歇 性 ， 因 力作 用下 所产 生 的周期性 运 动 ，它 包括 海面 周期性 此潮 汐 发 电 的水轮 机 的结 构 要适 合 低 水头 、 大 流量
Hale Waihona Puke 【 关键词 】 福建 电网 海洋能 潮 汐发 电 应用前景
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潮汐 能 和风 能 、 太 阳能 一 样 ， 是 一种 清 洁 、 无 污 能 同样具 有不 可替代 的优 点 。见表 １ 。
染、 取 之不 尽 、 用 之不 竭 的能源 ， 利 用 它发 电 ， 既 可 以
减少 环境 污染 ，又可 以节 约常规 能源 ，改 善能源 结
优点 是充 分利 用潮 汐能 量 ，缺点 是造 价高及 可靠 性
式中 叼 — — 综 合变换 效 率 ；
Ｓ — — 截面 积 （ ｍ ） ；
— —
低。 单 向发 电具 有 可靠 性高 的优 点 ， 但 是水 能利用 率
要低 于 双 向发 电［ ２ １ 。潮 汐发 电用 水 轮发 电机组 大 致
站 ２ ８ ０ ｋ Ｗ 以上 的共有 ７ ９座 ，总 装机 容 量 为 １ ０ ３ ３
万ｋ Ｗ， 居全 国第 一 ， 装 机 容量 和 年 发 电量 分 别 占全
国可开 发 资源 的 ４ ７ ． ８ ％和 ４ ５ ． ９ ％。 因此大 力 发展 潮
汐 发 电 对 于 福 建 省 的 能 源 发 展 具 有 很 高 的 战 略
１ ． ２ 潮 汐 电 站
建立 潮 汐 发 电站必 须 具 备 两个 条 件 ： 首先 潮 汐 的 幅度必 须 大 ， 至 少要 有几 米 ； 第二 海岸 地形 必须 能 条 大坝 ， 以形成 天然 水库 ， 水 轮发 电机 组 就装在 拦
储 蓄大量 海水 ， 并 可进 行 土建工 程 。 在河 口或海 湾筑 发 电机 组 具有 流 道顺 直 、 水 头 损 失小 、 单位 流 量 大 、
流动 部 分 为 潮汐 的动 能 ， 被称为潮流（ ｔ ｉ ｄ ａ ｌ ｓ ｔ ｒ ｅ ａ ｍ） 巨额 的前 期投 资 ， 建 设周期 很短 。 其 工作 原理是 将设 能Ⅲ 。在 海洋 各种 能源 中 ， 潮 汐能 的开 发利用 最 为现 备 安装在 水下 ，直 接利用 潮水 涨落 时水 流 冲击 叶轮 实、 最 为简 便 ， 与其 他形 式 的 可再 生 能源 相 比 ， 潮 汐 等 机械装 置 进行发 电 ， 工 作时 如 同水 下风 车一 般 。 其
意义 。
对于潮 汐能 中两 种不 同形式 的能 量 ，采取 不 同 形式 的发 电系统 ， 形成 两种 不 同的发 电形式 。 通 过筑
１ 潮汐发 电概 述
１ ． １ 潮 汐发 电原理
坝截 流建 立潮 汐发 电站 ， 可 以有 效地 利用潮 差能 ， 工
作原 理与 常规 水力 发 电的原理类 似 ，它是 利用 潮水