新能源发电技术 第2版 课件 07潮汐能

第7讲潮汐能发电§7.1潮汐与潮汐能人类很早就注意到了海水周期性的涨落现象。

我国古人把白天的海水涨落叫做“潮”，夜间的海水涨落叫做“汐”，合起来称为“潮汐”。§7.1.1潮汐的概念和形成原理

§7.1.2潮汐的描述和分类用于描述潮汐的各个要素如图所示。海面的一涨一落两个过程为一个潮汐循环。相邻的两次高潮（或低潮）间隔的平均时间，称为潮汐的平均周期。按照一个太阴日（24h50min）里有几个涨落周期，潮汐可分为半日潮、全日潮和混合潮三种类型。§7.1.3潮汐能资源及其分布潮汐现象在垂直方向上表现为潮位的升降，

在水平方向上表现为潮流的进退。海水涨落及潮水流动所产生的动能和势能称为潮汐能。很多时候，将潮水流动所具有的动能称为潮流能，而潮汐能特指海水涨落形成的势能。§7.1.3.1

世界潮汐能资源联合国教科文组织的数据，全世界潮汐能的理论蕴藏量约为30亿千瓦（3×109kW）。估计技术上允许利用的约1亿千瓦。有专家估计，其中可以开发的电量为2200亿千瓦时。据中国商业情报网的预测研究报告，世界海洋潮汐能蕴藏量约为27亿千瓦（2.7×109kW），若全部转换成电能，每年发电量大约为1.2万亿度（1.2×1012kWh）。潮汐能大小直接与潮差有关，潮差越大，能量也就越大。实践证明，平均潮差≥3m才有经济效益，否则难于实用化。§7.1.3.1

世界潮汐能资源

§7.1.3.2

我国的潮汐能资源根据908专项任务“我国近海可再生能源调查与研究”中的一部分研究表明，我国近海潮汐能资源技术可开发装机容量大于500kW的坝址（韩家新，2014）共171个，总技术装机容量为2282.91×104kW，年发电量约626.41×108kW·h。其中，大部分潮汐能资源主要集中在浙江和福建两省，其潮汐能技术可开发装机容量为2067.34×104kW，年发电量为568.48×108kW·h，分别占全国可开发量的90.5%和90.73%。据《区划》对中国沿岸130个水道计算统计，中国沿岸潮流能理论平均功率为1395×104kW。中国各主要河流的河口潮汐能资源理论蕴藏量参见教材表7-1中国沿岸潮流能分布参加教材表7-2中国各主要河流的河口潮汐能资源理论蕴藏量参见教材7-3§7.2潮汐发电的特点§7.2.1潮汐发电的优点潮汐发电有很多优点，主要包括：（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。§7.2.2潮汐发电的不足作为新兴的电力能源，潮汐发电目前也存在一些不足。（1）发电出力有间歇性。（2）水头低，发电效率不高。（3）工程复杂，建设投资大。（4）关于泥沙淤积问题的疑虑。（5）对生物多样性的影响。§7.2潮汐发电的特点§7.3

潮汐发电原理和电站构成和内陆河川的水力发电相比，潮汐能的能量密度很低，相当于微水头发电的水平。世界上平均潮差（是多次潮差的平均值，不是各地潮差的平均值）的较大值约为13～15m。§7.3.1潮汐发电的原理

§7.3.1.1

潮汐发电的方式潮汐发电各种名称的关系，如图所示。涨潮和落潮时，潮汐发电的原理如图所示。§7.3.1.2

潮汐电站的装机容量和发电量电站的可能装机容量，理论上可根据潮汐势能大小计算。式中H——平均潮差（m）；

S——水库平均面积（km2）。P=200H2S（千瓦）建潮汐电站时，年发电量可利用下面公式进行计算：式中F——年度发电量(kW·h)；

a——单向发电时取0.40，双向发电时取0.55；

H——平均潮差（m）；

S——平均水库面积（km2）可用这个公式估算潮汐能蕴藏量和潮汐电站的年发电量。F=aH2

S×106

§7.3.2潮汐电站的结构潮汐电站的选址：潮汐电站可建在三角洲、河口、海滩或其它的受潮汐影响的海水伸展地带，最好选在“口小肚大”的海湾上，这样只要修建一个短短的大坝，就可以围住很多海水，成为一个大水库。潮汐电站的构成：潮汐能电站是综合的建设工程，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电站还应设置船闸。§7.4潮汐电站的类型（1）单库单向潮汐电站图7.7单库单向式潮汐电站的布置（2）单库双向潮汐电站图7.8单库双向式潮汐能发电站的布置§7.4潮汐电站的类型（3）双库连续发电潮汐电站图7.9双库单向式潮汐能发电站的布置§7.4潮汐电站的类型§7.5潮汐发电的发展与现状潮汐发电研究已有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。直到1960s，潮汐发电才在世界范围内有了较快发展。§7.5.1世界潮汐发电的发展§7.5.2我国潮汐发电的发展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。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。我国长期发电运行的6座潮汐电站参见教材表7-5