潮汐能完整版本

工学院段明2018320581TidalEnergy潮汐能潮汐和潮汐能潮汐发电站潮汐发电的原理潮汐发电的发展与展望1目录CONTENTS234潮汐和潮汐能PARTONE

潮汐的成因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”。习惯上把海面垂直方向的涨落成为潮汐，而海水在水平方向的周期性流动成为潮流。潮汐是由于太阳和月球对地球各处引力的不同所引起的海水有规律的、周期性的涨落现象。太阳和月球引起的海水上涨，分别称为太阳潮和太阴潮。

潮汐的成因

潮汐能的利用潮汐能的大小与潮差有关，即最高潮位和最低潮位的差值，通俗来讲就是海水振动的振幅，振幅越大，能量也就越大。潮差受很多因素的影响，比如引潮力的大小、地形等的影响。潮汐能的主要利用方式就是潮汐发电，需满足三个条件：①潮差必须大，至少要有几米；②海岸地形必须能储存大量的海水；③必须地基稳定，地震烈度要小等所以潮汐发电站一般都建立在海湾入口或河口，世界上海岸线虽然很长，但是适宜开发潮汐能的站址却不是很多。目前，全球适合开发潮汐电站的20多处地点都有研究在进行中，包括：加拿大芬地湾、美国库克湾、法国朗斯河口、英国塞文河口、阿根廷圣约瑟湾、中国的乐清湾、韩国仁川湾等地。潮汐发电的原理PARTTWO

潮汐发电

潮汐发电（位能）的原理涨潮和落潮时，潮汐(位能)发电的原理如下图所示：原理与普通水利发电相似，差别在于蓄积的海水落差不大，并且呈间歇性，但流量大，所以潮汐发电的水轮机要适合低水头、大流量的特点。

潮汐发电的原理电站的可能装机容量，理论上可根据潮汐势能大小计算。潮差/m可供发电最大功率/Kw潮差/m可供发电最大功率/kW31800798004320081280055000916200672001020000平均潮差(m)水库平均面积(km2)例如，半日潮的潮汐电站装机容量P(kW)，可用公式计算：面积为1km2的水库、落差为3～10米时的最大发电功率

潮汐发电的原理建潮汐电站时，年发电量F(kWh)可利用下面公式进行计算：单向发电：0.40双向发电：0.55可用这个公式估算潮汐能蕴藏量和潮汐电站的年发电量。

潮流发电的原理桨叶式潮流发电机“SeaGen”转轮的叶片与风力机类似，由于水的密度约为空气的800多倍，相同功率下的叶片面积与长度可大大缩小，不过潮汐水流速一般没有风速快。潮汐发电站PARTTHREE

潮汐发电站结构潮汐能发电站是由几个单项工程综合而成的建设工程，主要由拦水堤坝、水闸和发电厂（水轮发电机组、输配电设备、起吊设备、中央控制室和下层的水流通道及阀门）三部分组成。有通航要求的潮汐能发电站还应设置船闸。

潮汐发电站类型单库单向发电站

潮汐发电站类型单库双向发电站

潮汐发电站类型双库连续发电站

潮汐发电站类型单库单向每昼夜发电两次，停电两次，平均每天发电9-12h机组结构简单，发电水头较大，效率较高我国多数小型潮汐电站采用，浙江岳浦潮汐电站、山东白沙口潮汐电站单库双向每昼夜发电4次，停电4次，平均每天发电16h机组结构复杂，发电水头较小，单位功率造价较高适用于大中型潮汐电站，浙江温岭江厦潮汐电站、江苏太仓浏河潮汐电站双库可以实现连续不断的发电由于把海湾或河口分隔成两个水库，发电利用的水量约减少了一半电站的单位造价较高，在经济上不太合算，实际应用不多

水轮发电机组类型立轴定桨式水轮发电机组轴流式水轮机适用于较低水头、较大流量的水利资源。轴流转桨式水轮机效率较高，目前最高效率有的已超过94％，使用水头范围3m至88m，功率达到20万kW。

水轮发电机组类型轴伸贯流式水轮发电机组轴伸贯流式水轮发电机组采用卧式布置，也有倾斜安装的，其结构简单，造价与工程投资少，但效率较低，在低水头小水电站中应用较广，其中水平卧式用得最多。由于低转速发电机体积大、价格贵，小型贯流式水轮发电机组多采用齿轮增速后带动高速发电机的形式。

水轮发电机组类型竖井贯流式水轮发电机组竖井贯流式水轮机组结构简单、造价低廉、运行和维护方便，但效率较低，在低水头小水电站中应用较广。

水轮发电机组类型灯泡贯流式水轮发电机组灯泡贯流式水轮机组的发电机密封安装在水轮机上游侧一个灯泡型的金属壳体中，发电机水平方向安装，发动机主轴直接连接水轮机转轮。灯泡贯流式水轮机组结构紧凑、稳定性好、效率较高，适用于低水头大中型水电站。

水轮发电机组总结

目前中高水头水电资源开发殆尽，可开发的水电资源多为低水头，贯流式水轮机适合低水头应用，而且效率高投资低，近年来发展较快，而且功率也越来越大。目前我国最大的灯泡贯流式水轮机组是2009年投产的桥巩水电站，单机容量达5.7万KW；我国帮巴西制造的世界上最大的灯泡贯流式水轮机组达7.5万KW；在国外世界上最大的竖井贯流式水轮机组单机容量已达2.5万KW。潮汐发电的发展与展望PARTFOUR20202000198019601966年法国郎斯电站（240MW，单库双向）：第一座具有商业实用价值的潮汐电站2011年韩国始华湖电站（254MW，单库单向）：目前世界上最大的潮汐发电站1984年加拿大安纳波利斯电站（20MW，单库单向）

潮汐电站发展历史1980年江厦潮汐试验电站（4.1MW，单库双向）2014年英国MeyGen项目（未完工）：2016年刷新单月潮汐发电纪录达700MWh

全球主要潮汐电站分布法国朗斯电站韩国始华湖电站加拿大安纳波利斯电站江夏潮汐试验电站英国MeyGen项目前苏联基斯拉雅电站

潮汐发电的展望世界潮汐能的理论蕴藏量估计为4000GW，与可利用的水电蕴藏量相当。当前研究的139座沿海潮汐电站的总装机容量估计为810GW，可能发电量为2000TW·h。潮汐传统拦坝式电站向更大装机规模发展。在资源条件一定的前提下，只有更大的电站装机规模才会产生更好的经济效益。法国、加拿大、俄罗斯等国都启动了更大装机规模的潮汐电站建设研究。环境友好型潮汐能技术成为新的研究方向。国际上，潮汐潟湖发电、动态潮汐能、海湾内外相位差发电等环境友好型潮汐能利用技术已成为国际潮汐能技术新的研究方向。

我国潮汐发电的现状尽管我国正在倡导利用新能源发电，但总体看我国潮汐能发电的技术、政策、动力等多方面都显不足。1958