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潮汐能是一種什麼能源?是怎樣產生的?

一、潮汐發電簡介

根據《HY/T 045-1999 海洋能源術語》對潮汐發電的定義, 潮汐發電是水力發電的一種, 是利用沿海潮汐蘊藏的‘水能”(潮汐能)轉化為電能。 須在海灣或河口築堤壩、建閘而成納潮水庫。 漲、落潮時潮水通過水輪機進、出水庫, 帶動發電機組發電。 水庫內外水面高度差是發電所需的水頭。

潮汐能是指潮波的勢能和動能的總稱, 是一種可再生能源, 是水能的一種。 潮汐發電是對潮波勢能差的利用, 是指利用高、低潮位之間的落差推動水輪機旋轉, 帶動發電機發電。

二、潮汐發電原理

潮汐發電與普通水利發電原理類似,

通過出水庫, 在漲潮時將海水儲存在水庫內, 以勢能的形式保存, 然後, 在落潮時放出海水, 利用高、低潮位之間的落差, 推動水輪機旋轉, 帶動發電機發電。 差別在於海水與河水不同, 蓄積的海水落差不大, 但流量較大, 並且呈間歇性, 從而潮汐發電的水輪機結構要適合低水頭、大流量的特點。

潮水的流動與河水的流動不同, 它是不斷變換方向的, 潮汐發電有以下三種形式:

1、單池單向發電:

單庫單向在漲潮時將儲水庫閘門打開, 向水庫充水, 平潮時關閘;落潮後, 待儲水庫與外海有一定水位差時開閘, 驅動水輪發電機組發電。 這種方案的優點是設備結構簡單, 投資少;缺點是潮汛能利用率低, 發電不連續。

2、單池雙向發電

單庫雙向型, 利用兩套閥門控制兩條向水輪機引水的管道。 在漲潮和落潮時, 海水分別從各自的引水管道進入水輪機, 使水輪機旋轉帶動發電機, 這種方案適應天然潮汐過程, 潮汐能利用率高, 但投資大。

3、雙池雙向發電

採用兩個水力相聯的水庫。 漲潮時, 向高儲水庫充水;落潮時, 由低儲水庫排水, 利用兩水庫間的水位差, 使水輪發電機組連續單向旋轉發電。 該方案可實現連續發電, 但是要建兩個水庫, 投資大且工作水頭低。

三、潮汐發電特點

潮汐發電的優點

1、能源清潔可靠, 可以經久不息地利用, 且不受氣候條件的影響。

2、雖然有週期性間歇, 但有準確規律, 可用電子電腦預報, 並有計劃納入電網運行。

3、一般離用電中心近,

不必遠距離送電。

4、潮汐電站興建後的最高庫水位總是低於建站前最高潮水位, 因此潮汐電站庫區不但不淹沒土地, 還可以促淤圍墾, 發展水產養殖。

5、潮汐電站的主要部分建在水下, 不污染環境, 而且還美化環境, 提高旅遊效益。

潮汐發電的缺點

1、潮差和水頭在一日內經常變化, 在無特殊調節措施時, 出力有間歇性, 給用戶帶來不便。 但可按潮汐預報提前制定運行計畫, 與大電網並網運行, 以克服其間歇性。

2、潮汐存在半月變化, 潮差可相差二倍, 故保證出力、裝機的年利用小時數也低。

3、潮汐電站建在港灣海口, 通常水深壩長, 施工、地基處理及防淤等問題較困難。 故土建和機電 投資大, 造價較高。

4、潮汐電站是低水頭、大流量的發電形式。

漲落潮水流方向相反, 敵水輪機體積大, 耗鋼量多, 進出水建築物結構複雜。 而且因浸泡在海水中, 海水、海生物對金屬結構物和海工建築物有腐蝕和沾汙作用, 放需作特殊的防腐和防海生物粘附處理。

5、潮汐變化週期為太陰日(24h50min), 月迴圈約為14天多, 每天高潮落後約50min, 故與按太 陽日給出之日需電負荷圖配合較差。

潮汐發電雖然存在很多不足, 但隨著現代技術水準的不斷提高, 不足將逐漸得到改善。 海洋占地球面積的71%, 蘊含著巨大的海洋能源, 在諸多形式的海洋能中, 海洋潮汐能含量巨大, 是目前最具有開發潛力的新能源之一, 而我國作為一個能源消耗大國, 一直在尋求可替代性新能源, 潮汐能也將成為一種新能源造福人類。

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