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潮汐能发电技术的前景与挑战潮汐能发电是一种利用潮汐运动转化为电能的可再生能源技术。
随着全球对能源可持续发展的追求以及对减少对环境的影响的需求，潮汐能发电作为一种环保、高效的能源形式备受瞩目。
本文将探讨潮汐能发电技术的前景并分析其面临的挑战。
1. 潮汐能发电技术的前景潮汐能发电技术可以追溯到古代，但直到近年来才被广泛认可并开始大规模应用。
与传统能源相比，潮汐能具有以下优势：1.1 可再生性潮汐能是一种可再生能源，取之不竭，源源不断。
这使得潮汐能发电具有良好的远景，能够减少对有限资源的依赖，实现能源的可持续利用。
1.2 环保和零排放潮汐能发电不会产生温室气体排放，对气候变化不会产生不良影响。
它不需要燃烧燃料，减少了空气和水污染的风险。
1.3 稳定性和可预测性与太阳能和风能相比，潮汐能发电更加稳定可靠，不受季节和天气的影响。
潮汐周期相对固定，因此预测潮汐能的发电情况相对容易。
1.4 高能效性潮汐能发电的转换效率较高，可以达到60%以上。
与其他可再生能源相比，潮汐能发电可以更高效地转化为电能。
2. 潮汐能发电技术面临的挑战尽管潮汐能发电技术具有巨大的前景，但仍然面临着一些挑战。
2.1 高建设和运维成本潮汐能发电设施的建设成本相对较高，包括建造海上涵闸、潮汐发电机组、输电线路等。
此外，设施的运维和维护也需要大量投入。
2.2 环境影响虽然潮汐能发电对环境的影响相对较小，但设施建设可能会对海洋生态系统产生一定的影响，如影响洄游鱼类和潮间带生物的迁徙和生存。
2.3 适用区域受限潮汐能发电技术需要在适合的地理条件下进行建设，主要集中在部分地区的潮汐丰富海岸线。
这限制了潮汐能发电技术的普及和全球应用。
2.4 能量储存问题潮汐能的不稳定性和波动性使得能量的储存成为一个难题。
当潮汐能产生过剩时，如何有效储存和利用这些多余的能量是一个值得研究的问题。
3. 解决潮汐能发电技术挑战的措施为了克服潮汐能发电技术面临的挑战，需要采取一系列措施。
2024年潮汐发电市场环境分析1. 市场概述潮汐发电是一种利用潮水运动产生能量的可再生能源技术，具有广阔的发展前景。
本文将对全球潮汐发电市场的环境进行分析，以了解市场现状和发展趋势。
2. 全球潮汐发电市场规模根据国际能源署的数据，截至2020年，全球潮汐发电装机容量达到XX MW。
潮汐发电已在许多国家和地区得到广泛应用，如英国、法国、加拿大和中国等。
目前，英国是全球最大的潮汐发电市场，占据了全球市场份额的X％。
3. 政策和法规环境政府政策和法规对于潮汐发电市场的发展具有重要影响。
许多国家和地区已出台了鼓励可再生能源发展的政策，例如给予潮汐发电项目补贴和税收优惠。
此外，一些国家还制定了独立的潮汐能源法规，以确保潮汐发电项目的顺利推进。
4. 技术进展潮汐发电技术在过去几年取得了显著进展。
高效的潮汐涡轮机和先进的发电设备能够更有效地转换潮汐能为电能。
此外，一些新兴技术如潮汐流速发电和浮动式潮汐发电等也在研发阶段。
5. 竞争态势全球潮汐发电市场具有潜力吸引众多企业参与竞争。
目前，市场上存在多家潮汐发电技术公司，如Tidal Power Company、Ocean Energy和OpenHydro等。
这些公司致力于研发和部署更先进的潮汐发电技术。
6. 市场机会与挑战潮汐发电市场面临着一些机会和挑战。
一方面，潮汐能丰富且可预测，具有较高的可持续性和稳定性，这为潮汐发电提供了巨大的市场潜力。
另一方面，潮汐发电技术仍面临着高成本、设备耐久性、环境影响等挑战。
7. 市场发展趋势未来几年，全球潮汐发电市场将呈现出以下发展趋势： - 技术进一步成熟：通过技术创新和成本降低，潮汐发电技术将更加成熟和可靠。
- 市场规模扩大：随着潮汐发电技术的进步和市场需求的增加，全球潮汐发电市场规模将继续扩大。
- 政策支持持续增加：各国政府将进一步加大对潮汐发电项目的支持力度，为市场发展创造良好的政策环境。
8. 总结潮汐发电市场具有巨大的潜力和发展机会，但也面临着一些挑战。
潮汐能发电技术的现状与发展趋势潮汐能作为可再生能源中的一种，具有巨大的发展潜力和优势，一直备受关注。
通过利用海洋潮汐涨落产生的动能，可以实现对电力的高效产出。
本报告对潮汐能发电技术的现状进行了分析，并提出了存在的问题以及对策建议，以期推动潮汐能发电技术的进一步发展。
一、潮汐能发电技术的现状分析1.概述潮汐能发电技术是指利用潮汐能源，通过海水潮汐的周期性变化，将潮汐动能转化为电能的过程。
常见的潮汐能发电技术包括水轮发电、潮汐槽发电、压力差发电和潮汐涡轮发电等。
目前，世界各国对潮汐能发电技术的研究和应用都在不断深入。
2.发展现状在英国、法国、加拿大、挪威等国家，潮汐能发电技术已经得到广泛应用。
其中，英国的斯旺西湾潮汐能发电项目是目前全球最大的潮汐能发电项目之一，有效利用了潮汐涨落的动能，为当地提供清洁能源。
另外，法国的布列塔尼地区也是潮汐能发电技术的重要实践区域，多家公司在该地区展开了潮汐能发电项目。
3.发展趋势随着清洁能源的重要性日益凸显，潮汐能发电技术具有较大的发展潜力。
未来，潮汐能发电技术将逐步实现规模化生产，并在海洋工程领域发挥重要作用。
随着技术的不断创新和成熟，潮汐能发电技术的成本将逐渐下降，从而更好地满足能源需求。
二、存在的问题1.技术成熟度不高当前，潮汐能发电技术的技术成熟度相对较低，存在一定的技术难点和挑战。
例如，对潮汐资源的准确评估、材料的耐候性、装备的长期稳定性等问题尚待解决。
2.成本较高潮汐能发电技术的建设和运维成本相对较高，给实际应用带来一定压力。
尤其是在初期投资高、回收周期长的情况下，很多国家和地区在采用潮汐能发电技术时面临经济上的挑战。
3.环境影响难以评估潮汐能发电技术的应用会产生一定程度的环境影响，包括改变海洋生物栖息地、影响海底地形等。
如何准确评估潮汐能发电技术对环境的影响，以及如何有效降低环境风险，也是当前亟需解决的问题。
三、对策建议1.加强技术研究与创新针对潮汐能发电技术存在的技术难点，应加强技术研究与创新，提高技术成熟度。
潮汐能发电的经济可行性与市场前景潮汐能作为一种可再生能源，近年来受到了越来越多的关注。
与传统的化石燃料相比，潮汐能具有高效、清洁、可持续等优势，在应对能源危机、减缓气候变化等方面具有重要意义。
本文将探讨潮汐能发电的经济可行性以及市场前景。
一、潮汐能发电的经济可行性1.1 技术成熟度：潮汐能发电技术经过多年的发展和实践，已经取得了显著的进展，相关设备和工艺成熟度较高。
目前已有多个国家在潮汐能发电领域进行了大规模的试点项目，验证了潮汐能发电的可行性。
1.2 能源潜力：世界上大部分地区都有潮汐现象，因此潮汐资源广泛分布，能源潜力巨大。
据统计，全球有超过150个地区适合开展潮汐能发电，总潮汐能资源储量可达8000亿千瓦时。
1.3 环境友好性：潮汐能发电不会产生二氧化碳等温室气体和污染物，对环境影响较小。
与传统的煤炭、石油等能源相比，潮汐能的环境友好性成为了其重要的优势之一。
1.4 盈利模式：潮汐能发电通常采用的是购电合同模式，海上风电装机容量开发标准电价来进行购电，由国家统筹调度，减少了经营风险，增加了投资者的收益。
二、潮汐能发电的市场前景2.1 国际市场：潮汐能发电在国际市场上呈现良好的前景。
欧洲、北美等地区是潮汐能发电的主要市场，这些地区拥有丰富的潮汐能资源、成熟的技术和政策支持，潮汐能发电在这些地区已经逐渐商业化。
2.2 国内市场：中国是世界上潮汐能资源最丰富的国家之一，具有巨大的潮汐能发电潜力。
随着国家鼓励可再生能源的发展，潮汐能发电在国内市场上也呈现出较好的前景。
目前，中国已经开展了一系列潮汐能发电试点项目，并且在产业政策、技术研发等方面给予了支持。
2.3 技术创新：随着技术的不断创新和成熟，潮汐能发电设备的成本不断下降，效率也在不断提高。
这将进一步推动潮汐能发电的市场前景，使其具备更大的竞争优势。
2.4 温室气体减排需求：全球温室气体减排成为了国际社会的共识，各国都在加大对清洁能源的投资力度。
海洋能发电技术的发展与应用前景近年来，随着能源需求的增加和可再生能源的重要性逐渐凸显，海洋能发电技术成为人们关注的焦点。
海洋能发电是指利用潮汐、波浪、海流、海洋温差等海洋能源来产生电能的技术。
本文旨在探讨海洋能发电技术的发展现状以及其应用前景。
一、潮汐能发电技术的发展与应用前景潮汐能是指利用潮汐的上升和下降来获得能量的一种海洋能发电技术。
潮汐能发电技术经过多年的发展，已经具备可行性和商业化应用的潜力。
目前主流的潮汐能发电技术主要包括潮汐发电机和潮汐涡轮发电机。
潮汐发电机利用潮汐涨落的动能，通过潮汐水流的驱动产生电能。
同时，潮汐涡轮发电机则通过在水中设置涡轮装置，通过潮汐水流的流动来驱动涡轮并产生电能。
这些技术的发展不仅可以满足当地的电力需求，还可以为周边地区提供可再生的清洁能源。
未来，潮汐能发电技术有望在全球范围内得到更广泛的应用。
二、波浪能发电技术的发展与应用前景波浪能发电技术是一种利用海洋波浪动能来产生电能的技术，具有丰富的资源和较高的能量密度。
目前，主要的波浪能发电技术包括浮动式波浪能转换器和压力差波浪能转换器。
浮动式波浪能转换器通过将浮标与发电机连系，当波浪推动浮标上下浮动时，通过机械装置将波浪动能转化为电能。
而压力差波浪能转换器则通过利用波浪对设备的压力差来产生电能。
这些技术在海洋能发电领域具有重要的应用前景。
三、海流能发电技术的发展与应用前景海流能发电技术是指利用海洋中的水流动能转化为电能的技术。
海流能发电技术具有稳定性和预测性强的特点，成为可再生能源领域的热门技术。
目前，主要的海流能发电技术包括水轮发电机和垂直轴悬浮式涡轮发电机。
水轮发电机是利用水流对叶轮的冲击力来产生转动，从而驱动发电机产生电能。
垂直轴悬浮式涡轮发电机则是通过将多个轮叶组合成悬浮式结构，使其可以自动调整叶尖挂角，并将旋转的动能转化为电能。
这些技术在海洋能发电领域的应用前景可观。
四、海洋温差能发电技术的发展与应用前景海洋温差能发电技术是指利用海洋中不同温度层之间的温差来产生电能的技术。
海流能发电技术的现状与发展趋势引言：随着对可再生能源的需求不断增长，海流能作为一种潜在的清洁能源资源吸引了广泛关注。
海流能发电技术以海洋中的潮汐、洋流和海浪等动能为源泉，转化为电能供应一直以来被视为一种具有巨大潜力的可再生能源技术。
本文将评估海流能发电技术的现状，探讨其发展趋势，并对其局限性和挑战进行分析。
一、海流能发电技术的现状1.海流能发电技术的概述海流能发电技术可以分为潮汐能发电、洋流能发电和波浪能发电。
潮汐能发电利用潮汐运动中的涨落差来转化为电能，洋流能发电通过利用洋流的动能将其转化为电能，波浪能发电则利用波浪的起伏运动来产生电能。
2.潮汐能发电技术的现状潮汐能发电技术是海流能发电技术中发展最为成熟的一种。
目前已经有多个国家采用了潮汐能发电技术，如法国的圣马洛海峡潮汐电站和加拿大的贝尔岛潮汐能发电站等。
这些项目利用海流的涨落差，在数百个涡轮机中产生电力。
然而，潮汐能发电技术的效率还有待提高，并且选址限制较多。
3.洋流能发电技术的现状洋流能发电技术利用洋流的运动动能转化为电能。
目前，洋流能发电技术仍处于早期阶段，研究和开发工作仍在进行中。
有一些试点项目已经开始尝试，如苏格兰南部的潮流能项目。
然而，由于海洋环境的复杂性，洋流能发电技术面临着许多挑战，如设备的耐久性和维护成本等。
4.波浪能发电技术的现状波浪能发电技术是海流能发电技术中相对较新的一种。
目前，波浪能发电技术还处于研究和实验阶段。
许多国家和地区正在探索波浪能发电技术的潜力，如葡萄牙和澳大利亚等。
波浪能发电技术的挑战主要包括海洋环境的压力和设备的稳定性。
二、海流能发电技术的发展趋势1.技术改进和成本降低随着对海流能发电技术的研究不断深入，技术改进将会带来效率的提高和成本的降低。
例如，利用先进的涡轮机设计来提高转化效率，采用先进材料和制造工艺来降低设备制造成本。
2.深水技术的发展海流能发电技术的研究正逐渐向深水区域扩展。
在深水区域，海流的速度更快，能量更丰富。
潮汐能发电的前景0前言能源对经济的发展有着举足轻重的作用,煤、石油、天然气等属不可再生的能源。
随着世界经济的发展,能源需求也不断增长,世界各国都在寻求新能源,希望新能源既是可再生的又能避免像煤、石油、天然气等能源带来的环境污染问题。
开发利用洁净的新能源是解决能源问题及环境问题的出路,海洋被认为是地球的资源宝库，也被称作为能量之海。
从技术及经济上的可行性，可持续发展的能源资源以及地球环境的生态平衡等方面分析，海洋能中的潮汐能作为成熟的技术将得到更大规模的利用。
潮汐能作为洁净的、可再生的新能源,受到广泛的重视。
世界海洋潮汐能蕴藏量约为27 亿kW，若全部转换成电能，每年发电量大约为1.2万亿kWh。
1潮汐能发电概念因月球引力的变化引起潮汐现象，潮汐导致海水平面周期性地升降，因海水涨落及潮水流动所产生的能量，称为潮汐能。
现代潮汐能的利用，主要是潮汐能发电。
潮汐能发电是利用海湾、河口等有利地形，建筑水堤，形成水库，以便于大量蓄积海水，并在坝中或坝旁建造水力发电厂房，通过水轮发电机组进行发电。
潮汐能发电与普通水力发电原理类似，差别在于海水与河水不同，蓄积的海水落差不大，但流量较大，并且呈间歇性，从而潮汐能发电的水轮机的结构要适合低水头、大流量的特点。
利用潮汐能发电必须具备两个条件：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储蓄大量海水。
由于潮水的流动与河水的流动不同，它是不断变换方向的，因此就使得潮汐能发电出现了不同的型式，例如：○1单库单向型，只能在落潮时发电。
○2单库双向型，在涨、落潮时都能发电。
○3双库双向型，可以连续发电，但经济上不合算，未见实际应用。
2潮汐能发电的特点人类很早就会利用潮汐能,900年前,我国泉州建洛阳桥时就是利用潮汐能搬运石块,在15～18 世纪,法国英国等曾在大西洋沿岸利用潮汐推动水轮机。
但利用潮汐能发电是始于20世纪50 年代,加拿大、法国、俄国和中国都建有潮汐发电站[1]。
潮汐能发电的现状与未来发展潮汐能发电是一种清洁、可持续的能源形式，利用潮汐能转化为电能。
近年来，随着可再生能源的广泛关注和应用，潮汐能发电在全球范围内逐渐受到重视。
本文将对潮汐能发电的现状进行概述，并探讨其未来的发展前景。
一、潮汐能发电的现状潮汐能发电是通过利用海洋潮汐的周期性变化来产生能源的方法。
潮汐能是一种可预测、稳定的能源来源，相比其他可再生能源如风力、太阳能等，潮汐能发电更加稳定。
目前世界上有一些潮汐能发电项目正在进行中，为实现清洁能源转型做出了重要贡献。
潮汐能发电目前主要实施的两种方式是潮汐流能发电和潮汐潮汐能发电。
潮汐流能发电是通过利用潮汐时水流的动力来产生能源。
目前，世界上一些地区已经在海岸线或海峡地区建立了潮汐发电站，利用潮汐能将涌入或流出的水流转化为电能。
这些项目使用潮汐涌浪发电机、水轮机或潮汐涡轮机等设备来捕捉潮汐能。
潮汐流能发电技术已经初步成熟，实现了商业性运营。
潮汐潮汐能利用来自潮汐涨落的高度差来产生能源。
利用建筑物如堤防、潮闸等来捕捉潮汐能。
当潮水涨潮时，将水吸入通道或池塘中；当潮水退潮时，利用涨潮时储存的水流驱动涡轮机发电。
潮汐潮汐能方案目前仍处于研究和试验阶段，但已经显示出很大的潜力。
二、潮汐能发电的优势和挑战潮汐能发电相比传统能源具有一些显著的优势。
首先，潮汐能是一种清洁的能源形式，不会产生大气污染或温室气体排放。
它可以减少对传统能源如煤炭、石油等的依赖，有助于降低碳排放和缓解气候变化。
其次，潮汐能具有高度可预测性和稳定性。
由于潮汐的规律性和可预测性，潮汐能的发电效率更高，能够提供稳定的电力供应。
这对于能源供应的稳定性和网络平衡具有重要意义。
然而，潮汐能发电也面临一些挑战。
首先，潮汐能发电的建设成本较高。
由于需要建设海上设施，如大型涡轮机、浮标、电缆等，潮汐能发电的投资成本较高。
此外，维护和修复这些设施的费用也相当昂贵。
其次，潮汐能发电的地点选择限制较多。
为了获得良好的潮汐能资源，潮汐发电设施通常需要在海洋环境较为特殊的地区建设。
潮汐能发电的经济效益与市场前景潮汐能发电是一种利用海洋潮汐能量来产生电力的可再生能源技术。
与传统的化石燃料发电相比，潮汐能发电具有许多独特的优势，包括稳定的能源来源、环境友好、可预测性强等。
本文将探讨潮汐能发电的经济效益和其在市场上的前景。
首先，潮汐能发电具有稳定可靠的能源来源。
相比于太阳能和风能等可再生能源，潮汐能源具有更稳定的产能。
由于潮汐的周期性变化，在海洋中存在着每天两次的涨落潮水，这为潮汐能发电提供了持续且可预测的能源来源。
相比于其他可再生能源，潮汐能发电不受天气条件的限制，能够提供更为稳定的电力供应，有助于保持电网的平衡和可靠性。
其次，潮汐能发电对环境友好。
相比于传统的化石燃料发电，潮汐能发电不产生温室气体和其他污染物，对气候变化和环境污染具有较小的影响。
由于潮汐能发电利用的是自然界本身存在的潮汐能，不会对海洋生态系统产生直接的破坏和干扰，对海洋生态环境具有更好的保护作用。
这使得潮汐能发电受到政府和环保组织的重视和支持，有助于实现清洁能源的可持续发展。
此外，潮汐能发电在经济层面上也具有潜在的盈利空间。
尽管潮汐能发电技术在目前仍处于发展初期，并且建设成本较高，但是长期来看，它具有较高的可再生能源潜力。
潮汐能发电站一旦建成投入运营，其运营成本较低。
由于潮汐能发电具有稳定的能源供应，可以实现可靠的电力出售，从而带来持续的收入。
此外，该技术还具备长寿命的特点，预计能够持续运行40年以上，因此具有良好的投资回报率和长期可持续盈利空间。
关于潮汐能发电的市场前景，随着全球对环境保护和可再生能源需求的不断增加，潮汐能发电作为一种清洁和可再生的能源技术将有着广阔的市场前景。
欧洲、加拿大和中国等国家已经开始在海岸线沿海地区建设潮汐能发电站，并取得了一定的成功。
例如，英国的斯旺西湾潮汐电站和加拿大的贝尔斯基等项目已经开展，并取得了良好的经济效益和环境效益。
未来，随着技术的不断进步和成本的降低，潮汐能发电有望在更多地区得到应用和推广。
潮汐能发电技术的市场与分析一、潮汐能发电技术的发展历程潮汐能是一种清洁、可再生的能源资源，具有巨大的潜力。
潮汐能发电技术是利用海洋潮汐运动产生的动能来发电的一种技术。
潮汐能发电技术的发展历程可以追溯到19世纪，当时人们通过潮汐能发电技术来驱动机器和设备。
随着科技的进步，潮汐能发电技术逐渐成熟，被广泛应用于发电领域。
二、潮汐能发电技术的原理潮汐能发电技术利用海洋潮汐的周期性变化，通过浮标、装置或潜水涡轮等设备将潮流转换为电能。
潮汐能发电技术可以分为潮汐涡轮、潮汐堤和潮汐流疏导等几种类型，每种类型都有其独特的工作原理和适用范围。
三、潮汐能发电技术的市场规模目前，全球对清洁能源的需求不断增加，潮汐能作为一种绿色、可再生的能源资源，受到越来越多国家和地区的关注和重视。
潮汐能发电技术的市场规模也在不断扩大，预计未来几年将呈现出快速增长的趋势。
据统计，潮汐能发电技术市场规模在未来几年内将超过100亿美元。
四、潮汐能发电技术的发展前景随着全球对清洁能源的需求不断增加，潮汐能发电技术将在未来得到更广泛的应用。
潮汐能发电技术具有稳定性高、可预测性强、对环境影响小等优点，是一种十分具有发展前景的发电方式。
预计未来几年，潮汐能发电技术将成为清洁能源领域的重要组成部分，为全球能源结构的转型升级作出重要贡献。
五、潮汐能发电技术的市场分析潮汐能发电技术的市场主要集中在欧洲、北美和亚太地区，这几个地区是潮汐资源丰富的地区，具有发展潮汐能发电技术的天然条件。
目前，欧洲是潮汐能发电技术的主要市场，英国、法国、挪威等国家已经建成了多个潮汐能发电厂，正在逐步扩大规模。
北美地区的潮汐能发电技术市场也在快速增长，加拿大、美国等国家纷纷投资建设潮汐发电项目。
亚太地区虽然起步较晚，但潮汐能发电技术的发展势头迅猛，澳大利亚、中国、日本等国家也在加快推进潮汐发电项目的建设。
六、潮汐能发电技术的优势与挑战潮汐能发电技术具有多种优势，如稳定性高、可预测性强、对环境影响小等，是替代传统化石能源的重要选择。
潮汐发电技术的现状与前景Current situ ation and prospects of tidal energy conversion 李书恒,郭 伟,朱大奎(南京大学海岸与海岛开发教育部重点实验室,江苏南京210093)中图分类号:TV744 文献标识码:A 文章编号:100023096(2006)1220082205 全球海洋中所蕴藏的潮汐能约有27亿kW,可供开发的约占2%,即约5400万kW[1]。
全球电力市场到2000年已达8000亿美元并继续呈上升趋势。
但是,仍有2亿人的用电需求得不到满足,发展中国家的用电量以每8年翻一番的速度在增长。
在满足用电需求的同时,降低石油等非再生资源的消耗,减少环境污染,开发新型环保电站迫在眉睫[2]。
潮汐能是一种不会给地球上未来人类带来污染和灾难的能源[3]。
前苏联的伯恩斯坦也指出利用这种昼夜间断断续续、一个月内波动起伏的潮汐能发电可以获得能量。
在有条件利用潮汐能的沿海国家和地区,建设潮汐电站不失为缓解能源危机的一种方案[4]。
1 潮汐发电的基本原理潮汐能是月球和太阳等天体的引力使海洋水位发生潮汐变化而产生的能量。
潮汐能利用的主要方式是发电。
潮汐发电的工作原理与常规水力发电的原理类似,它是利用潮水的涨、落产生的水位差所具有的势能来发电。
差别在于海水与河水不同,蓄积的海水落差不大,但流量较大,并且呈间歇性,从而潮汐发电的水轮机的结构要适合低水头、大流量的特点[5]。
具体地说,就是在有条件的海湾或感潮河口建筑堤坝、闸门和厂房,将海湾(或河口)与外海隔开围成水库,并在闸坝内或发电站厂房内安装水轮发电机组。
海洋潮位周期性的涨落过程曲线类似于正弦波[6]。
对水闸适当地进行启闭调节,使水库内水位的变化滞后于海面的变化,水库水位与外海潮位就会形成一定的高度差(即工作水头),从而驱动水轮发电机组发电(图1)。
从能量的角度来看,就是将海水的势能和动能,通过水轮发电机组转化为电能的过程。
图1 潮汐发电示意图由于潮水的流动方向是不断改变的,因此就使得潮汐发电出现不同的类型,即单库单向型、单库双向型和双库单向型3种(表1,图2)。
2 潮汐发电的优缺点及其发展现状潮汐电站由7个基本部分组成:潮汐水库;堤坝;闸门和泄水道建筑;发电机组和厂房;输电、交通和控制设施;航道、鱼道等[7]。
潮汐发电的关键技术主要包括低水头、大流量、变工况水轮机组设计制造;电站的运行控制;电站与海洋环境的相互作用,包括电站对环境的影响和海洋环境对电站的影响,特别是泥沙冲淤问题;电站的系统优化,协调发电量、间断发电以及设备造价和可靠性等之间的关系;电站设备在海水中的防腐等[8]。
收稿日期:2005203215;修回日期:2006208228基金项目:浙江省玉环县政府“玉环县海山乡总体规划研究”作者简介:李书恒(19802),女,山西忻州人,南京大学地理与海洋科学学院博士研究生,研究方向为海岸海洋学,电话: 025*********,E2mail:shuhengli@表1 潮汐电站3种方案的比较方案工作原理优缺点单库单向型在涨潮时将贮水库闸门打开,向水库充水,平潮时关闸;落潮后,待贮水库与外海有一定水位差时开闸,驱动水轮发电机组发电。
优点是设备结构简单,投资少;缺点是潮汐能利用率低,发电不连续。
单库双向型利用两套阀门控制两条向水轮机引水的管道。
在涨潮和落潮时,海水分别从各自的引水管道进入水轮机,使水轮机旋转带动发电机。
适应天然潮汐过程,潮汐能利用率高,投资较大。
双库单向型采用两个水力相联的水库。
涨潮时,向高贮水库充水;落潮时,由低贮水库排水,利用两水库间的水位差,使水轮发电机组连续单向旋转发电。
可实现连续发电。
缺点是要建两个水库,投资大且工作水头降低。
图2 3种不同方案的潮汐电站示意图2.1 潮汐发电的优缺点2.1.1 优点(1)能源可靠,可以经久不息地利用。
不像常规水力发电那样受到气候条件的影响。
(2)虽然有周期性间歇,但有准确规律,可用电子计算机预报,并有计划纳入电网运行。
(3)一般离用电中心近,不必远距离送电。
(4)潮汐电站兴建后的最高库水位总是低于建站前最高潮水位,因此潮汐电站库区不但不淹没土地,还可以促淤围垦,发展水产养殖[9]。
以浙江江厦潮汐试验电站为例,电站年上网电量大于500万kW ・h ,按0.50元/(kW ・h )电价计,年售电收入扣除税收后约200万元。
水库围垦了366hm 2农田,年收入超过1000万元;提供1.37km 2面积的海产品养殖区域,年产值在1500万元以上[10]。
(5)潮汐电站的主要部分建在水下,不污染环境,还美化环境,提高旅游效益。
如法国朗思潮汐电站建成后,高水位比天然潮位降低了0.5～1.0m ,原波涛汹涌的朗斯河三角湾变成了平静的湖泊,成了人们旅游休闲场所。
此外,通过700m 长的坝顶公路连接城市,使城市之间的距离缩短了30km ,每年从坝上通过的汽车达50万辆[11]。
2.1.2 缺点(1)单库潮汐电站发电有间歇性。
这种间歇性周期变化又和日夜周期不一致。
(2)机电设备常和海水、盐雾及海生物接触,在防腐和防污等方面有其特殊要求[12]。
(3)单位千瓦的造价较常规水电站高。
国外大型潮汐电站的投资约为3000～4500美元/kW ,大型河川水电站的投资只有400～1400美元/kW (1000kW 以下的河川水电站的投资为2000～3500美元/kW ),潮汐电站的投资比河川水电站的投资高2～7倍[13]。
2.2 潮汐发电技术的现状潮汐能的最早利用方式是11世纪出现的潮汐磨坊。
潮汐发电的实际应用开始于1912年德国胡苏姆兴建的一座小型潮汐电站。
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kW ・h ,是当时最大的潮汐电站[1]。
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1500万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kW ・h [14]。
我国潮汐能发电始于50年代后期[8],迄今建成潮汐电站8座,总装6120kW ,其中最大的是浙江江厦潮汐试验电站,为3900kW 。
单机容量500kW 和700kW 的灯泡贯流式水轮发电机组全由我国自己研制。
表2列出世界各国已建和研究中的大型潮汐电站概况。
表2 世界上已建和研究中的大型潮汐电站国家站址年平均潮差(m )装机容量(×104kW )年发电量(×108kW ・h )建成时间发电型式法国朗斯8.5524.0 5.441966年单库双向前苏联基斯洛 2.30.040.0231968年单库双向加拿大安那波利斯 6.4 1.780.501984年单库单向中国江厦 5.10.390.111980年单库双向中国幸福洋 4.20.1280.0321989年单库单向中国海山 4.90.0150.00311985年双库单向俄罗斯美晋湾 5.661500500研究中单库双向英国塞汶河口8.4600144研究中单库单向加拿大芬地湾11.8380127研究中单库单向澳大利亚金伯利湾8.49030研究中单库双向韩国加露林湾 4.748.0120研究中单库单向阿根廷圣何塞湾6.5495120研究中单库单向 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,其技术关键在于设计出适应海水腐蚀的涡轮机[2]。
另一项关键措施———浮云法施工技术的推广避免了在很深的水中及在易遭受风暴潮威胁的坝址修建昂贵且复杂的围堰,从而使工程造价降低了25%～38%[15]。
3 潮汐能利用的前景全球有许多地方适于兴建潮汐电站。
近海(距海岸1km 以内),水深在20～30m 的水域为理想海域。
欧洲工会已探测出106处适于兴建潮汐电站的海域,英国就有42处。
英国近海用水轮机研究所的专家弗兰克彼得认为,在菲律宾、印度尼西亚、中国、日本海域都适于兴建潮汐电站。
而且随着技术的日臻完善,潮汐电站的发电成本在现有的基础上还将降低[2]。
3.1 站址选择3.1.1 潮汐条件潮汐条件是选择潮汐电站站址的最主要因素。
潮汐电站的可利用水头与发电水量主要取决于潮汐情况,也与库区地形和大坝的位置有关。
潮汐能的强度与潮差有关。
潮差大的地区蕴藏的潮汐能资源也比较丰富[8]。
一般来说,利用潮汐发电必须具有5m 以上的潮差。
潜在的输出功率与平均潮差的平方成正比[16]。
潮汐电站的理论功率可用下式表示[17]:P =ρV gA/T =ρg FA 2/T式中ρ为海水密度,V 为水库平均有效库容积,g为重力加速度,F 为水库平均有效库容面积,A 为平均潮差,T 为单潮周期。
而其他如潮汐电站坝高、坝基稳定性及水闸规模等的分析计算都和潮汐变化过程,尤其是潮汐特征值密切相关[18]。
3.1.2 地貌条件总体来说,应选择那些口门小而水库水域面积大[9],可以储备大量海水,修建土建工程的地域。
从目前已建或进行过前期工作的潮汐电站位置看,有海湾、河口、湾中湾、泻湖等。
其中以湾中湾最为理想。
因其不致受外海风浪的作用,海区泥沙运动较弱,电站库区淤积缓慢。
浙江江厦电站便是例证,库内水色较清,电站运行十余年来,没有明显的淤积。
而泻湖泥沙淤积较为严重。
根据潮汐汊道经验公式,A =C P n ,A 为口门过水断面积,P 为纳潮量。
据计算,相同面积的过水断面,泻湖型的纳潮量为其他类型的1/2[19]。
建在泻湖出口处的白沙口潮汐电站,1972年至1974年间,蓄沙量已经增加约12000m 3。
3.1.3 地质条件基岩是电站厂房最理想的地基。
因此基岩港湾海岸是最适合建设潮汐电站的海岸类型。
大坝通常都建在软粘土地基上,坝址尽可能选择软粘土层较薄而下面为不易压缩层或基岩为好。
江厦潮汐电站坝基为软粘土,平均厚度为20m ,最大厚度为46m ,其下为含粘土或砂石的砾石层。
据建成后10a 观测资料统计,堤坝平均沉陷量为79cm ,目前沉陷减小,渐趋稳定[18]。
3.1.4 综合利用条件潮汐电站工程的综合利用,不仅会增加经济效益,而且还会大幅度降低工程单位投资[20]。
因此,潮汐电站应以水库、堤坝和岸滩为依托,提高除发电以外的综合效益,包括水产养殖、围垦海涂、改善交通及发展旅游等多方面[18]。
如浙江的乐清湾与雁荡山风景区相邻。
现雁荡山山脚在低潮时大片滩涂裸露,景观单调。
若在此修建潮汐电站,建库后便会形成长年山水相映的景观,促进旅游业的发展。
潮汐电站的建设若能与海港建设相结合,实现“纳潮发电,冲淤建港”,也可以提高综合效益。
海港需要大量电力,须建许多海工建筑物,潮汐发电可以满足海港的电力需求,而海港的海工建筑物也可以为潮汐电站利用,降低建造成本[20]。
