潮汐能发电的前景
The Foreground of Tide Power
徐亚涛
宁夏大学新华学院，信息与计算机科学系, 电气工程及其自动化二班 2012级，银川，750021）
摘要：本文介绍了潮汐能发电的概念、特点及世界和中国潮汐能发电的现状。潮汐能发电有其优点. 也有其发展的因素. 随着科技的不断进步和能源资源的日趋紧缺. 潮汐能发电在不远的将来将有飞速的发展.
Abstract:This paper introduces the situation and principium of tide power in world and in china. Tide power is excellence energy, but there some restriction factor in its development.Tide power will be expanded with the technical improvement
关键词：潮汐能；发电
Key word:tide energy;generation
中图分类号：P743.3
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。
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 。经估算,全世界可开发利用的潮汐潜能为8亿kW,与可开发利用的40亿kW河川工程潜能和无限核能相比较低 ,但潮汐发电具有很多得天独厚的优点。
潮汐能发电的优点:潮汐能属于可再生资源,蕴藏量大,运行成本低;潮汐能发电对于环境影响小,发电不排放废气废渣废水,属于洁净能源;潮汐发电的水库都是利用河口或海湾建成的,不占用耕地,也不像河川水电站或火电站那样要淹没或占用大面积土地;潮汐能发电不受洪水、枯水期等水文因素影响;潮汐电站的堤坝较低,容易建造,投资也较少。
潮汐能发电优点很多,但也有其薄弱之处,如机电设备常与海水、盐雾及海生物接触,有防腐,防污等特殊要求;随着潮汐的涨、落,能量亦有起、伏变化,影响发电、供电质量。同时潮汐电站也存在一些环境影响问题:潮汐电站不但会改变潮差和潮流,还会改变海水温度和水质;拦潮坝会对地下水和排水等带来不利影响,并会加剧海岸侵蚀;潮汐电站还会影响鸟类生长环境及种群的生存,另外由于水轮机的运转可能会导致鱼类死亡,并会妨碍溯河产卵的鱼种的溯游,因此潮汐电站也对鱼类有着潜在影响。
随着科学技术水平的提高,这些问题将不断地解决。对于环境影响问题,可以采取一定的措施使这些不利影响降到最低程度。
就全世界而言,潮汐能源的开发利用程度还很低。目前制约潮汐能发电的因素主要是成本因素,到目前为止,由于常规电站廉价电费的竞争,建成投产的商业用潮汐电站不多。然而,由于潮汐[2][1]
能巨大的蕴藏量和潮汐能发电的许多优点,随着潮汐能发电技术的成熟,潮汐电站的建设将出现新的发展势头。
3 国外潮汐能利用情况
世界上潮汐能资源较丰富的国家几乎都在进行开发利用研究,尤以法国、英国、美国、加拿大等国开展较早。
1966 年,法国在朗斯河口建成朗斯潮汐电站,该站址潮差最大13·4m , 平均8 m。单库面积最高海平面时为22km,平均海平面时为12 km 。大坝高12 m ,宽25 m ,总长750 m。坝上有公路沟通朗斯河两岸,是第一个商业化电站,也是世界上最大的潮汐发电站, 其发电量5.44亿kWh。
继法国之后,前苏联在巴伦支海建成基斯洛潮汐电站,其设计总装机为800 kW(现装机400 kW) 。
1984 年加拿大在芬地湾建成了取名为安那波利斯的潮汐发电站,装机容量5 ×10 kW(其中装有一台容量为2 ×10 kW的单向全贯流水轮发电机组) 。芬地湾是世界上潮汐能最大的地方,那里的海潮最高时达到18 m ,相当于6 层楼房的高度。
英国、韩国、印度、澳大利亚和阿根廷等国对规模数十万到数百万kW的潮汐电站建设方案作了不同深度的研究。最近几年,潮汐能的开发研究仍在进行。
[4]44[3]22
4 我国的潮汐能资源
我国大陆海岸线长达1.8×10km，据全国沿海普查资料，全国有近200个海湾、河口可开发潮汐能，可开发的潮汐能年总发电量达600亿kWh，可装机总容量可达20GW。东南沿海有很多能量密度较高，平均潮差 4-5m，最大潮差7-8m，自然环境条件优越的坝址，如钱塘江口，最大潮差7.5m，据估计能建5000MW 级潮汐电站有上海的长江口北支，最大潮差6m，具有建造700MW 级潮汐电站的潜力。
4
5 我国的潮汐电站现状
我国是世界上建造潮汐电站最多的国家，先后建造了几十座潮汐电站，但由于各种原因，目前只有8个电站在正常运行发电，总装机容量为6000kW，年发电量1000多万kWh，仅次于法国、
加拿大。
世界上第一座具有经济价值，而且也是目前世界上最大的潮汐发电站，是1966年在法国西部沿海建造的朗斯洛潮汐电站，它使潮汐电站进入了实用阶段，其装机容量为24万kW，年均发电量为5.44亿kWh。相比之下，我国的潮汐电站规模较小，江夏潮汐试验电站是我国已建成的最大的潮汐电站。双向贯流式机组6台，总装机容量3200kW，年发电量600万kWh。规模仅次于法国郎斯洛潮汐电站、加拿大芬地湾安娜波利斯洛潮汐电站，居世界第三。
中国主要潮汐电站请见表1。
[5]
6 潮汐电站的环境影响
潮汐电站不但会改变潮差和潮流，还会改变海水温度和水质，改变程度的大小取决于电站规模与地理位置。拦潮坝对水库区生态既有有利影响，也有不利影响。如它会为水产养殖提供适宜的条件，但同时也会对地下水和排水等带来不利影响，并会加剧海岸侵蚀。
潮汐电站会影响鸟类生长环境及种群的生存，另外由于水轮机的运转可能会导致鱼类死亡，并会妨碍溯河产卵的鱼种的溯游，因此潮汐电站也对鱼类有着潜在影响。因此必须对待开发的坝址进行环境影响研究，将这些不利的影响减小到最小的程度。
7 结语
目前制约潮汐能发电的因素主要是成本因素，到目前为止，由于常规电站廉价电费的竞争，建成投产的商业用潮汐电站不多。然而，由于潮汐能蕴藏量的巨大和潮汐能发电的许多优点，人们还是非常重视对潮汐能发电的研究和试验。潮汐能发电是一项潜力巨大的事业，经过多年来的
实践，在工作原理和总体构造上基本成型，可以进入大规模开发利用阶段，随着科技的不断进步和能源资源的日趋紧缺,潮汐能发电在不远的将来将有飞速的发展，潮汐能发电的前景是广阔的。
[参考文献]
[1] 张发华.综合开发我国潮汐能的探讨[J].水力发电学报,1996,(3):33 - 42.
[2] 范波芹,索丽生,周 杰.重视潮汐电站的开发与利用[J].水电能源科学,2001,19 (2):71 - 73.
[3] 郭成涛.潮汐能利用的新概念[J].海洋学报,1994,16 (1):142 - 147.
[4] 刘全根.世界海洋能开发利用状况及发展趋势[J].能源工程,1999,(2):5 - 8.
[5] 沈祖诒.潮汐电站[M].北京:中国电力出版社,1998.
潮汐能发电的前景
The Foreground of Tide Power
徐亚涛
宁夏大学新华学院，信息与计算机科学系, 电气工程及其自动化二班 2012级，银川，750021）
摘要：本文介绍了潮汐能发电的概念、特点及世界和中国潮汐能发电的现状。潮汐能发电有其优点. 也有其发展的因素. 随着科技的不断进步和能源资源的日趋紧缺. 潮汐能发电在不远的将来将有飞速的发展.
Abstract:This paper introduces the situation and principium of tide power in world and in china. Tide power is excellence energy, but there some restriction factor in its development.Tide power will be expanded with the technical improvement
关键词：潮汐能；发电
Key word:tide energy;generation
中图分类号：P743.3
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。
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 。经估算,全世界可开发利用的潮汐潜能为8亿kW,与可开发利用的40亿kW河川工程潜能和无限核能相比较低 ,但潮汐发电具有很多得天独厚的优点。
潮汐能发电的优点:潮汐能属于可再生资源,蕴藏量大,运行成本低;潮汐能发电对于环境影响小,发电不排放废气废渣废水,属于洁净能源;潮汐发电的水库都是利用河口或海湾建成的,不占用耕地,也不像河川水电站或火电站那样要淹没或占用大面积土地;潮汐能发电不受洪水、枯水期等水文因素影响;潮汐电站的堤坝较低,容易建造,投资也较少。
潮汐能发电优点很多,但也有其薄弱之处,如机电设备常与海水、盐雾及海生物接触,有防腐,防污等特殊要求;随着潮汐的涨、落,能量亦有起、伏变化,影响发电、供电质量。同时潮汐电站也存在一些环境影响问题:潮汐电站不但会改变潮差和潮流,还会改变海水温度和水质;拦潮坝会对地下水和排水等带来不利影响,并会加剧海岸侵蚀;潮汐电站还会影响鸟类生长环境及种群的生存,另外由于水轮机的运转可能会导致鱼类死亡,并会妨碍溯河产卵的鱼种的溯游,因此潮汐电站也对鱼类有着潜在影响。
随着科学技术水平的提高,这些问题将不断地解决。对于环境影响问题,可以采取一定的措施使这些不利影响降到最低程度。
就全世界而言,潮汐能源的开发利用程度还很低。目前制约潮汐能发电的因素主要是成本因素,到目前为止,由于常规电站廉价电费的竞争,建成投产的商业用潮汐电站不多。然而,由于潮汐[2][1]
能巨大的蕴藏量和潮汐能发电的许多优点,随着潮汐能发电技术的成熟,潮汐电站的建设将出现新的发展势头。
3 国外潮汐能利用情况
世界上潮汐能资源较丰富的国家几乎都在进行开发利用研究,尤以法国、英国、美国、加拿大等国开展较早。
1966 年,法国在朗斯河口建成朗斯潮汐电站,该站址潮差最大13·4m , 平均8 m。单库面积最高海平面时为22km,平均海平面时为12 km 。大坝高12 m ,宽25 m ,总长750 m。坝上有公路沟通朗斯河两岸,是第一个商业化电站,也是世界上最大的潮汐发电站, 其发电量5.44亿kWh。
继法国之后,前苏联在巴伦支海建成基斯洛潮汐电站,其设计总装机为800 kW(现装机400 kW) 。
1984 年加拿大在芬地湾建成了取名为安那波利斯的潮汐发电站,装机容量5 ×10 kW(其中装有一台容量为2 ×10 kW的单向全贯流水轮发电机组) 。芬地湾是世界上潮汐能最大的地方,那里的海潮最高时达到18 m ,相当于6 层楼房的高度。
英国、韩国、印度、澳大利亚和阿根廷等国对规模数十万到数百万kW的潮汐电站建设方案作了不同深度的研究。最近几年,潮汐能的开发研究仍在进行。
[4]44[3]22
4 我国的潮汐能资源
我国大陆海岸线长达1.8×10km，据全国沿海普查资料，全国有近200个海湾、河口可开发潮汐能，可开发的潮汐能年总发电量达600亿kWh，可装机总容量可达20GW。东南沿海有很多能量密度较高，平均潮差 4-5m，最大潮差7-8m，自然环境条件优越的坝址，如钱塘江口，最大潮差7.5m，据估计能建5000MW 级潮汐电站有上海的长江口北支，最大潮差6m，具有建造700MW 级潮汐电站的潜力。
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5 我国的潮汐电站现状
我国是世界上建造潮汐电站最多的国家，先后建造了几十座潮汐电站，但由于各种原因，目前只有8个电站在正常运行发电，总装机容量为6000kW，年发电量1000多万kWh，仅次于法国、
加拿大。
世界上第一座具有经济价值，而且也是目前世界上最大的潮汐发电站，是1966年在法国西部沿海建造的朗斯洛潮汐电站，它使潮汐电站进入了实用阶段，其装机容量为24万kW，年均发电量为5.44亿kWh。相比之下，我国的潮汐电站规模较小，江夏潮汐试验电站是我国已建成的最大的潮汐电站。双向贯流式机组6台，总装机容量3200kW，年发电量600万kWh。规模仅次于法国郎斯洛潮汐电站、加拿大芬地湾安娜波利斯洛潮汐电站，居世界第三。
中国主要潮汐电站请见表1。
[5]
6 潮汐电站的环境影响
潮汐电站不但会改变潮差和潮流，还会改变海水温度和水质，改变程度的大小取决于电站规模与地理位置。拦潮坝对水库区生态既有有利影响，也有不利影响。如它会为水产养殖提供适宜的条件，但同时也会对地下水和排水等带来不利影响，并会加剧海岸侵蚀。
潮汐电站会影响鸟类生长环境及种群的生存，另外由于水轮机的运转可能会导致鱼类死亡，并会妨碍溯河产卵的鱼种的溯游，因此潮汐电站也对鱼类有着潜在影响。因此必须对待开发的坝址进行环境影响研究，将这些不利的影响减小到最小的程度。
7 结语
目前制约潮汐能发电的因素主要是成本因素，到目前为止，由于常规电站廉价电费的竞争，建成投产的商业用潮汐电站不多。然而，由于潮汐能蕴藏量的巨大和潮汐能发电的许多优点，人们还是非常重视对潮汐能发电的研究和试验。潮汐能发电是一项潜力巨大的事业，经过多年来的
实践，在工作原理和总体构造上基本成型，可以进入大规模开发利用阶段，随着科技的不断进步和能源资源的日趋紧缺,潮汐能发电在不远的将来将有飞速的发展，潮汐能发电的前景是广阔的。
[参考文献]
[1] 张发华.综合开发我国潮汐能的探讨[J].水力发电学报,1996,(3):33 - 42.
[2] 范波芹,索丽生,周 杰.重视潮汐电站的开发与利用[J].水电能源科学,2001,19 (2):71 - 73.
[3] 郭成涛.潮汐能利用的新概念[J].海洋学报,1994,16 (1):142 - 147.
[4] 刘全根.世界海洋能开发利用状况及发展趋势[J].能源工程,1999,(2):5 - 8.
[5] 沈祖诒.潮汐电站[M].北京:中国电力出版社,1998.