乳山口潮汐能現(xiàn)狀及可利用量評估研究

【摘要】：海洋能是清潔的可再生能源，科學的開發(fā)和利用海洋可再生能源對解決能源危機和環(huán)境污染問題具有重要的意義。開展潮汐能資源的勘查及評估工作，這是對潮汐電站建設(shè)至關(guān)重要的過程，而潮汐能計算模型以及計算方法的建立和研究對于潮汐能資源的科學準確評價和估算意義重大，也是目前潮汐能開發(fā)利用的難點和瓶頸，對于潮汐電站裝機設(shè)計、工程投資及可行性研究等意義重大。本文通過引入海洋無結(jié)構(gòu)網(wǎng)格有限體積法模型（FVCOM），以乳山口潮汐電站為主要研究對象，對其潮汐能現(xiàn)狀及其可開發(fā)利用量進行系統(tǒng)評估，并且計算了不同水閘設(shè)置位置和水閘設(shè)置方式的潮汐能量變化，擇優(yōu)對比計算了乳山口潮汐電站的裝機規(guī)模、年發(fā)電量、年發(fā)電小時等。模型計算結(jié)果及分析表明乳山口海區(qū)潮汐性質(zhì)判別數(shù)在0.3674-0.3859之間，屬于正規(guī)半日潮，M2、S2分潮都是由東南外海傳入，分別向西南和西北傳播，傳播過程隨著近岸水深逐漸變淺，振幅增加，等振幅線大致平行于岸線。潮波從東北開邊界附近海域傳至灣內(nèi)，M2分潮遲角偏轉(zhuǎn)約7°，振幅增加約0.075m，S2分潮遲角偏轉(zhuǎn)約8°，振幅增加約0.022m，潮流運動的形式屬于往復(fù)流。由于工程堤壩的阻擋，堤壩灣內(nèi)、灣外兩側(cè)流速小，最大流速減小可高達30cm/s，并在堤壩開口處沿水道主軸向灣內(nèi)形成一道急流，最大流速可達340cm/s；建壩后余流強度增大，灣口至東、西汊道分岔口處區(qū)域出現(xiàn)兩個半徑大致相等，旋轉(zhuǎn)方向相反的渦旋。選灣口最窄處的琵琶島沿線為壩址，乳山口潮汐能理論功率為4.28×104kW，年發(fā)電量為37500萬度。通過模擬計算結(jié)果表明乳山口潮汐電站的裝機容量控制在3萬千瓦至5萬千瓦之間，乳山口潮汐能的理論年可開發(fā)量為8436-10362萬千瓦時之間。在確定方案布置的前提下，增大裝機容量，有利于獲得更多的發(fā)電量，當裝機容量超過4.5萬千瓦時，增加的發(fā)電量并不顯著。雙向發(fā)電發(fā)電時間更長，但是發(fā)電量僅增加15%以下，增加效果并不明顯。在考慮潮汐電站建設(shè)經(jīng)濟性的情況下，采用4萬千瓦裝機容量，并采取單向發(fā)電的方式，性價比較高，推薦可行，年發(fā)電量為8098萬千瓦時，潮汐電站的建設(shè)對于潮能具有一定的影響。 【關(guān)鍵詞】：乳山口 數(shù)值模擬 潮汐能 比選
【學位授予單位】：中國海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：P743.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 1 前言8-11
• 1.1 研究內(nèi)容10
• 1.2 研究目的及意義10-11
• 2 乳山口區(qū)域自然環(huán)境11-24
• 2.1 氣象11-15
• 2.2 水文15-22
• 2.3 地形地貌22
• 2.4 泥沙來源及沿岸輸沙22-24
• 3 數(shù)據(jù)來源及研究方法24-27
• 3.1 數(shù)據(jù)來源24-25
• 3.2 數(shù)值模擬25-27
• 4 利用潮位觀測數(shù)據(jù)進行潮能估算27-46
• 4.1 設(shè)計高低潮位計算27-38
• 4.2 傳統(tǒng)方法潮汐能估算38-46
• 5 數(shù)值模型建立與驗證46-58
• 5.1 FVCOM 模式介紹46-50
• 5.2 模型配置50-53
• 5.3 模型驗證53-58
• 6 乳山口潮汐與潮流特征58-61
• 6.1 潮汐特征58-59
• 6.2 潮流分布特征59-61
• 7 基于數(shù)值模擬的潮汐發(fā)電量評估61-66
• 7.1 水閘方案比選61-63
• 7.2 潮汐發(fā)電量計算63-66
• 8 結(jié)論66-68
• 參考文獻68-70
• 致謝70-71

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