潮汐能，幫忙解釋一下

熱心網(wǎng)友：　因月球引力的變化引起潮汐現(xiàn)象，潮汐導(dǎo)致海水平面周期性地升降，因海水漲落及潮水流動(dòng)所產(chǎn)生的能量成為潮汐能。潮汐能是以勢(shì)能形態(tài)出現(xiàn)的海洋能，是指海水潮漲和潮落形成的水的勢(shì)能與動(dòng)能?！　『Ｑ蟮某毕刑N(yùn)藏著巨大的能量。在漲潮的過(guò)程中，洶涌而來(lái)的海水具有很大的動(dòng)能，而隨著海水水位的升高，就把海水的巨大動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能；在落潮的過(guò)程中，海水奔騰而去，水位逐漸降低，勢(shì)能又轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。潮汐能的能量與潮量和潮差成正比?；蛘哒f(shuō)，與潮差的平方和水庫(kù)的面積成正比。和水利發(fā)電相比，潮汐能的能量密度低，相當(dāng)于微水頭發(fā)電的水平。世界上潮差的較大值約為13～15m，但一般說(shuō)來(lái)，平均潮差在3m以上就有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。潮汐能是因地而異的，不同的地區(qū)常常有不同的潮汐系統(tǒng)，他們都是從深海潮波獲取能量，但具有各自獨(dú)特的特征。

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　　潮汐能的利用方式主要是發(fā)電。潮汐發(fā)電是利用海灣、河口等有利地形，建筑水堤，形成水庫(kù)，以便于大量蓄積海水，并在壩中或壩旁建造水利發(fā)電廠房，通過(guò)水輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電。只有出現(xiàn)大潮，能量集中時(shí)，并且在地理?xiàng)l件適于建造潮汐電站的地方，從潮汐中提取能量才有可能。雖然這樣的場(chǎng)所并不是到處都有，但世界各國(guó)都已選定了相當(dāng)數(shù)量的適宜開(kāi)發(fā)潮汐電站的站址。　　發(fā)展像潮汐能這樣的新能源，可以間接使大氣中的ＣＯ2含量的增加速度減慢。潮汐是一種世界性的海平面周期性變化的現(xiàn)象，由于受月亮和太陽(yáng)這兩個(gè)萬(wàn)有引力源的作用，海平面每晝夜有兩次漲落。潮汐作為一種自然現(xiàn)象，為人類的航海、捕撈和曬鹽提供了方便，更值得指出的是，它還可以轉(zhuǎn)變成電能，給人帶來(lái)光明和動(dòng)力?！　《?、發(fā)電原理及發(fā)電形式　　潮汐發(fā)電與普通水利發(fā)電原理類似，通過(guò)出水庫(kù)，在漲潮時(shí)將海水儲(chǔ)存在水庫(kù)內(nèi)，以勢(shì)能的形式保存，然后，在落潮時(shí)放出海水，利用高、低潮位之間的落差，推動(dòng)水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。差別在于海水與河水不同，蓄積的海水落差不大，但流量較大，并且呈間歇性，從而潮汐發(fā)電的水輪機(jī)結(jié)構(gòu)要適合低水頭、大流量的特點(diǎn)。潮水的流動(dòng)與河水的流動(dòng)不同，它是不斷變換方向的，潮汐發(fā)電有以下三種形式：　　（1）單池單向發(fā)電　?。?）單池雙向發(fā)電　?。?）雙池雙向發(fā)電　　三、應(yīng)用現(xiàn)狀與應(yīng)用前景　　到目前為止，由于常規(guī)電站廉價(jià)電費(fèi)的競(jìng)爭(zhēng)，建成投產(chǎn)的商業(yè)用潮汐電站不多。然而，由于潮汐能蘊(yùn)藏量的巨大和潮汐發(fā)電的許多優(yōu)點(diǎn)，人們還是非常重視對(duì)潮汐發(fā)電的研究和試驗(yàn)?！　?jù)海洋學(xué)家計(jì)算，世界上潮汐能發(fā)電的資源量在10億千瓦以上，也是一個(gè)天文數(shù)字。潮汐能普查計(jì)算的方法是，首先選定適于建潮汐電站的站址，再計(jì)算這些地點(diǎn)可開(kāi)發(fā)的發(fā)電裝機(jī)容量，疊加起來(lái)即為估算的資源量。　　20世紀(jì)初，歐、美一些國(guó)家開(kāi)始研究潮汐發(fā)電。第一座具有商業(yè)實(shí)用價(jià)值的潮汐電站是1967年建成的法國(guó)郎斯電站。該電站位于法國(guó)圣馬洛灣郎斯河口。郎斯河口最大潮差13.4米，平均潮差8米。一道750米長(zhǎng)的大壩橫跨郎斯河。壩上是通行車輛的公路橋，壩下設(shè)置船閘、泄水閘和發(fā)電機(jī)房。郎斯潮汐電站機(jī)房中安裝有24臺(tái)雙向渦輪發(fā)電機(jī)，漲潮、落潮都能發(fā)電?？傃b機(jī)容量24萬(wàn)千瓦，年發(fā)電量5億多度，輸入國(guó)家電網(wǎng)。　　1968年，前蘇聯(lián)在其北方摩爾曼斯克附近的基斯拉雅灣建成了一座800千瓦的試驗(yàn)潮汐電站。1980年，加拿大在芬地灣興建了一座2萬(wàn)干瓦的中間試驗(yàn)潮汐電站。試驗(yàn)電站、中試電站，那是為了興建更大的實(shí)用電站做論證和準(zhǔn)備用的。　　世界上適于建設(shè)潮汐電站的20幾處地方，都在研究、設(shè)計(jì)建設(shè)潮汐電站。其中包括：美國(guó)阿拉斯加州的庫(kù)克灣、加拿大芬地灣、英國(guó)塞文河口、阿根廷圣約瑟灣、澳大利亞達(dá)爾文范迪門灣、印度坎貝河口、俄羅斯遠(yuǎn)東鄂霍茨克海品仁灣、韓國(guó)仁川灣等地。隨著技術(shù)進(jìn)步，潮汐發(fā)電成本的不斷降低，進(jìn)入2l世紀(jì)，將不斷會(huì)有大型現(xiàn)代潮汐電站建成使用。　　我國(guó)潮汐能的理論蘊(yùn)藏量達(dá)到1.1億千瓦，在我國(guó)沿海，特別是東南沿海有很多能量密度較高，平均潮差4～5m，最大潮差7～8m。其中浙江、福建兩省蘊(yùn)藏量最大，約占全國(guó)的80.9%。我國(guó)的江夏潮汐實(shí)驗(yàn)電站，建于浙江省樂(lè)清灣北側(cè)的江夏港，裝機(jī)容量3200kW，于1980年正式投入運(yùn)行。　　潮汐發(fā)電的主要研究與開(kāi)發(fā)國(guó)家包括法國(guó)、前蘇聯(lián)、加拿大、中國(guó)和英國(guó)等，它是海洋能中技術(shù)最成熟和利用規(guī)模最大的一種。全世界潮汐電站的總裝機(jī)容量為265MW。 　　我國(guó)水力資源的蘊(yùn)藏量達(dá)6.8億kW，約占全世界的1/6，居世界第1位，建成后的長(zhǎng)江三峽水電站將是世界上最大的水力發(fā)電站，裝機(jī)容量1820萬(wàn)kW.

潮汐能的開(kāi)發(fā)利用

　　潮汐能是一種不消耗燃料、沒(méi)有污染、不受洪水或枯水影響、用之不竭的再生能源。在海洋各種能源中，潮汐能的開(kāi)發(fā)利用最為現(xiàn)實(shí)、最為簡(jiǎn)便。我國(guó)早在20世紀(jì)50年代就已開(kāi)始利用潮汐能，在這一方面是世界上起步較早的國(guó)家。1956年建成的福建省浚邊潮汐水輪泵站就是以潮汐作為動(dòng)力來(lái)?yè)P(yáng)水灌田的。到了1958年，潮汐電站便一下子在全國(guó)遍地開(kāi)花。據(jù)當(dāng)年10月份召開(kāi)的“全國(guó)第一次潮力發(fā)電會(huì)議”（也是世界上第一次全國(guó)性開(kāi)發(fā)利用潮力發(fā)電的會(huì)議）統(tǒng)計(jì)，已建成的潮汐電站就有41座，在建的還有88座。裝機(jī)容量有大到144千瓦的，也有小到僅為5千瓦的。主要都用于照明和帶動(dòng)小型農(nóng)用設(shè)施。如1959年建成的浙江溫嶺縣沙山潮汐動(dòng)力站，1961年進(jìn)一步建為電站，裝機(jī)容量?jī)H40千瓦，每年可發(fā)電10萬(wàn)千瓦·時(shí)，原建和改建總投資僅4萬(wàn)元（人民幣，下同）。據(jù)1986年統(tǒng)計(jì)，其發(fā)電累計(jì)收入已超過(guò)投資的10多倍。目前我國(guó)尚在運(yùn)行的潮汐電站還有近10座，其中浙江樂(lè)清灣的江廈潮汐電站，造價(jià)與600千瓦以下的小水電站相當(dāng)，第一臺(tái)機(jī)組于1980年開(kāi)始發(fā)電，1985年底全面建成，年發(fā)電量可達(dá)1070萬(wàn)千瓦·時(shí)，每千瓦·時(shí)電價(jià)只要0.067元。每年自身經(jīng)濟(jì)效益，包括發(fā)電67萬(wàn)元，水產(chǎn)養(yǎng)殖74萬(wàn)元和農(nóng)墾收入190萬(wàn)元，共計(jì)可達(dá)330萬(wàn)元。社會(huì)效益，以每千瓦·時(shí)電可創(chuàng)社會(huì)產(chǎn)值5萬(wàn)元計(jì)，可達(dá)5000萬(wàn)元。這是我國(guó)，也是亞洲最大的潮汐電站，僅次于法國(guó)朗斯潮汐電站和加拿大安納波里斯潮汐電站，居世界第三位。因此利用潮汐發(fā)電并不神秘，也并非遙不可及。

　　潮汐能是潮差所具有的勢(shì)能，開(kāi)發(fā)利用的基本方式同建水電站差不多：先在海灣或河口筑堤設(shè)閘，漲潮時(shí)開(kāi)閘引水入庫(kù)，落潮時(shí)便放水驅(qū)動(dòng)水輪機(jī)組發(fā)電，這就是所謂“單庫(kù)單向發(fā)電”。這種類型的電站只能在落潮時(shí)發(fā)電，一天兩次，每次最多5小時(shí)。

　　為提高潮汐的利用率，盡量做到在漲潮和落潮時(shí)都能發(fā)電，人們便使用了巧妙的回路設(shè)施或雙向水輪機(jī)組，以在漲潮進(jìn)水和落潮出水時(shí)都能發(fā)電，這就是“單庫(kù)雙向發(fā)電”，像上述江廈潮汐電站就屬這種類型。

　　然而，這兩種類型都不能在平潮（沒(méi)有水位差）或停潮時(shí)水庫(kù)中水放完的情況下發(fā)出電壓比較平穩(wěn)的電力。于是人們又想出了配置高低兩個(gè)不同的水庫(kù)來(lái)進(jìn)行雙向發(fā)電，這就是“雙庫(kù)雙向發(fā)電”。這種方式不僅在漲落潮全過(guò)程中都可連續(xù)不斷發(fā)電，還能使電力輸出比較平穩(wěn)。它特別適用于那些孤立海島，使海島可隨時(shí)不間斷地得到平穩(wěn)的電力供應(yīng)。像浙江省玉環(huán)縣茅蜒島上的海山潮汐電站就屬這種類型。它有上下兩個(gè)蓄潮水庫(kù)，并配有小型抽水蓄能電站。這樣，它每月可發(fā)電25天，產(chǎn)電10000千瓦·時(shí)。為了抽水蓄能，它每月要以3千瓦·時(shí)換1千瓦·時(shí)的代價(jià)用去5000千瓦·時(shí)電來(lái)獲得供電的持續(xù)性和均衡性，故有一定的電力損失。

　　從總體上看，現(xiàn)今潮能開(kāi)發(fā)利用的技術(shù)難題已基本解決，國(guó)內(nèi)外都有許多成功的實(shí)例，技術(shù)更新也很快。

　　作為國(guó)外技術(shù)進(jìn)步標(biāo)志的法國(guó)朗斯潮汐發(fā)電站，1968年建成，裝有24臺(tái)具有能正反向發(fā)電的燈泡式發(fā)電機(jī)組，轉(zhuǎn)輪直徑為5.35米，單機(jī)容量1萬(wàn)千瓦，年發(fā)電量達(dá)5.4億千瓦·時(shí)。1984年建成的加拿大安納波利斯潮汐電站，裝有1臺(tái)容量為世界最大的2萬(wàn)千瓦單向水輪機(jī)組，轉(zhuǎn)輪直徑為7.6米，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子設(shè)在水輪機(jī)葉片外緣，采用了新型的密封技術(shù)，冷卻快，效率高，造價(jià)比法國(guó)燈泡式機(jī)組低15％，維修也很方便。

　　我國(guó)自行設(shè)計(jì)的潮汐電站中，江廈電站比較正規(guī)，技術(shù)也較成熟。該電站原設(shè)計(jì)裝6臺(tái)單機(jī)容量為500千瓦的燈泡式機(jī)組，實(shí)際上只安裝了5臺(tái)，總?cè)萘烤瓦_(dá)到了3200千瓦。單機(jī)容量有500千瓦、600千瓦和700千瓦三種規(guī)格，轉(zhuǎn)輪直徑為2.5米。在海上建筑和機(jī)組防銹蝕、防止海洋生物附著等方面也以較先進(jìn)的辦法取得了良好效果。尤其是最后兩臺(tái)機(jī)組，達(dá)到了國(guó)外先進(jìn)技術(shù)水平，具有雙向發(fā)電、泄水和泵水蓄能多種功能，采用了技術(shù)含量較高的行星齒輪增速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，這樣既不用加大機(jī)組體積，又增大了發(fā)電功率，還降低了建筑的成本。

　　潮汐發(fā)電利用的是潮差勢(shì)能，世界上最高的潮差也不過(guò)10多米，在我國(guó)潮差高才達(dá)9米，因此不可能像水力發(fā)電那樣利用幾十米、百余米的水頭發(fā)電，潮汐發(fā)電的水輪機(jī)組必須適應(yīng)“低水頭、大流量”的特點(diǎn)，水輪做得較大。但水輪做大了，配套設(shè)施的造價(jià)也會(huì)相應(yīng)增大。于是，如何解決這個(gè)問(wèn)題，就成為反映其技術(shù)水平高低的一種標(biāo)志。1974年投產(chǎn)的廣東甘竹灘洪潮電站就是一個(gè)成功的代表。它的特點(diǎn)是洪潮兼蓄，只要有0.3米高的落差就能發(fā)電，甘竹灘電站的總裝機(jī)容量為5000千瓦，平均年發(fā)電1030萬(wàn)千瓦·時(shí)。它的轉(zhuǎn)輪直徑為3米，加上大量采用水泥代用構(gòu)件，成本較低，對(duì)民辦小型潮汐電站很有借鑒意義。

　　潮汐發(fā)電雖然并不神秘，但仍須尊重客觀規(guī)律，才能獲得成功，取得良好效益。否則，光憑主觀愿望和熱情，雖然一時(shí)可以建成許多潮汐電站，但最后往往會(huì)因?yàn)閷?shí)用價(jià)值不大而被放棄。