潮汐能發(fā)電的發(fā)展和前景綜述論文

1、. 專業(yè)選修課論文論文題目：潮汐能發(fā)電的開展和前景綜述潮汐能發(fā)電的開展和前景綜述摘要：隨著人口的增多和人類日益增加的活動(dòng)和科研對(duì)能源的消耗的增多，越來越多的能源被持續(xù)消耗以致于能源緊缺，為了滿足人類社會(huì)可持續(xù)開展對(duì)能源的需要，防止和減輕大量燃用化石能源對(duì)環(huán)境造成的嚴(yán)重污染和生態(tài)破壞。近年來世界各國開場(chǎng)呼吁必須走可持續(xù)開展道路，開發(fā)和利用新能源。潮汐能作為一種清潔無污染的新能源被人類開發(fā)和利用。本文主要對(duì)潮汐能的開展和前景進(jìn)展總結(jié)綜述。關(guān)鍵詞：潮汐能；潮汐能發(fā)電；開展和前景一、潮汐能發(fā)電概念眾所周知，地球上占外表積最大的就是海洋，約占地球外表積的70.9%。海洋是個(gè)巨大的能源寶庫，海水中蘊(yùn)藏著巨

2、大的動(dòng)力資源，我們把它叫做海洋能，潮汐能就是海洋能的一種。說到潮汐能，我們首先要講到潮汐，所謂的潮汐是因?yàn)樘柡驮虑驅(qū)Φ厍蚋魈幍囊Φ牟煌鸬暮Ｋ幸?guī)律的、周期性的的漲落現(xiàn)象，而潮汐能是指海水漲潮和落潮形成的水的動(dòng)能和勢(shì)能?，F(xiàn)代潮汐能的利用，主要是潮汐能發(fā)電。潮汐能發(fā)電是利用海灣、河口等有利地形，建筑水堤，形成水庫，以便于大量蓄積海水，并在壩中或壩旁建造水力發(fā)電廠房，通過水輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)展發(fā)電。從能源轉(zhuǎn)換的角度來說，潮汐發(fā)電首先是把潮汐的動(dòng)能和位能通過水輪機(jī)變成機(jī)械能，然后再由水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)，把機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能。潮汐能發(fā)電與普通水力發(fā)電原理類似，差異在于海水與河水不同，蓄積的海水落差不大，

3、但流量較大，并且呈間歇性，從而潮汐能發(fā)電的水輪機(jī)的構(gòu)造要適合低水頭、大流量的特點(diǎn)。利用潮汐能發(fā)電必須具備兩個(gè)條件：首先潮汐的幅度必須大，至少要有幾米；第二海岸地形必須能儲(chǔ)蓄大量海水。潮汐能發(fā)電特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)(1)潮汐能是一種清潔、不污染環(huán)境、不影響生態(tài)平衡的可再生能源。潮水每日漲落，周而復(fù)始，取之不盡，用之不竭。它完全可以開展成為沿海地區(qū)生活、生產(chǎn)和國防需要的重要補(bǔ)充能源。(2)它是一種相對(duì)穩(wěn)定的可靠能源，很少受氣候、水文等自然因素的影響，全年總發(fā)電量穩(wěn)定，不存在豐、枯水年和豐、枯水期影響。(3)潮汐電站不需淹沒大量農(nóng)田構(gòu)成水庫，因此，不存在人口遷移、淹沒農(nóng)田等復(fù)雜問題。而且可用攔海大壩，促淤圍墾大

4、片海涂地，把水產(chǎn)養(yǎng)殖、水利、海洋化工、交通運(yùn)輸結(jié)合起來，大搞綜合利用。這對(duì)于人多地少、農(nóng)田非常珍貴的沿海地區(qū)，更是個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)。(4)潮汐電站不需筑高水壩，即使發(fā)生戰(zhàn)爭(zhēng)或地震等自然災(zāi)害，水壩受到破壞，也不至于對(duì)下游城市、農(nóng)田、人民生命財(cái)產(chǎn)等造成嚴(yán)重災(zāi)害。(5)潮汐能開發(fā)一次能源和二次能源相結(jié)合，不用燃料，不受一次能源價(jià)格的影響，而且運(yùn)行費(fèi)用低，是一種經(jīng)濟(jì)能源。但也和河川水電站一樣，存在一次投資大、發(fā)電本錢低的特點(diǎn)。(6)機(jī)組臺(tái)數(shù)多，不用設(shè)置備用機(jī)組。缺點(diǎn)(1)潮差和水頭在一日經(jīng)常變化，在無特殊調(diào)節(jié)措施時(shí)，出力有間歇性，給用戶帶來不便。但可按潮汐預(yù)報(bào)提前制定運(yùn)行方案，與大電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，以克制其間

5、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(jī)的年利用小時(shí)數(shù)也低。(3)潮汐電站建在港灣，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(jī)電投資大，造價(jià)較高。三、國外潮汐能發(fā)電現(xiàn)狀國外潮汐能發(fā)電現(xiàn)狀早在世紀(jì)初，歐、美一些國家就開場(chǎng)研究潮汐發(fā)電，現(xiàn)今世界上適于建立潮汐電站的許多國家和地區(qū)都在研究和建立潮汐電站。法國、英國、加拿大、美國、印度、前聯(lián)及國等國對(duì)潮汐能發(fā)電投入大量人力、物力和財(cái)力進(jìn)展開發(fā)，目前世界上已建成并運(yùn)行發(fā)電的潮汐發(fā)電站總裝機(jī)容量為26.6萬千瓦，年發(fā)電量達(dá)6.125億kWh。主要包括法國的朗斯潮汐電站，美國阿拉斯加的庫克灣、加拿大莽地灣、英國賽文河口、

6、阿根廷圣約瑟灣、澳大利亞達(dá)爾文迪灣、印度敢貝河口、俄羅斯遠(yuǎn)東鄂霍茨克海品仁灣、國仁川灣等地。法國的朗斯潮汐電站是世界上已建規(guī)模最大的潮汐電站該電站采用單庫雙向發(fā)電方式。1996年建在英吉利海蛺的朗斯河口，其潮差達(dá)135米球庫面積為平方公里，攔潮壩高12米、長750多米。當(dāng)漲潮時(shí)，攔蓄18億立方米的潮水電站裝有24臺(tái)單機(jī)容量為萬千瓦的貫流式水輪發(fā)電機(jī)組，年發(fā)電量出441億kWh。英國、印度、澳大利亞和阿根廷等國家對(duì)規(guī)模數(shù)十萬到數(shù)百萬千瓦的潮汐電站建立方案作了不同深度的研究。預(yù)計(jì)到2030年，世界潮汐電站的年發(fā)電總量將大600億kWh。四、國潮汐能發(fā)電現(xiàn)狀我國沿海多港灣、島嶼，大陸岸線長達(dá)6134

7、.9km，島嶼岸線長11673.9km，沿岸分布著眾多的潮汐電站廢址。根據(jù)我國1978年對(duì)156個(gè)壩址的普查分析說明，技術(shù)上可開發(fā)的潮汐能蘊(yùn)藏量為2000104kW和380108kW。根據(jù)1981你那的估算壩址已增加到500個(gè)，潮汐潛能有1.10108kW和2700108kW。另一方面，東南沿海有很多能量密度較高，平均潮差，最大潮差7-8m，自然環(huán)境優(yōu)越的壩址，可建104kW級(jí)以上電站的壩址有灣、樂清灣、長江北支、象山港、大觀版等。其中灣最大潮差達(dá)8.9m，潮汐能蘊(yùn)藏量居全國首位。我國是世界建造潮汐電站最多的國家，先后建造數(shù)十座，但現(xiàn)今仍在運(yùn)行的不多。溫嶺江廈潮汐試驗(yàn)電站是我國已建成的最大的潮

8、汐電站。電站位于省溫嶺市西南的江廈港上。電站于1972年經(jīng)當(dāng)時(shí)的國家計(jì)委批準(zhǔn)建立，電站工程被列為水利電力潮汐電站工程，研究重點(diǎn)包括潮汐能特點(diǎn)、潮汐機(jī)組研制、海工建筑物技術(shù)問題、綜合利用等。電站當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)安裝6臺(tái)雙向燈泡貫流式機(jī)組,1號(hào)機(jī)組于1980-05-04日投產(chǎn)發(fā)電，到1985-12完成了共5臺(tái)機(jī)組的安裝建立和并網(wǎng)發(fā)電，當(dāng)時(shí)總裝機(jī)容量為3200kW。2007-10有完成第6臺(tái)700kW機(jī)組的安裝，從而是江夏潮汐電站的總裝機(jī)容量到達(dá)3900kW，規(guī)模至今是亞洲第二，年發(fā)電量穩(wěn)定在600多萬kWh。2010年江夏電站全年發(fā)電量達(dá)731.74kWh。五、潮汐能發(fā)電型式與技術(shù)潮汐能發(fā)電的型式有水庫式

9、發(fā)電和無水庫式發(fā)電傳統(tǒng)的水庫式潮汐能發(fā)電的型式1單庫單向運(yùn)行發(fā)電:單水庫只筑一道堤壩和一個(gè)水庫，老的單水庫潮汐電站是漲潮時(shí)使海水進(jìn)入水庫，落潮時(shí)利用水庫與海平面的潮差推動(dòng)水輪機(jī)發(fā)電。它不能連續(xù)發(fā)電，因此又稱為單水庫單程式潮汐式電站。2單庫雙向運(yùn)行發(fā)電:新的單水庫潮汐電站利用水庫的特殊設(shè)計(jì)和水閘作用既可漲潮時(shí)發(fā)電，又可以在落潮時(shí)運(yùn)行，只是在水庫外水位一樣時(shí)的平潮時(shí)才不能發(fā)電。這種電站稱之為單水庫雙程式潮汐電站，它大大提高了潮汐能利用率。3雙庫單向運(yùn)行發(fā)電:為了潮汐電站能夠全日連續(xù)發(fā)電就必須采用雙水庫的潮汐電站。這種電站建有兩個(gè)相鄰的水庫，水輪發(fā)電機(jī)組放在兩個(gè)水庫之間的隔壩。一個(gè)水庫只在潮漲時(shí)進(jìn)水

10、高位水庫，一個(gè)水庫低位水庫只在落潮時(shí)泄水；這兩個(gè)水庫之間始終保持有水位差，因此可以全日發(fā)電。4抽水增能發(fā)電方式:上述運(yùn)行方式中均存在著停頓發(fā)電期，只要水位低于水輪機(jī)最小發(fā)電水頭則發(fā)電就會(huì)停頓。停頓發(fā)電時(shí)期，水壩兩側(cè)的水位非常接近。如果此時(shí)開場(chǎng)抽水進(jìn)庫，或抽水出庫，就可以繼續(xù)發(fā)電了，而且發(fā)電量也會(huì)大大增加。雖然抽水時(shí)需要消耗一定的電量，但根據(jù)實(shí)際計(jì)算，發(fā)電量比耗電量可大一倍以上?，F(xiàn)有水輪機(jī)在技術(shù)上已經(jīng)具備發(fā)電、抽水、排水、過流四種功能。所以在抽水、排水過程里不用額外增加抽水、排水設(shè)備，節(jié)約了本錢。無庫式潮汐能發(fā)電設(shè)備的發(fā)電原理突破了常規(guī)發(fā)電的概念，是借鑒風(fēng)能發(fā)電原理，同時(shí)考慮海流和風(fēng)的密度等條件

11、的不同設(shè)計(jì)開發(fā)而成的，因而此類水輪機(jī)構(gòu)造形式與傳統(tǒng)有庫式機(jī)組的構(gòu)造形式大不一樣。根據(jù)機(jī)組構(gòu)造形式不同，目前的潮汐能發(fā)電機(jī)組總體可分為兩類。1無水庫式新型潮汐能發(fā)電技術(shù)無庫式潮汐能發(fā)電設(shè)備的發(fā)電原理突破了常規(guī)發(fā)電的概念，是借鑒風(fēng)能發(fā)電原理，同時(shí)考慮海流和風(fēng)的密度等條件的不同設(shè)計(jì)開發(fā)而成的，因而此類水輪機(jī)構(gòu)造形式與傳統(tǒng)有庫式機(jī)組的構(gòu)造形式大不一樣。根據(jù)機(jī)組構(gòu)造形式不同，目前的潮汐能發(fā)電機(jī)組總體可分為兩類。2海底風(fēng)車式機(jī)組“海流是無庫式潮汐能設(shè)備開展的標(biāo)志性工程，工程初期投資600萬歐元。由MCT公司聯(lián)合Banklnvest，EDFenergy等5家公司共同開發(fā)。2003年5月于英國西海岸布里斯托爾

12、海面下20m深處安裝并試驗(yàn)成功，首批裝機(jī)容量為單臺(tái)300kW。最近又安裝了單臺(tái)1200kW的機(jī)組，在流速為23m/s的海水中工作。該機(jī)組形狀宛如一個(gè)風(fēng)車，由潮水提供動(dòng)能沖擊葉片發(fā)電。為便于轉(zhuǎn)子出水維護(hù)，“海流安裝時(shí)在海底鉆孔打樁，建造具有提升機(jī)構(gòu)的豎塔以適應(yīng)不同深度的海流流速并便于出水維修；為適應(yīng)海水漲落的變化，豎塔有510m露在海面上。每個(gè)豎塔兩側(cè)各有一個(gè)轉(zhuǎn)子，以節(jié)約本錢，提高潮汐能利用率。與一般的水平軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)不同，“海流的每個(gè)轉(zhuǎn)子上有2個(gè)葉片，葉片通過變槳軸承與轉(zhuǎn)子連接，通過伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)槳距控制，槳距角在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)下隨海流變化，防止過載破壞。由于海水流體密度大且裝置安裝于淺海區(qū)，葉片

13、直徑僅16m，以15r/min速度隨海水流動(dòng)旋轉(zhuǎn)，葉片朝向可以180轉(zhuǎn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)漲、退潮雙向發(fā)電的需要。同時(shí)機(jī)組裝有機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)以便緊急制動(dòng)。機(jī)組變速箱和發(fā)電機(jī)構(gòu)成一個(gè)整體單元，浸沒在海水中，因此不需要額外的冷卻系統(tǒng)，降低了故障率。美國海軍研究中心支持佛羅里達(dá)水電公司于1995年開場(chǎng)設(shè)計(jì)了一種中心開放式無庫容潮汐能發(fā)電機(jī)組，并于2005年完成了樣機(jī)制作，樣機(jī)直徑6m，單機(jī)容量120kW，目前在歐洲Orkney潮汐能技術(shù)中心試驗(yàn)。該機(jī)組顯著特點(diǎn)是中心開放而無軸及槳葉，采用滑動(dòng)輪帆型轉(zhuǎn)子，水流貫穿通過有一定斜度的帆葉，帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)發(fā)電。發(fā)電機(jī)和轉(zhuǎn)子軸承設(shè)計(jì)為整體。構(gòu)造，適于高效直流環(huán)繞發(fā)電機(jī)。該機(jī)組

14、適于中深水域，發(fā)電電壓為中等電壓。六、潮汐能的開展前景1全球潮汐能開展前景全球潮汐能的理論蘊(yùn)藏量大約在萬億2030kWh/a，相當(dāng)于所有河川水力發(fā)電總量，但可供開發(fā)程度比擬低，不同國家情況不一。初期研究說明：全球經(jīng)濟(jì)型潮汐電站年供電能力在1萬億kWh左右，最高為2萬億kWh，但這僅僅只占未來電力需求的一小局部。河川水力發(fā)電潛力較低，大約是1000億kWh。據(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)可開發(fā)的發(fā)電裝機(jī)容量，疊加起來即為估算的資源量。世界上適于建立潮汐電站的20幾處地方，都在研究、設(shè)

15、計(jì)建立潮汐電站。其中包括：美國阿拉斯加州的庫克灣、加拿大芬地灣、英國塞文河口、阿根廷圣約瑟灣、澳大利亞達(dá)爾文迪門灣、印度坎貝河口、俄羅斯遠(yuǎn)東鄂霍茨克海品仁灣、國仁川灣等地。2我國潮汐能開展前景我國海岸線曲折漫長，北起中朝交界的鴨綠江口，南達(dá)中越相交的北侖河口，大陸岸線長達(dá)18000多km，加上6500多個(gè)海島的岸線，岸線長度超過32000km。以灣為界，以北主要是平原型海岸除遼東半島、半島外，由厚而松散的粉砂或淤泥組成，岸線平直，潮差較小，良好的潮汐發(fā)電港灣壩址較少；以南主要為基巖港灣形海岸，岸線曲折，海岸坡度陡，水深潮大，有優(yōu)良的潮汐發(fā)電壩址。據(jù)對(duì)全國開發(fā)裝機(jī)容量200kW以上的424處港灣壩址的調(diào)查資料說明，我國的潮汐能蘊(yùn)藏量為1.1億kW。我國沿海地區(qū)以灣為界，以北主要是平原型海岸除半島和遼東半島，由厚而松散的粉砂或淤泥組成，岸線平直，潮差較小，良好的潮汐發(fā)電港灣壩址較少；以南主要為基巖港灣型海岸，岸線曲折，海