潮汐能技術(shù)利用技術(shù)存在的問(wèn)題研究

1、韓文濤：潮汐能技術(shù)利用技術(shù)存在的問(wèn)題研究 潮汐能技術(shù)利用技術(shù)存在的問(wèn)題研究（華北電力大學(xué)能源動(dòng)力與機(jī)械工程學(xué)院，河北省保定市 071003 ）Study on Existing Problems of Tidal Energy Technology(School of Energy Engineering,North China Electric Power University,Baoding 071003,Hebei,China)ABSTRACT: Tidal energy is an important part of the ocean which will be beneficial

2、 to the energy demand increasing, reduce greenhouse gas emissions and the energy crisis if rational development and utilization. Basic form of the main existing three tidal power station: unidirectional single reservoir type, reservoir bidirectional type, double base one-way type. The basic principl

3、e of Tidal energy power is tide in the tidal range and the use of the drives a turbine to generate electricity.This paper summarized the current situation of tidal energy technology at home and abroad and the limitations of tidal energy development.Three conventional turbine units are listed and the

4、ir main advantages and disadvantages.The effects of tidal power station on the marine ecological environment and the coastal ecological environment of the coastal area are summarized, and the countermeasures and suggestions are given. Finally, the prospects for the utilization of tidal energy resour

5、ces in China are discussed.KEY WORDS: tidal energy;renewable energy;utilization technology;current situation; existing problems 摘要： 潮汐能是海洋能重要的組成部分，合理開(kāi)發(fā)利用將對(duì)緩解能源需求的不斷增加，減少溫室氣體排放，對(duì)即將面臨的能源危機(jī)有極大的裨益。當(dāng)前主要存在的三種潮汐能電站的基本形式：?jiǎn)螏?kù)單向型、單庫(kù)雙向型，雙庫(kù)單向型，其基 本原理都是利用潮水的潮差推動(dòng)水輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電。本文對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)外潮汐能技術(shù)利用現(xiàn)狀進(jìn)行總結(jié)，并對(duì)潮汐能發(fā)展過(guò)程中遇到的局限性進(jìn)行概括。列

6、舉了三種常規(guī)水輪機(jī)組，并指出其主要存在的優(yōu)缺點(diǎn)?？偨Y(jié)了潮汐電站對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境以及近海海域沿岸生態(tài)環(huán)境的影響，并給出解決措施建議。最后對(duì)我國(guó)潮汐能資源利用進(jìn)行了展望。關(guān)鍵詞： 潮汐能；可再生能源；利用技術(shù)；現(xiàn)狀；存在問(wèn)題0 引言：一直以來(lái)我國(guó)電力能源一直以煤炭發(fā)電為主，隨著煤炭等一次能源的不斷減少，國(guó)家越來(lái)越重視可持續(xù)能源的開(kāi)發(fā)利用?！笆?”期間我國(guó)將盡快確定能源轉(zhuǎn)型方向，優(yōu)先發(fā)展可持續(xù)能源，在總結(jié)“十二五 ”產(chǎn)業(yè)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)和充分認(rèn)識(shí)所面臨問(wèn)題的基礎(chǔ)上，提出相應(yīng)發(fā)展目標(biāo)和保證目標(biāo)實(shí)現(xiàn)政策1。這一舉措給可持續(xù)發(fā)展能源帶來(lái)極大推動(dòng)力。潮汐能是可持續(xù)能源海洋能的重要組成部分，與傳統(tǒng)化石能源不同，潮汐

7、能具有儲(chǔ)量豐富，分布廣泛，清潔無(wú)污染，可再生可持續(xù)性好，可循環(huán)使用，永不枯竭的特點(diǎn)3。據(jù)理論估算全球海洋能源儲(chǔ)量高達(dá)41012kW，可利用的有1.57 1010kW，其中潮汐能約有2.7 1010kW， 可利用的潮汐能資源約為5.4 109kW2,7。 我國(guó)擁有漫長(zhǎng)的海岸線和廣闊的海洋領(lǐng)土，理論潮汐能儲(chǔ)量約為1.1 億 kW，可開(kāi)發(fā)利用的約為2.179108kW，開(kāi)發(fā)潛力巨大7。中國(guó)海的潮汐主要由太平洋傳入的潮波引起，由太平洋向中國(guó)海域傳來(lái)的潮波，一支經(jīng)日本九州和我國(guó)臺(tái)灣之間水域進(jìn)入東海，其中小部分進(jìn)入臺(tái)灣海峽，而絕大部分向西北方向傳播，引起黃、渤海的潮振動(dòng)；另一支通過(guò)巴士海峽傳入南海，形成南

8、海的潮波。潮波在傳播過(guò)程中由于受到地球偏轉(zhuǎn)力以及海底地形和海岸輪廓的影響，變得因地而異，所以中國(guó)沿海各地的潮汐類型多樣，潮差各異8。潮汐能包括潮差能和潮流能，是海水在月球、太陽(yáng)等天體的引力作用下做周期性漲、落潮運(yùn)動(dòng)所形成勢(shì)能和動(dòng)能的總和，因其出力穩(wěn)定且可預(yù)測(cè)而備受關(guān)注4。目前，除傳統(tǒng)攔壩式潮汐電站外，國(guó)外相關(guān)機(jī)構(gòu)正致力于研究開(kāi)放型潮汐能利用技術(shù)，形成了包括潮流發(fā)電、瀉湖潮汐發(fā)電、動(dòng)態(tài)潮汐發(fā)電( DTP)等多種形式的潮汐能利用技術(shù)。潮汐能發(fā)電技術(shù)有諸多優(yōu)點(diǎn)，首先它是一種清潔的可再生能源，受天體引力作用，漲潮落潮相對(duì)穩(wěn)定可靠，與常規(guī)水電不同的是，潮汐能發(fā)電不會(huì)因?yàn)榧竟?jié)因素出現(xiàn)豐水期與枯水期；潮汐電

9、站的建立不需要破壞大量已有的建筑城鎮(zhèn)以及淹沒(méi)大量的農(nóng)田，相反可以通過(guò)建立攔海大壩，促淤圍墾建設(shè)大片海灘凃，發(fā)展水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)，提高經(jīng)濟(jì)效益；常規(guī)水電一般選址需要水位差較大，建筑高水壩，潮汐能水位差通常最高只有十幾米，一般不需建筑高的水壩5。同時(shí)潮汐能電站也存在一些問(wèn)題，有部分學(xué)者分別對(duì)潮汐能開(kāi)發(fā)利用所引起的水動(dòng)力條件、沉積環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)的變化進(jìn)行了研究而且隨著數(shù)值模擬計(jì)算軟件的不斷發(fā)展，將數(shù)學(xué)計(jì)算方法與計(jì)算機(jī)相結(jié)合可以從理論上給出對(duì)潮汐能數(shù)據(jù)給出比參考性數(shù)據(jù)；數(shù)值模擬軟件可以優(yōu)化水輪機(jī)結(jié)構(gòu)，可以減少實(shí)際實(shí)驗(yàn)?zāi)M過(guò)程的繁瑣與經(jīng)濟(jì)成本18。圖 1 潮汐發(fā)電原理圖Fig.1 Principle diag

10、ram of tidal power generation1 潮汐能發(fā)電概述1.1 潮汐能發(fā)電基本原理 潮汐能發(fā)電技術(shù)就是利用海水潮漲潮落及其造成的水位差來(lái)推動(dòng)水輪機(jī)，再由水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。潮汐能發(fā)電一般借助地形優(yōu)勢(shì)，將海灣出口建筑一攔潮壩，在壩上安裝水輪機(jī)組，漲潮時(shí)，海水從大海流進(jìn)水庫(kù)，沖擊水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)發(fā)電 機(jī)發(fā)電，落潮時(shí)海水從相反方向帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。圖 1 所示為潮汐能發(fā)電的基本原理圖。1.2 潮汐能發(fā)電的基本形式潮汐能電站按照開(kāi)發(fā)形式不同分通常為如下三種形式：( 1)單庫(kù)單向型。漲潮時(shí)打開(kāi)水庫(kù)閘門，海水進(jìn)入水庫(kù)，平潮時(shí)關(guān)閘；落潮后，當(dāng)外海與水庫(kù)有一定水位差時(shí)打開(kāi)閘門，驅(qū)動(dòng)水輪發(fā)電

11、機(jī)組發(fā)電。海水僅在落潮時(shí)單方向通過(guò)水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單，投資較少，缺點(diǎn)是潮汐能利用率低，發(fā)電有間斷。(2)單庫(kù)雙向式型。向水輪機(jī)引水的管道有兩套，可獨(dú)立控制，在漲潮和落潮時(shí)，海水分別從各自的引水管道進(jìn)入水輪機(jī)電電。單庫(kù)雙向式潮汐能發(fā)電站不管是在漲潮時(shí)或是在落潮時(shí)均可發(fā)電。優(yōu)點(diǎn)是潮汐能利用率高，缺點(diǎn)是投資較大。(3)雙庫(kù)單向式型。需要兩個(gè)水力相聯(lián)的水庫(kù)，漲潮時(shí)，海水進(jìn)入高水庫(kù)；落潮時(shí)，水由低水庫(kù)排入大海，于是高水庫(kù)始終保持高水位，低庫(kù)終日保持較低水位，兩庫(kù)間總存在這水位差，利用兩水庫(kù)間的水位差，使水輪發(fā)電機(jī)組連續(xù)單向旋轉(zhuǎn)發(fā)電。優(yōu)點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)連續(xù)發(fā)電；缺點(diǎn)是投資大，需要建設(shè)兩個(gè)水庫(kù)，將原

12、來(lái)庫(kù)容減半，減少發(fā)電量，工作水頭也有所降低。圖 2 潮汐電站的三種形式Fig.2 Three forms of tidal power station1.3 潮汐能發(fā)電現(xiàn)狀國(guó)外潮汐能發(fā)電現(xiàn)狀當(dāng)今法國(guó)、英國(guó)、加拿大、美國(guó)等等國(guó)家都對(duì)潮汐能發(fā)電投入了大量的人力物力，當(dāng)前世界已建成并投運(yùn)的發(fā)電站裝機(jī)容量達(dá)到26.6萬(wàn)kW，年發(fā)電量為6.125 億 kWh，主要有法國(guó)朗斯潮汐電站，美國(guó)阿拉斯加庫(kù)克灣、加拿大芬地灣、英國(guó)賽文河口等潮汐電站5。國(guó)內(nèi)潮汐能發(fā)電現(xiàn)狀截至 2010 年中國(guó)共開(kāi)展4 次較大規(guī)模的潮汐能資源調(diào)查與評(píng)估（詳見(jiàn)表1） ，潮汐能資源總量估算采用了伯恩斯坦提出的估算公式或者是在其基礎(chǔ)上修改

13、后的公式，評(píng)估的結(jié)果仍屬于普查層面的簡(jiǎn)單統(tǒng)計(jì)。潮汐能的開(kāi)發(fā)利用與庫(kù)壩的類型、發(fā)電機(jī)組的形式（單向或雙向）、 水頭設(shè)計(jì)及發(fā)電時(shí)長(zhǎng)等等因素有關(guān)，因此以往的評(píng)估方法及結(jié)果不能很好地反應(yīng)出不同開(kāi)發(fā)形式間的差異與優(yōu)劣。表 1 中國(guó)歷次潮汐能資源調(diào)查評(píng)估表Tab 1 A survey of the previous tidal energy resourcesin China序數(shù)實(shí)施年主持部門海灣 （河口）數(shù)理論可開(kāi)發(fā)量份目 /個(gè)/104 kW第一次1958水利部5003584.0第二次1978水利部1892158.0第三次1986水電部和4262179.6海洋局第四次2004海洋局1712282.9隨著

14、科技的進(jìn)步以及測(cè)量計(jì)算手段的不斷創(chuàng)新， 對(duì)潮汐能資源評(píng)估也越來(lái)越準(zhǔn)確。從 1986 年起，由水利部與國(guó)家海洋局聯(lián)合開(kāi)展了第三次沿海農(nóng)村資源區(qū)劃。此次評(píng)估采用與第二次相同的潮汐能源評(píng)估公式，重點(diǎn)對(duì)沿海主要大海灣內(nèi)部2001000kW 小海灣進(jìn)行補(bǔ)充調(diào)查。具體結(jié)果見(jiàn)表二， 此次調(diào)查結(jié)果海灣個(gè)數(shù)較第二次增加了184個(gè)，但是由于海灣面積偏小，因此潮汐能估算總量?jī)H增加約1%。具體調(diào)查結(jié)果見(jiàn)表2，從調(diào)查結(jié)果可以看出我國(guó)東部南部沿海潮汐能資源量并不相同， 其中浙江與福建省擁有豐富的潮汐能資源，開(kāi)發(fā)利用規(guī)模明顯大于全國(guó)其他省份。表 2 1986年始中國(guó)沿海潮汐能各省開(kāi)發(fā)利用情況表8Tab 2 The deve

15、lopment and utilization of Chinascoastal tidal energy provinces in 198682001000kW全部潮汐能*省區(qū)裝機(jī)容量年發(fā)電量壩址數(shù)裝機(jī)容量年發(fā)電量壩址數(shù)（ 104kW）（ 106kWh）（個(gè)）（ 104kW）（ 108kW）（個(gè)）遼寧1.232.872859.6616.453河北 *0.9218.3191.020.2120山東0.8416.781212.423.7524江蘇0.115.4620.110.062長(zhǎng)江70.422.8170.422.81浙江2.1244.3254891.39266.973福建1.6944.7226

16、1033.29284.1388臺(tái)灣0.4913.5475.621.3517廣東1.6332.242357.2715.249廣西2.784.215639.3611.1272海南0.6112.17149.062.2927全國(guó)12.31304.612422179.6624.21426注： * 河北內(nèi)含天津市。* 全部潮汐能資源為普查和區(qū)劃合計(jì)結(jié)果，已減去重復(fù)部分。第四次大規(guī)模潮汐能評(píng)估始于2004 年，是由國(guó)家海洋局主導(dǎo)的908 專項(xiàng)任務(wù)“我國(guó)近?？稍偕Y源調(diào)查與研究”中的一部分。此次調(diào)查對(duì)我國(guó)近海相關(guān)海域、島嶼及沿海地區(qū)潮汐能、潮流能、波浪能、風(fēng)能溫差能、鹽差能等海洋可再生能源相關(guān)要素進(jìn)行調(diào)查，獲

17、取了當(dāng)前科技水平下最詳近的資料。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)分析，計(jì)算出我國(guó)海洋能各種能源儲(chǔ)量與分布。該項(xiàng)目除采用了100 余個(gè)潮汐站的水位數(shù)據(jù)外，還在重要區(qū)域增設(shè)了潮汐觀測(cè)站位49個(gè)，估算公式與第三次普查保持一致，項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中還對(duì)擬選壩址位置進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)踏勘并進(jìn)行。具體勘測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)表3，數(shù)據(jù)表明我國(guó)近海潮汐能資源技術(shù)可開(kāi)發(fā)裝機(jī)容量大于500kW 的壩址共171 個(gè)11， 總技術(shù)裝機(jī)容量為2282.91 104kW 年發(fā)電量約626.41 108kW h。其中，大部分潮汐能資源依然主要集中在浙江和福建兩省，其潮汐能技術(shù)可開(kāi)發(fā)裝機(jī) 容 量 為2067.34104kW ， 年 發(fā) 電 量 為568.48 108kW

18、h，分別占全國(guó)可開(kāi)發(fā)量的90.5%和90.7%。表 3 2004 年始中國(guó)近海500kW以上潮汐能站址資源統(tǒng)計(jì)表9Tab 3 The beginning of 2004 more than 500kWChinese can tide offshore site resources statistic9s壩址數(shù)裝機(jī)容量占全國(guó)年發(fā)電量占全國(guó)地點(diǎn)（個(gè)）（ 104 kW）比重 /%（ 108kW）比重 /%遼寧2452.632.314.482.3河北10.090.00380.020.0027山東1317.990.793.60.58上海170.913.119.53.1浙江19856.8537.5235.

19、637.6福建641210.4653332.8753.13廣東2335.261.559.71.55廣西1635.151.549.661.54海南103.570.160.980.16全國(guó)1712282.91100626.411002 幾種潮汐能發(fā)電技術(shù)及其主要存在問(wèn)題近岸潮汐能技術(shù)-潮汐柵欄潮汐柵欄是一種封閉式的攔河壩（如圖3a），一般可至于小島之間以及大陸與島嶼之間。由于潮汐柵欄渠道截面的減小，水流通過(guò)渦輪機(jī)的流速較高。發(fā)電機(jī)組與變壓器可以至于海平面上，便于維護(hù)與操作。缺點(diǎn)是攔河壩對(duì)海洋環(huán)境造成一定影響5。技術(shù)改進(jìn)，據(jù)英國(guó)衛(wèi)報(bào)消息，牛津大學(xué)科學(xué)工程系技術(shù)開(kāi)發(fā)了一種新的潮汐能柵欄（如圖3 b）

20、，用于淺海靜水水域發(fā)電，且發(fā)電成本低于近海風(fēng)電場(chǎng)。新型柵欄是由一系列相互連接的渦輪組成，其橫向水力渦輪機(jī)的設(shè)計(jì)與水車的設(shè)計(jì)相仿，使用最新的碳復(fù)合技術(shù)。該技術(shù)一經(jīng)完工即可獨(dú)立發(fā)電，總輸出功率為30 兆瓦時(shí)，每兆瓦時(shí)可滿足英國(guó)約1000 戶居民的日常電力使用12。 新型潮汐能柵欄技術(shù)，使用大孔徑旋轉(zhuǎn)渦輪，相互串聯(lián)的機(jī)構(gòu)可以保證水輪機(jī)有更大的輸出扭矩，其構(gòu)造也給海洋水生物提供更多安全洄游空間，從而減少了對(duì)海洋環(huán)境的影響。a）（b）3 兩種潮汐柵欄示意圖Fig 3 two schematic diagram of the tidal fence近岸潮汐能技術(shù)潮汐渦輪技術(shù)潮汐渦輪是安裝與水下的渦輪發(fā)電裝

21、置，如圖4 所示為潮汐渦輪機(jī)原理圖。類似于風(fēng)電機(jī)組，由潮汐渦輪機(jī)組成發(fā)電機(jī)組由于水的密度較風(fēng)能大，規(guī)律性較強(qiáng)，因此可以提高發(fā)電效率與相對(duì)穩(wěn)定性。在流速 23m/s 的海水中，每臺(tái)發(fā)電能力約為150kW 13。機(jī)組的基本特性如下16：采用可變速的轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)代替帶有水下電子器件的變節(jié)距裝置。采用高性能優(yōu)化的對(duì)稱斷面以及擴(kuò)大的性能帶寬，實(shí)現(xiàn)了雙向水流都能發(fā)電。該渦輪機(jī)的斷面類似一臺(tái)水泵水輪機(jī)，它被優(yōu)化為兼有水泵和水輪機(jī)兩種模式、以相同的效率運(yùn)行。該方法避免了采用偏航系統(tǒng)或（近乎）180可變漿距角葉片。直接驅(qū)動(dòng)，以免除齒輪箱的故障，也不需加齒輪箱潤(rùn)滑油。永久磁鐵勵(lì)磁，以避免靜態(tài)勵(lì)磁和集電環(huán)傳送系統(tǒng)結(jié)

22、構(gòu)的復(fù)雜性。利用潮汐水流周圍的水，直接冷卻發(fā)電機(jī)定子。利用讓水以受控方式流過(guò)渦輪機(jī)，故免除了旋轉(zhuǎn)軸密封的問(wèn)題。海水潤(rùn)滑軸承，不需要加潤(rùn)滑油脂。無(wú)油設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)環(huán)境造成的不利影響最小化。缺點(diǎn)是葉輪受力面積有限，不能充分利用經(jīng)過(guò)的水動(dòng)能。圖 4 潮汐渦輪電機(jī)原理圖Fig 4 Principle diagram of Tidal Turbine2.3 近岸潮汐能技術(shù)燈泡貫流式轉(zhuǎn)輪技術(shù)燈泡貫流式轉(zhuǎn)輪基本結(jié)構(gòu)原理圖如圖1 所示，該結(jié)構(gòu)將水輪機(jī)嵌入到壩體內(nèi)，具有高單位轉(zhuǎn)速、大單位流量及水力效率高等特點(diǎn)，是雙向發(fā)電的潮汐電站的最佳機(jī)型；全貫流水輪機(jī)組具有結(jié)構(gòu)更加緊湊、運(yùn)行更加穩(wěn)定和運(yùn)行維護(hù)容易等特點(diǎn)，適合

23、于只要求單向發(fā)電的潮汐電站15。但是該機(jī)組造價(jià)較高，水輪機(jī)組占潮汐電站設(shè)備比重大。降低機(jī)組造價(jià)有效途徑可以通過(guò)減少葉片、簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、優(yōu)化布置、替代材料和批量生產(chǎn)等方面。但是進(jìn)行簡(jiǎn)化并不是盲目減少葉片數(shù)目，而應(yīng)該在盡量不降低發(fā)電效率的基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。研究表明取消活動(dòng)導(dǎo)水葉，增設(shè)少數(shù)固定導(dǎo)水葉，保留轉(zhuǎn)葉調(diào)節(jié)的水輪機(jī)結(jié)構(gòu)，可以大大簡(jiǎn)化機(jī)組結(jié)構(gòu)，顯著地降低機(jī)組造價(jià)，對(duì)水輪機(jī)的水力特性也不會(huì)產(chǎn)生大的影響，至于環(huán)量的形成，可借助于固定導(dǎo)水葉造型設(shè)計(jì)來(lái)取得，停機(jī)問(wèn)題也可由槳葉關(guān)到一定位置來(lái)解決，完全斷流問(wèn)題可利用進(jìn)口閘門的改進(jìn)來(lái)解決。從水輪發(fā)電機(jī)組總體布置方式考慮，水輪機(jī)通過(guò)齒輪增速器與發(fā)電機(jī)連接，可大大

24、提高發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，縮小尺寸，降低成本；另外，用高轉(zhuǎn)速發(fā)電機(jī)代替低轉(zhuǎn)速發(fā)電機(jī)，燈泡體尺寸隨之減小，機(jī)組軸間間距亦減小，使電站廠房體積減小，從而降低電站造價(jià)。水輪機(jī)的排列方式也對(duì)發(fā)電有影響，香港云集潮汐流數(shù)據(jù)顯示，垂直陣列可以增加發(fā)電減少切入速度13。 利用潮汐電站的超低水頭屬性，為大量采用非金屬替代材料以降低原材料費(fèi)用提供了前提條件。潮汐發(fā)電機(jī)共同面臨的問(wèn)題主要集中于一下幾個(gè)方面15：（ 1 ） 適應(yīng)于周期性變化的水流方向，雖然潮汐能資源高度可預(yù)測(cè)，發(fā)電原理也十分簡(jiǎn)單，但是發(fā)電機(jī)運(yùn)行環(huán)境對(duì)于其可靠運(yùn)行依然有一定影響。腐蝕性問(wèn)題，海水具有一定酸堿度、鹽度，海水中的鹽類帶有腐蝕性，因此發(fā)電機(jī)組部件要做

25、好防腐措施，選擇合適的材料。水輪機(jī)靠旋轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)發(fā)電機(jī)等一系列齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，這些部位一般有潤(rùn)滑油的保護(hù)，為減少海水侵入機(jī)體，發(fā)電機(jī)組軸封部件要做好防水措施。當(dāng)然潤(rùn)滑油泄露會(huì)對(duì)海洋環(huán)境造成污染，因此應(yīng)著力研發(fā)環(huán)境友好、理想無(wú)潤(rùn)滑油設(shè)計(jì)。發(fā)電機(jī)最終用海底電纜將電能輸送到內(nèi)地，海底電纜一旦出現(xiàn)漏電或者斷裂，維修難度大；同樣對(duì)于已經(jīng)安裝好的發(fā)電機(jī)組，由于長(zhǎng)期浸入到海底之中，一旦出現(xiàn)故障，必須先在海底中找到該機(jī)組，然后進(jìn)行維修，維修難度較陸上發(fā)電機(jī)組難度大。潮汐電站一般初期建設(shè)費(fèi)用較高，成本回收時(shí)間長(zhǎng)，開(kāi)發(fā)低投資高回報(bào)的機(jī)組以及建設(shè)堤壩技術(shù)也是當(dāng)前制約潮汐能利用的一大因素。3 潮汐能發(fā)電的局限性大力發(fā)展潮汐能

26、發(fā)電，就要克服潮汐能發(fā)電的局限性，這主要有5 :潮差和水頭在一日內(nèi)經(jīng)常變化，在無(wú)特殊調(diào)節(jié)措施時(shí)，這種間歇性會(huì)給用戶帶來(lái)不便。但可按潮汐預(yù)報(bào)提前制定運(yùn)行計(jì)劃，與大電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，以克服其間歇性。潮汐電站建在港灣?？?，通常水深壩長(zhǎng)，施工、地基處理及防淤等問(wèn)題較困難。故土建和機(jī)電投資大，造價(jià)較高。潮汐電站是低水頭、大流量的發(fā)電形式。漲落潮水流方向相反，水輪機(jī)體積大，耗鋼量多，進(jìn)出水建筑物結(jié)構(gòu)復(fù)雜。而且因浸泡在海水中，海水、海生物對(duì)金屬結(jié)構(gòu)物和海工建筑物有腐蝕作用，需作特殊的防腐和防海生物粘附處理。能發(fā)電站對(duì)環(huán)境的影響分析對(duì)電站周圍自然環(huán)境的影響潮汐能電站在施工期間建阻斷，該海域部分區(qū)域與海洋水質(zhì)交換，

27、施工期間建筑廢料、操作過(guò)程均會(huì)影響相關(guān)海洋生物生存環(huán)境12。 電站建成之后潮汐漲落周期與原來(lái)漲落周期存有差異，張超時(shí)間變短，落潮時(shí)間相對(duì)延長(zhǎng)；同時(shí)影響原來(lái)的潮流分布，海水僅從水輪機(jī)輸水渠道流動(dòng)，流速較快，而其他位置水流速明顯降低。水壩建成將導(dǎo)致整體壩內(nèi)水流速度放緩，原有泥沙動(dòng)力平衡被破壞，導(dǎo)致廣闊海灣底沙重新形成，部分地區(qū)出現(xiàn)淤積問(wèn)題，附近海域生態(tài)系統(tǒng)重組。海灣內(nèi)與外界海域水交換頻率的減少，隨著內(nèi)地水源的不斷注入，對(duì)其本身水環(huán)境穩(wěn)定性造成一定沖擊，水庫(kù)溫度、鹽度、酸堿度、含沙量值也會(huì)出現(xiàn)較大波動(dòng)，若庫(kù)區(qū)無(wú)大徑流量與含沙較大河流注入，會(huì)導(dǎo)致庫(kù)水含沙量降低，最終有利于浮游生物與底棲生物的生長(zhǎng)。該海

28、域海洋生態(tài)變化會(huì)造成近海沿岸生態(tài)環(huán)境的改變，大壩兩側(cè)海洋生物洄游經(jīng)過(guò)水輪機(jī)時(shí)可能造成傷害，海洋生物量減少，以相關(guān)海洋生物為食的鳥(niǎo)類等生物量也會(huì)減少。對(duì)生態(tài)環(huán)境影響的解決措施對(duì)于以往采用圍堰法隔斷水庫(kù)內(nèi)外水交換而帶來(lái)的影響，可以采用浮運(yùn)作業(yè)方式，使得作業(yè)期間，海洋生物依然可以自由來(lái)回穿梭。利用改變的潮漲潮落規(guī)律，發(fā)掘其有利方面，發(fā)展創(chuàng)造良好的休閑及同行條件。利用沿海灘涂發(fā)展旅游業(yè)、漁業(yè)、農(nóng)業(yè)等副產(chǎn)業(yè)，充分利用海洋資源。為消除建筑施工期間建筑材料對(duì)水質(zhì)的影響，積極研發(fā)相關(guān)微溶性材料，降低建筑材料的溶解性，如使用橡膠壩16，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、運(yùn)行方便，可以進(jìn)一步在我國(guó)推廣使用。利用海洋生物獨(dú)特的

29、音頻，通過(guò)聲吶技術(shù)手段驅(qū)除水輪機(jī)附近洄游生物。與展望綜上所述，當(dāng)前潮汐能發(fā)電還處于發(fā)展階段，潮汐能屬于可再生資源，蘊(yùn)藏量大，運(yùn)行成本低；對(duì)環(huán)境影響較常規(guī)水電少，發(fā)電無(wú)廢渣、廢水、廢氣排放，屬于潔凈能源；潮汐能發(fā)電都利用地利優(yōu)勢(shì)，依靠海灣、河口建設(shè)，不占用耕地，也不需要像常規(guī)水電一樣需要淹沒(méi)大量土地；發(fā)電不受季節(jié)影響；建設(shè)壩堤高度較低，容易建造。面臨的問(wèn)題主要有機(jī)電設(shè)備長(zhǎng)期浸入海水之中需要做好防腐處理；潮汐漲落過(guò)程海水水位會(huì)隨之變化，因此潮汐發(fā)電的質(zhì)量不是穩(wěn)定的；潮汐電站建立會(huì)改變潮差和潮流，還會(huì)改變海水的溫度、鹽度、 酸堿度等；潮汐電站會(huì)對(duì)洄游經(jīng)過(guò)水輪機(jī)的魚(yú)類帶來(lái)威脅，對(duì)魚(yú)群生殖繁衍帶來(lái)一定影

30、響，進(jìn)一步破壞下一級(jí)生物鏈，帶來(lái)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性問(wèn)題；潮汐電站初期建設(shè)費(fèi)用較高等。雖然潮汐能發(fā)電站有利也有弊，但從能源利用長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來(lái)看，優(yōu)勢(shì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于它的缺點(diǎn)。而且隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，這些問(wèn)題也將不斷解決，降低潮汐能發(fā)電技術(shù)帶來(lái)的不利影響。潮汐能有此巨大的開(kāi)發(fā)前景，相信將來(lái)對(duì)解決世界性能源問(wèn)題將發(fā)揮越來(lái)越大的作用。我國(guó)是能源消費(fèi)大國(guó)，能源的多元化已經(jīng)成為大勢(shì)所趨，潮汐能的利用對(duì)于能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。因此要全面開(kāi)發(fā)利用潮汐電站從而帶來(lái)的綜合效益，建設(shè)海上橋梁、海水養(yǎng)殖、海上觀光旅游業(yè)等，全面建設(shè)生態(tài)文明的可再生能源發(fā)電新局面。參考文獻(xiàn)：任東明 .“十三五”可再生能源發(fā)展展望J.科技導(dǎo)報(bào),2016,34（1）:133-138.胡振興 . 潮流能發(fā)電裝置功率控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)D.中國(guó)海洋大學(xué) , 2013.馬冬娜 .海洋能發(fā)電綜述J. 科技資訊, 2015 (21): 246-247.趙建春 , 陳國(guó)海 , 周鵬飛.動(dòng)態(tài)潮汐能工程對(duì)區(qū)域海洋水動(dòng)力環(huán)境的影響分析J. 太陽(yáng)能學(xué)報(bào), 2015, 36(12): 3108-3114.張曉君 , 程振興, 張兆德. 潮汐能利用的現(xiàn)狀與浙江潮汐能的發(fā)展前景 J. 中國(guó)造船, 2010, 51(A01): 144-147.Nielsen K.Oceanenergy technology studyJ. D