潮汐能的利用与发展前景
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【摘要】潮汐能是指海面涨落过程中所获得的能量。潮汐能包括潮流和潮汐两种不同运动方式所蕴含的能量，潮水在涨落中蕴藏着巨大能量，这种能量是无污染、可再生的能量。潮汐能来源于地球－月亮－太阳系统的热能和引力。潮汐发电的主要形式有单池单向发电、单池双向发电和双池双向发电。
【关键词】潮汐能；发电
1.潮汐能现象
海水在月球和太阳等天体的引力作用下会产生周期性的涨落现象：在某一时间段, 海水迅猛上涨,达到高潮；过后一些时间,上涨的海水又自行退去, 出现低潮。此涨落过程不断重复,永不停息,这种运动现象就是潮汐。涨潮的过程中的海水具有很大的动能, 随着海水水位的升高, 就把大量海水的动能转化为势能；在落潮过程中,海水水位逐渐降低,势能又转化为动能。海水在涨潮、落潮的运动中所蕴含的大量动能和势能, 称为潮汐能。
2.潮汐能发电技术
潮汐发电要求：潮汐的幅度要大，需在几米以上；海岸的地形应能够储蓄大量海水，并允许较大规模的土建工程。涨潮时，将海水储存在水库内，此时海水包含较大的势能。落潮时，放出海水，利用高、低潮位之间的落差，推动水轮机旋转，带动发电机发电。潮汐发电与普通水利发电原理基本类似,差别在于蓄积的海水落差不大，但流量较大，呈间歇性，并且潮水的流动时不断变换方向的，从而潮汐发电的水轮机结构要适合水头低、流量大和双流向的特点。
2.1水库式潮汐能发电技术
水库式潮汐发电，即在海潮河口或海湾建筑堤坝、闸门和厂房，将河口或海湾与外海隔开围建水库，并安装潮汐发电机组。水库式潮汐电站主要有双池双向发电、单池双向发电和单池单向发电三种形式。
2.2无水库式新型潮汐能发电技术
无库式潮汐能发电技术突破了常规发电的概念：借鉴风能发电的相关原理，兼顾风和海流的密度等条件的不同而开发设计的，因而这种发电技术所用水轮机结构形式与传统有库式机组的结构形式有很多不同点。根据机组结构形式不同，目前的潮汐能发电机组总体可分为两类：海底风车式机组和全贯流式机组。
3．潮汐能的利用现状
在长三角地区中，江苏省虽然拥有近千公里的海岸线，但绝大多数海岸为沙岸，港湾不多。先天的地理因素决定了江苏省的潮汐能资源欠丰富，因此很难大规模发展潮汐能电站。就全国范围而言，浙江和福建两省潮汐能资源蕴藏量最大，约占全国潮汐能总资源量的80.9%，并且港湾地形优越，潮差较大。
英国《独立报》网站曾报道英国工程师彼得・弗伦克尔发明出从海洋潮汐能量中获取电力的装置。这部世界首台潮汐能发电机安装在英国斯特兰福德湾。通过它可获得英国这个岛国所需五分之一的电力,极大地缓解了当地的能源危机。专家说, 这个新装置使海洋能源的开发利用又迈出了一大步。这一装置的使用将引导海洋能源利用领域的“革命”。
法国朗斯潮汐电站,是世界上第一座大型潮汐电站。电站开发方式为单库双向发电，与常规电站不同，该电站采用了具有正反向发电功能的灯泡贯流式水轮发电机组，这一技术创新不但提高了潮汐能的利用效率，同时降低了电站的造价。年发电量达5.4 亿kW・h。
4.潮汐能的发展前景
潮汐能发电所用的涡轮机是放置在潮汐流中,因此旋转轴的密封是我们面临的首要难题。潮汐流涡轮机类似是潜艇技术和风轮机的结合物。潮汐发电机应解决以下几个主要问题：腐蚀保护；电缆保护；水中旋转轴的密封；适应于周期性变化的水流方向；环境友好的、理想的无油设计；最低的安装成本和收回成本。虽然潮汐能资源是高度可预测的,而且也能使潮汐能发电技术的原理更加简单,但是其主要挑战都是来自于发电机的运行环境。为了控制运行费用, 对于在水中运行的发电机组来说, 显然, 其可靠性和坚固性才是最重要的。与风能、太阳能等其他可再生能源相比，潮汐能具有储量大影响因素少、可靠性高及能量转化效率高等优点，利用前景广阔。
5.结语
潮汐能是一种用之不竭、无污染、不受水量影响的可再生能源。在各种海洋能源中，潮汐能的开发利用最为简便可行，具有广阔的发展前景。当今世界三大潮汐发电站有法国朗斯潮汐电站、加拿大安纳波利斯潮汐电站和中国江厦潮汐试验电站，利用潮汐能发电的技术正逐步走向成熟。但要使潮汐能的利用商业化，还需要更大的努力，勘察选址、涡轮防腐蚀和水中密封是其中极为重要的环节。 [科]
【参考文献】
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