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《海洋能源开发利用》作业题目：潮汐能的现状与发展班级：机械设计制造及自动化3班姓名：唐雯娟学号：12223052015年12月潮汐能的现状与发展1潮汐能的现状与发展摘要：海洋占地球面积的3/4左右，蕴藏着丰富的无污染可再生能源，其可开发部分远远超出地球能源总消耗量。在我国漫长的海岸向上，蕴藏着丰富的潮汐能，其理论蕴藏量为1.1亿KW。在当前全球能源极度短缺的严峻形势下，合理开发利用潮汐能，可以替代大量的煤炭、石油、天然气等化石能源；并能有效避免燃烧矿物燃料而产生的对人类生存环境的污染，并可以实现对水资源的综合利用——兴水利、除水害，兼而取得防洪、航运、农灌。供水、养殖、旅游等经济和社会效益，同时带动当地的交通运输、工业及至文化、教育、卫生事业的发展，成为振兴地区经济的前导；电能运输方便，可减少交通运输的负荷。关键词：潮汐能、电站、水资源、开发利用引言：世界经济的现代化，得益于化石能源，如石油、天然气煤炭与核裂变能的广泛的投入应用，因而它是建筑在化石能源基础之上的一种经济。然而由于化石能源属于不可再生资源随着其量的减少，能源供应的链条将会出现中断，这必将导致世界经济危机和冲突的加剧，最终葬送现代市场经济。化石燃料的使用对环境的破环效应日益受到人们的关注。我国作为一个能源消耗大国近年来一直努力减少对化石燃料的依赖。寻求可替代性能源，同时积极改变经济增长模式降低环境污染，走可续发展道路。潮汐能作为一种洁净的，可再生资源对其进行开发利用可以有效的缓解我国能源紧缺问题和环境污染问题。针对该种情况，本文通过对潮汐发电现状的总结，结合我国自身开发潮汐能的可行性现状，指出我国拥有巨大的潮汐能开发利用潜力为我国今后的潮汐能开发利用研究提供合理参考。潮汐能的现状与发展1目录摘要………………………………………………………………1关键词………………………………………………………………1引言………………………………………………………………11潮汐发电原理………………………………………………21.1潮汐现象…………………………………………………21.2潮汐能概述…………………………………………………21.3潮汐能发电原理…………………………………………………21.4潮汐能发电的分类…………………………………………………22潮汐能发电的优缺点及其发展情况…………………………………42.1潮汐能优点……………………………………………………………42.2潮汐能缺点……………………………………………………………52.3潮汐能的开发现状……………………………………………………52.4潮汐发电的主要技术问题……………………………………………62.5潮汐能的利用前景…………………………………………………73结论…………………………………………………………………………7参考文献…………………………………………………………………8潮汐能的现状与发展11潮汐发电原理1.1潮汐现象在我国大部分地区，海水在白天上涨一次，接着下落；晚上有涨一次，接着又下落。把白天改为“潮”，晚上称为“夕”。所以，称白天海水上涨为“潮”，晚上海水上涨为“汐”。潮汐就是海水的一种周期升降或涨落的运动。1.2潮汐能概述因月球引力的变化引起潮汐现象，潮汐导致海水平面周期性地升降，因海水涨落及潮水流动所产生的能量，称为潮汐能。现代潮汐能的利用，主要是潮汐能发电。潮汐能发电是利用海湾、河口等有利地形，建筑水堤，形成水库，以便于大量蓄积海水，并在坝中或坝旁建造水力发电厂房，通过水轮发电机组进行发电。潮汐能发电与普通水力发电原理类似，差别在于海水与河水不同，蓄积的海水落差不大，但流量较大，并且呈间歇性，从而潮汐能发电的水轮机的结构要适合低水头、大流量的特点。利用潮汐能发电必须具备两个条件：首先潮汐的幅度必须大，至少要有几米；第二海岸地形必须能储蓄大量海水。由于潮水的流动与河水的流动不同，它是不断变换方向的，因此就使得潮汐能发电出现了不同的型式。1.3潮汐能发电原理潮汐发电与水力发电的原理相似，它是利用潮水涨落产生的水位差所具有势能来发电的，也就是把海水涨落潮等能量变为机械能，再把机械能转变为电能的过程。具体地说，潮汐发电就是在海湾或有潮汐的河口建一拦水坝地，将海湾或海口与海洋隔开构成水库，再在坝内或坝房安装水轮发电机组，然后利用潮汐涨落时海水的升降，使海水通过转机转动水轮发电机组发电。股从能量的角度来看。就是将海水的是能和动能，通过水轮发电机组转化为电能的过程。1.4潮汐能发电的分类由于潮水的流动方向是不断改变的，因此就使得潮汐发电出现不同的类型：即单库单向型单库双向型和双库单向型3种。第一种是单库单向电站：即只用一个水库仅在涨潮或落潮时发电。我国浙江省温岭县沙山潮汐电站就是这种类型。当潮水流进或流出大坝时，都通过水轮机而发电。潮汐能的现状与发展1第二种是单库双向电站，用一个水库，但是涨潮与落潮时均可发电，只是在平潮时不能发电。广东省东莞县的镇口潮汐电站及浙江省温岭县江厦潮汐电站就是这种型式。对于大中型潮汐发电站主要采用灯泡贯流式水轮发电机组，机组具有流道顺直、水头损失小、单位流量大、效率较高、体积较小及厂房空间较小等优点。电站厂房就在大坝内，坝顶又是公路。灯泡贯流式水轮发电机组主要由发电机、导叶、转轮、灯泡组成：灯泡是发电机的流线型外壳，发电机安装在灯泡壳内：导叶既可控制水轮机运行时流量的大小，在停机时切断水流，水轮机两侧有闸门在检修或特殊情况关闭。灯泡贯流式水轮发电机组潮汐能的现状与发展1法国朗斯潮汐电站第三种是双库单向电站，它是用二个相邻的水库，使一个水库在涨潮时进水，另一个水库在落潮时放水。这样前一个水库的水位总比后一个水库的水位高，故前者称为上水库后者称为下水库。水轮发电机组放在两水库之间的隔坝内两水库始终保持着水位差故可以全天发电。优点缺点单库单向设备简单，投资较少利用率低，发电有间断单库双向利用率高投资较大双库单向可实现连续发电投资大需要两个水库，工作水头有降低2潮汐发电的优缺点及其发展现状潮汐电站由7个基本部分组成:潮汐、水库、堤坝、闸门和泄水道、建筑发电机组和厂房、输电交通和控制设施、航道鱼道等。潮汐发电的关键技术主要包括：低水头大流量变工况水轮机组、设计制造电站的运行控制电站与海洋环境的相互作用。包括电站对环境的影响和海洋环境对电站的影响，特别是泥沙冲淤问题，电站的系统优化协调发电量间断发电以及设备造价和可靠性等之间的关系电站设备在海水中的防腐等。2.1潮汐能优点(1)能源可靠可以经久不息地利用不像常规水力发电那样受到气候条件的影响潮汐能的现状与发展1(2)虽然有周期性间歇但有准确规律可用电子计算机预报并有计划纳入电网运行(3)一般离用电中心近不必远距离送电(4)潮汐电站兴建后的最高库水位总是低于建站前最高潮水位因此潮汐电站库区不但不淹没土地还可以促淤围垦发展水产养殖以浙江江厦潮汐试验电站为例电站年上网电量大于500万kwh按050元(kWh)电价计年售电收入扣除税收后约200万元水库围垦了366hm农田年收入超过l000万元提供137km面积的海产品养殖区域年产值在1500万元以上(5)潮汐电站的主要部分建在水下不污染环境还美化环境提高旅游效益如法国朗思潮汐电站建成后高水位比天然潮位降低了0510m原波涛汹涌的朗斯河三角湾变成了平静的湖泊成了人们旅游休闲场所此外通过700长的坝顶公路连接城市使城市之间的距离缩短了30km每年从坝上通过的汽车达50万辆。2.2潮汐能缺点(1)单库潮汐电站发电有间歇性这种间歇周期变化又和日夜周期不一致(2)机电设备常海水盐雾及海生物接触在防腐和防污等方面有特殊要求(3)单位千瓦的造价较常规水电高外大型潮汐电站的投资约为30004500元kw大型河川水电站的投资只有4001400元kw(1000kw以下的河川水电站的投资为23500美元kW)潮汐电站的投资比河川水电站投资高27倍(4)潮汐电站可能会导致泥沙淤积问题从而影响水库寿命2.3潮汐能的开发现状中国潮汐发电开始于1958年前后经过30多年的发展建成潮汐电站8座总装机容6120kW年发电量约10106kWh其中最大的浙江省江厦潮汐试验电站总装机容量3200kW1980年开始发电1985年底5台机组全部并网发电该电站技术较先进单机容量500kW和700kW的灯泡流式水轮发电机组全由中国自己研制事实证明电站设备和厂房的设计制造安装和运行都是成功的1989年建成的福建省幸福洋潮汐电站6台机组总装机容量1280kW建成最早的浙江省沙山潮汐电站装机容量40kW迄今已近40年仍在运行发电深受群众欢迎80年代以来浙江福建等地对若干个大中型潮汐电站站址进行考察勘测规划设计和可行性研究等大量的前期准备工作总之中国潮汐发电技术历史较长已有较好的基础和丰富的经验小型潮汐发电技术基本成熟已具备开发中型(10MW级)潮汐电站的技术条件。江厦潮汐试验电站是我国已建成的最大的潮汐电站。双向贯流式机组6台，总装机容量3200干瓦，年发电量600万度。规模仅次于法国郎斯潮汐电站、加拿大芬地湾安娜波利斯潮汐电站，居世界第三。潮汐能的现状与发展1中国先进主要潮汐电站表站名潮差（米）容量（兆瓦）投运时间江夏5.13.21980白沙口2.40.641978幸福洋4.51.281989岳浦3.60.151971海山4.90.151975沙山5.10.041961浏河2.10.151976果子山2.50.0419772.4潮汐发电的主要技术问题潮汐发电目前存在的主要技术问题有：工程投资较大，机组造价较高；水头低，机组耗钢多；发电不连续；在工程技术上有泥沙淤积问题，机组金属结构和海工建筑物易被海水及海生物腐蚀及污黏问题，需要进一步研究解决。解决措施：1降低潮汐能发电站造价：利用更先进的制造技术、材料技术和控制技术以及流体动力技术设计，目前有一种预制浮运钢筋混凝土沉箱的结构的方法，可以减少工程量，降低造价，前苏联的基斯拉雅潮汐能发电站采用了这种方法，效果很好。2提高潮汐能发电站运行水平：有一种叫泵唧的技术，由于泵唧是在很低的水头下进行的，而其后的发电则是在高的水头下进行的，所以提高水头增加的发电量远大于抽水的耗电量，因而可以得到很大的净能量收益。3防治泥沙淤积：根据当地泥沙的含量、类型、运动方向、沉降速度等，研究泥沙的运动规律，找出防治泥沙淤积的有效措施。潮汐能的现状与发展14水工结构物的防腐蚀和防海洋生物附着：对金属结构物防腐蚀问题，有的电站采用外加电流阴极保护措施，取得了很好的效果。5有效解决电力的补偿问题：（1）采用双水库；（2）在潮汐能发电站附近另建一座抽水蓄能电站；（3）在潮汐能发电站内另外配置相当容量的火力发电机组；（4）使潮汐能发电站与其他有相当容量的河川水电站联合运行；（5）使潮汐能发电站与较大的电力系统联通；（6）调整某些可以适应间断性供电的用电负荷，以适应潮汐能发电的特性。2.5潮汐能的利用前景开发潮汐能一般在水深20m、30m、距海岸一千米以内的近海海域。我国幅员辽阔海岸线长，有长达18000km的大陆海岸线和6500多个海岛海岸线，岸线长度超过32000km.我国沿海地区海岸分两种，一种是平原型海岸，主要由厚而松散的粉砂或淤泥组成，潮差较小，岸线较平直，适合潮汐发电的坝址较少，此类海岸一般分布在杭州湾以北（除山东半岛和辽东半岛）；另一种是基岩港湾型海岸，水深潮大，海岸坡度陡，岸线曲折，有适合潮汐发电的坝址，一般分布在杭州湾以南，可建万kW级电站的港址有杭州湾、象山湾等数十处。近几年经济发展迅速，但环境污染加重，在保证电力供应的同时，开发新能源发电，降低石油等非再生资源的消耗，减少环境污染，是解决目前能源和环境问题的有效方法。潮汐能作为一种可再生资源，蕴藏量大，运行成本低，对环境影响小，发电没有废气、废渣、废水的排放，对其开发利用不会给人类带来污染和灾难。在有条件利用潮汐能的沿海国家和地区，建设潮汐电站不失为缓解能源危机和减少环境污染的一种有效方案。3结论随着我国经济的不断发展，环境污染、能源及电力供应不足的问题已越