潮汐能的开发与利用

潮汐能的开发与利用XXXXXXXXXXXXXXXXX背景介绍地球表面积约为5.1×10^8km2，其中陆地面积为1.49×10^8km2，占29%；海洋面积达3.61×10^8km2，占71%。全世界潮汐能的理论蕴藏量约为3×10^9kW，我国海岸线全长约为1.8×10^4km，潮汐能的理论蕴藏量约为1.1×10^8kW，其中浙江、福建两省蕴藏量最大，约占全国的80.9%。目前，世界上已经有多座潮汐电站建成并且成功长期运行；其中，法国朗斯潮汐电站规模最大，装机容量达24万kW，我国最大的潮汐电站是浙江江夏潮汐电站，总装机容量为3200kW，年发电量1070万kW·h。背景介绍潮汐能是海洋能的一种，海洋能还包括波浪能、海流能、海水温差能和海水盐差能等各种不同形态的能源。潮汐能是以位能形态出现的海洋能，波浪能和海流能都是以动能形态出现的海洋能，温差能是以热能形态出现的海洋能，盐差能是是以化学能形态出现的海洋能。海流能海洋温差能海浪能潮汐能潮汐的成因潮汐现象是指地球上的海水在天体（主要是指月球和太阳）的引潮力（天体引力和地球离心力的合力）的作用下所产生的周期性运动，习惯上把海面垂直方向的涨落成为潮汐，而海水在水平方向的周期性流动成为潮流。潮汐发电的原理•潮流发电：利用潮汐时流动的海水所具有的动能驱动水轮机带动发电机发电；•潮位发电：在河口、海湾处修筑堤坝形成水库，利用水库与海水之间的水位差所蓄积的势能来发电。潮汐发电（广义）潮流发电潮位发电置于海底，采用类似风力机的水轮机潮汐发电置于水道，采用常规的水轮机=修建堤坝和水库，类似水电站利用动能利用势能（狭义）潮汐发电的原理潮汐发电的过程涨潮时海水涌入水库内；退潮时海水涌出；利用水的冲力带动发电机发电；潮汐电站的形式1单库单向型2单库双向型3双库连续发电型3种不同形式的潮汐电站潮汐电站的形式特点只有一个水库，且只在落潮时发电；优点设备机构简单，投资少；缺点潮汐能利用率低，发电不连续；（1）单库单向型潮汐电站的形式（2）单库双向型特点只有一个水库，但在涨潮和落潮时均可发电；优点适应天然潮汐过程，潮汐能利用率高；缺点投资较大；潮汐电站的形式特点两个相邻水库，高水库在涨潮时进水，低水库在落潮时放水；优点可实现连续发电；缺点投资大且工作水头降低；（3）双库单向型潮汐电站的组成•潮汐电站的结构：潮汐能发电站是由几个单项工程综合而成的建设工程，主要由拦水堤坝、水闸和发电厂三部分组成。有通航要求的潮汐能发电站还应设置船闸。潮汐电站的组成潮汐能发电站的组成：（１）拦水堤坝：建于河口或港湾水域与外海隔开，作用是利用堤坝构成水库内、外的水位差，可分为土坝、石坝和钢筋混凝土坝等。（２）水闸：用来调节水库的进出水量，在涨潮时向水库进水，在落潮时从水库往外放水，以调节水库的水位，加速涨、落潮时水库内、外水位差的形成，从而缩短电站的停机时间，增加发电量。同时满足防洪、排涝、挡潮、抗旱、航运等多方面的水利要求。潮汐电站的组成（３）发电厂。发电厂的设备主要包括水轮发电机组、输配电设备、起吊设备、中央控制室和下层的水流通道及阀门等。它是直接将潮汐能转变为电能的机构。其中最关键的设备是水轮发电机组。它一般有３种基本结构型式：①竖轴式机组；②卧轴式机组；③贯流式机组。世界潮汐发电的发展•潮汐发电研究已有100多年历史，最早从欧洲开始，德国和法国走在最前面。发电成为潮汐能利用的主要发展方向。–19世纪末，法国人提出兴建潮汐能发电站的设想。–1912年世界上第一座潮汐能电站建成。–1913年法国的潮汐电站成功的进行了发电试验，接着又建了一座容量为1865kW的潮汐电站。世界潮汐发电的发展•直到1960s，潮汐发电才在世界范围内有了较快发展。–1967年世界上第一座具经济价值的生产性潮汐发电站，标志着潮汐发电进入了实用阶段。–前苏联、英国、美国、加拿大、瑞典、丹麦、挪威、印度等国，也都陆续研究，相继建成一批潮汐发电站。国家站址库区面积/km2平均潮差/m装机容量/MW投运时间法国朗斯178.52401967年加拿大安纳波利斯67.1201984年中国江厦25.13.21980年前苏联基斯拉雅23.90.41968年世界潮汐发电的发展潮汐发电的几个世界之最世界最大的潮汐发电厂法国朗斯潮汐电站。朗斯潮汐电站是世界上第一座大型潮汐电站。该电站于20世纪60年代中期投入商业运行，装机24万kW，水轮机直径5．34m，额定水头5．6m，年发电5．4亿kW·h。电站开发方式为单库双向发电，是当时世界上最大的海洋能发电工程。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。该电站还对库区进行了综合开发，旅游业与坝上高速公路的收入进一步降低了电站的运营成本。世界潮汐发电的发展潮汐发电的几个世界之最世界单机容量最大的潮汐发电厂加拿大安纳波利斯潮汐电站。1984年，加拿大在芬迪湾建成安纳波利斯潮汐电站，安装了1台容量为2万kW的贯流式水轮发电机组，这是当时世界上单机容量最大的潮汐发电机组，也是技术上最先进的全贯流式水轮发电机组。水轮机直径7．6m，额定水头5．5m，工作水头1．4～7．1m。电站采用单库单向发电方式，每个潮期工作6～6．5h，年发电5000万kW·h。经过多年运行证明这种全贯流水轮机运行正常、效果很好。不过，该电站同时也暴露出较多的环境问题，成为各界争论的焦点世界潮汐发电的发展潮汐发电的几个世界之最世界首座海底潮汐发电厂挪威北部Kvalsund总装机容量Pe=300KW注：该潮汐发电厂无生态污染，无噪音、不占地，投资1亿美元左右。中国潮汐发电的发展•中国是世界上建造潮汐电站最多的国家。•1950s~1970s，先后建了约50座潮汐电站，但据1980s初的统计，其中大多数已经不再使用。–例如，1977年初广西曾在钦州果子山建成一座小型的实验性潮汐电站……。•我国的潮差偏小，平均潮差都5m，因而潮汐发电的经济效益不会太高，电站设计须着眼于大坝建造所带来的交通、围垦、滩涂等资源的综合利用效益上。中国潮汐发电的发展•目前，中国有7个潮汐电站仍正常运行发电，总装机容量7245千瓦，每年可发电1000多万千瓦时。站名位置潮差/m容量/MW开发方式投运时间江厦浙江温岭乐清湾5.13.2单库双向1980年幸福洋福建平潭县平潭岛4.51.28单库单向1989年白沙口山东烟台乳山白沙口海湾2.40.64单库单向1978年浏河江苏太仓浏河口2.10.15单库双向1976年海山浙江温岭乐清湾4.90.15双库单向1975年岳浦浙江象山县三门湾3.60.15单库单向1971年沙山浙江温岭乐清湾5.10.04单库单向1961年中国潮汐发电的发展江夏潮汐试验电站1980建成的浙江温岭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3900kW，发电量1070万kW。规模仅次于法国朗斯潮汐电站，加拿大芬地湾安那波斯利斯潮汐电站，居世界第三。到2006年12月31日，电站累计发电1.35亿千瓦时。潮汐发电的优缺点（1）潮汐发电的优点①潮汐能源可循环再生。②潮汐变化有规律，发电输出没有季节性。③靠近用电中心，不消耗燃料，运行费用低。④潮汐发电不排放有害物质，不会污染环境。⑤潮汐电站建设不需淹地、移民，还可以综合利用。潮汐发电的优缺点（2）潮汐发电的不足①发电出力有间歇性。②水头低，发电效率不高。③工程复杂，建设投资大。④关于泥沙淤积问题的疑虑。我国潮汐利用存在的问题我国在潮汐能开发方面，具有丰富的资源优势和雄厚的技术力量，并积累了一定的管理和运行经验，但由于种种原因，无法继续正常的运行。截止2000年潮汐电站数目未增反减。现象我国潮汐利用存在的问题3政府有关部门缺乏1缺乏对潮汐能开发的激励政策和优惠措施2潮汐电站规模小、投资高，经济效益差原因THANKS