新能源知识 | 潮汐发电：将海洋中的潮汐能利用起来的发电技术，潮汐能

2024-02-24 21:59:54 0 0

因为地球上海洋受到月球和太阳的引力影响，所以地球上的海洋才会有比较大起伏的潮涨潮落，潮汐能就此诞生。潮汐的能量可能比你想象中的更要大，如果你在钱塘江边看过钱塘江大潮的威力，你就知道潮汐能所蕴含的能量了。

作为一种潜在的能源，和风能太阳能相比，潮汐能的优点就是可预测性强，虽然它的前期开发和建设成本较高，但是后续的维护费相对比较少。但是潮汐能的缺点也很明显，它需要建设在潮汐流速较快的地方，这大大的限制了潮汐能的开发应用。

传统的潮汐发电就是建造一个大坝让海水从下面流过，驱动涡轮机发电

传统情况下，想要充分利用潮汐能的话，需要在选址上有讲究，流速快的潮水一般都是出现在一些喇叭形的海湾上。但是在地球上，这样的海湾相对还是比较少的，我国的杭州湾就是其中之一。

但是现在随着许多新技术的发展和改进，潮汐能的利用变得范围更广泛了，比如动态潮汐发电技术、潮汐泻湖，以及新型轴流式涡轮机、横流式涡轮机等，这些新技术对于潮汐的要求相对较低，能够利用到海岸附近的各种潮汐能。

潮汐能原理

潮汐能取自地球的海洋潮汐。潮汐力是由天体施加的引力周期性变化引起的。这些力在世界海洋中产生相应的运动或洋流。这导致海平面的周期性变化，随着地球旋转而变化。由于地球自转和月球围绕地球的轨道的一致模式，这些变化是高度规律和可预测的。这种运动的幅度和变化反映了月球和太阳相对于地球的位置变化、地球自转的影响以及海底和海岸线的局部地理。

潮汐能是唯一利用地球-月球系统轨道特性所固有的能量的技术，在地球-太阳系统中则较少。人类技术利用的其他自然能源直接或间接来源于太阳，包括化石燃料、传统水电、风能、生物燃料、波浪能和太阳能。核能利用地球上可裂变元素的矿藏，而地热能利用地球内部的热量，这些热量来自行星吸积的余热组合（约20%）和放射性衰变产生的热量（80%）。

潮汐发电机将潮汐流的能量转化为电能。更大的潮汐变化和更高的潮流速度可以显着增加潮汐发电场地的潜力。

新型的潮汐发电技术已经不依赖大坝了

因为地球的潮汐最终是由于与月球和太阳的引力相互作用以及地球的自转，所以潮汐能实际上是取之不尽用之不竭的，因此被归类为可再生能源。潮汐运动导致地月系统中的机械能损失：这是由于通过海岸线周围的自然限制抽水以及随后在海床和湍流中的粘性耗散造成的。这种能量损失导致地球自形成以来的45亿年自转速度减慢。在过去的6.2亿年中，地球自转周期（一天的长度）从21.9小时增加到24小时；在此期间，地月系统失去了17%的自转能量。虽然潮汐能会从系统中吸收额外的能量，但这种影响可以忽略不计，在可预见的未来也不会明显。

潮汐发电的四种方式

潮汐发电的历史并不算久远，世界上第一个大型潮汐发电站是法国的朗斯潮汐发电站，于1966年投入运营。在2011年8月韩国始华湖潮汐发电站启用之前，它一直是发电量最大的潮汐发电站。韩国始华发电站是目前世界上发电量最大的潮汐发电站，它使用海堤防御屏障，配备10台涡轮机，发电量为254兆瓦。

目前人类利用潮汐能发电的方式主要有如下四个：

潮汐流发电机

潮汐流发电机利用流动水的动能为涡轮机提供动力，其方式类似于使用风力为涡轮机提供动力的风力涡轮机。一些潮汐发电机可以内置在现有桥梁水下的桥墩结构中，从而避免对美学或视觉影响的担忧。海峡或入口等陆地收缩可以在特定地点产生高速潮汐流，这些海水的流动都能够让涡轮机运转起来，从而是产生电力，这些涡轮机可以是水平的、垂直的、开放的或管道式的。

潮汐大坝

潮汐大坝利用的是潮汐在高潮和低潮之间的高度差所产生的势能。当使用潮汐大坝发电时，潮汐的势能通过专门布局的水坝来获取。当海平面上升，潮水开始涌入时，暂时增加的潮汐力被引导到大坝后面的一个大水库中，蕴藏着大量的势能。随着潮水的退去，当水通过大型涡轮机释放时，这种能量随后被转化为机械能，这些涡轮机通过使用发电机产生电力。