[科普中國]-潮汐發(fā)電站

原理

潮汐發(fā)電是水力發(fā)電的一種形式。利用潮汐發(fā)電必須具備兩個條件：一是潮汐的幅度必須大，至少要有幾米；二是海岸地形必須能儲蓄大量海水，并可進(jìn)行土建工程。潮汐發(fā)電是在河口或海灣筑一條大壩，以形成天然水庫，水輪發(fā)電機(jī)組就裝在攔海大壩里。當(dāng)海水(或江水)的水位上漲時水庫蓄水，當(dāng)海水(或江水)的水位下落時，水庫水位與外海潮位之間形成一定潮差，堤壩出水口處的水輪發(fā)電機(jī)組受到海水(或江水)驅(qū)動而發(fā)電。1

類型潮汐發(fā)電站的類型包括單庫單向型、單庫雙向型和雙庫單向型三種。

單庫單向電站：只用一個水庫，僅在漲潮或落潮時發(fā)電，我國浙江省溫嶺縣沙山潮汐電站就是這種類型。

單庫雙向電站：用一個水庫，但是漲潮與落潮時均可發(fā)電，只是在平潮時不能發(fā)電。廣東省東莞縣的鎮(zhèn)口潮汐電站及浙江省溫嶺縣江廈潮汐電站，就是這種類型。

雙庫單向電站：它是用兩個相鄰的水庫使一個水庫在漲潮時進(jìn)水，另一個水庫在落潮時放水，這樣前一個水庫的水位總比后一個水庫的水位高，故前者稱為“上水庫”，后者稱為“下水庫”。水輪發(fā)電機(jī)組放在兩水庫之間的隔壩內(nèi)，兩水庫始終保持著水位差，故可以全天發(fā)電。2

優(yōu)點(diǎn)①潮汐能源是一種可再生的潔凈能源，沒有污染，不影響生態(tài)平衡，所以潮汐發(fā)電不存在設(shè)備的防腐蝕和防海生物附著的問題。

②潮汐能源是一種相對穩(wěn)定的可靠能源，很少受氣候、水文等自然因素的影響，傘年總發(fā)電量穩(wěn)定，不存在豐、枯水年和豐、枯水期影響。

③建設(shè)潮汐電站還不需移民，不僅無淹沒損失，相反還可圍墾大片土地，有巨大的綜合利用效益。

④潮汐電站不必筑高水壩，即使發(fā)生戰(zhàn)爭或地震等自然災(zāi)害，水壩受到破壞，也不至于對下游城市、農(nóng)田、人民生命財產(chǎn)等造成嚴(yán)重災(zāi)害。

⑤潮水每日漲落，周而復(fù)始，取之不盡，用之不竭。它完全可以發(fā)展成為沿海地區(qū)生活、生產(chǎn)和圍防需要的重要補(bǔ)充能源。

⑥潮汐能開發(fā)一次能源和二次能源相結(jié)合，不用燃料，不受一次能源價格的影響，而且運(yùn)行費(fèi)用低，是一種經(jīng)濟(jì)能源。2

作用潮汐電站不僅能夠提供清潔電能，如同時采用科學(xué)的工程技術(shù)措施，優(yōu)化潮汐電站的水利工程布局，還能夠促進(jìn)沿海經(jīng)濟(jì)多業(yè)發(fā)展。

防潮災(zāi)：潮汐電站建設(shè)就是要在河流入海口建設(shè)攔河壩和納潮閘，合理選擇攔河壩高和納潮閘的過水能力，能夠起到防潮堤和防潮閘的作用，進(jìn)一步提高沿海防潮標(biāo)準(zhǔn)，保護(hù)沿海村莊和耕地。

潮汐電站沿河回水區(qū)適度加高河堤，將有利于河道行洪，提高河道防洪標(biāo)準(zhǔn)，為沿海企業(yè)發(fā)展提供安全和交通便利的建設(shè)用地，促進(jìn)當(dāng)?shù)氐墓まr(nóng)業(yè)發(fā)展。

增加內(nèi)陸海產(chǎn)品養(yǎng)殖容量：修建潮汐電站可以人工控制海水進(jìn)入內(nèi)陸的水面面積，穩(wěn)定養(yǎng)殖范圍，省去抽水成本，增加養(yǎng)殖效益。由于潮汐電站的控制范圍遠(yuǎn)大于目前的養(yǎng)殖面積，潮汐電站的建設(shè)可以大幅度擴(kuò)大養(yǎng)殖面積，增加養(yǎng)殖產(chǎn)值，提高養(yǎng)殖收益。

擴(kuò)大鹽業(yè)規(guī)模：海鹽是沿海的支柱產(chǎn)業(yè)，隨著鹽業(yè)的發(fā)展，古老的沿海自然曬鹽業(yè)已不能滿足工業(yè)需求。沿海已形成大量的抽水曬鹽池，潮汐電站攔蓄工程提高廠沿海河段的水位。2

發(fā)展1961年，法國在英吉利海峽沿岸的朗斯河河口靠近圣馬諾城建了一座潮汐發(fā)電站。這是世界上最早建成的潮汐發(fā)電站之一，也曾是世界上最大的潮汐發(fā)電站。這里的潮差水平為10.9米。最大可達(dá)13.5米；水庫壩長350米，漲潮時水庫的水面能延伸到20千米長。電站壩內(nèi)安裝有直徑為5.35米的可逆水輪機(jī)24臺，每臺功率1萬千瓦，發(fā)電量達(dá)24萬千瓦，每年可供電530億瓦**·**小時。法國還在圣馬諾灣興建了一座巨型潮汐電站。這座電站裝機(jī)1 000萬千瓦。3相當(dāng)于朗斯電

站的40多倍；年發(fā)電量達(dá)到25萬億瓦**·小時，幾乎是朗斯電站的50倍。法國還準(zhǔn)備在圣馬諾灣2 000平方千米的海面上建造三座攔潮壩，裝配容量最大的水輪機(jī)組，使每年的發(fā)電量達(dá)35萬億瓦·小時。中國從20世紀(jì)80年代開始，在沿海各地區(qū)陸續(xù)興建了一批中小型潮汐發(fā)電站并投入運(yùn)行發(fā)電。其中最大的潮汐電站是1980年5月建成的浙江省溫嶺縣江夏潮汐試電站，它也是世界已建成的較大雙向潮汐電站之一。它坐落在浙江南部樂清灣北端的江廈港。江廈港為封閉式海港，現(xiàn)在已經(jīng)在港口筑起一道15.5米的粘土心墻堆石壩，形成一座港灣水庫，總庫容490萬立方米，發(fā)電有效庫容270萬立方米。這里的最大潮差8.39米，平均潮差5.08米；電站功率3200千瓦；1989年發(fā)電量6.2億瓦·小時。雙向潮汐電站的特點(diǎn)是在漲潮、落潮兩個方向均能發(fā)電。江廈電站每晝夜可發(fā)電14～15小時，比單向潮汐電站增加發(fā)電量30%～40%。江廈電站每年可為溫嶺、黃巖電力網(wǎng)提供100億瓦·**小時的電能。

中國另一座較大規(guī)模的潮汐發(fā)電站，是福建平潭幸福洋潮汐發(fā)電站，潮差平均為4.54米，最大7.16米。該站年發(fā)電量可達(dá)31.5億瓦**·**小時。

建設(shè)實(shí)例2015年6月，中國港灣工程公司(CHEC)贏得了這項(xiàng)協(xié)議。在計劃投資10億英鎊的斯旺西灣潮汐發(fā)電項(xiàng)目(Swansea Bay Tidal Project)中，這家中國國有公司將負(fù)責(zé)海上工程建設(shè)。斯旺西灣項(xiàng)目將向英國國家電網(wǎng)公司(National Grid)輸送電力，發(fā)電潛力將足以供應(yīng)12萬個家庭使用。

項(xiàng)目開發(fā)商——斯旺西灣潮汐瀉湖發(fā)電公司(Swansea Bay Tidal Lagoon Power)表示，這是英國首個部分借助中國企業(yè)專業(yè)技能的基礎(chǔ)設(shè)施開發(fā)項(xiàng)目4。