潮汐能發(fā)電

潮汐電站工程主要由電站建筑物和機電設(shè)備組成。電站建筑物主要有堤壩、泄水閘和發(fā)電廠房等， 有通航要求的潮汐電站還應(yīng)設(shè)置船閘。

堤壩用來將水庫與外海隔開，形成落差。多用海上圍堰法筑黏土心墻壩、堆石壩和土壩。因筑于海上，施工條件惡劣，近年國外使用預(yù)制混凝土浮運沉箱法筑壩建站。

泄水閘用來對水庫泄水和充水。閘型一般采用平原地區(qū)擋潮閘常用的胸墻孔口平底堰閘。近年，中國發(fā)展了預(yù)制浮運閘。這種閘先預(yù)制好各種閘門構(gòu)件，由船浮運到建閘地點，定點沉放安裝而成。施工時不用圍堰或在岸上開挖，施工方法簡單，工程量少，投資少，在中國沿海大量使用。

發(fā)電廠房包括水輪發(fā)電機組、輸配電設(shè)備、起重設(shè)備、中央控制室、下層水流通道和閘門等。

對機組的要求為：①應(yīng)滿足潮汐低水頭大流量的水力特性。②機組一般在水下運行，對機組的防腐、防污、密封和發(fā)電機的防潮、絕緣、通風(fēng)冷卻、維護等要求高。③機組隨潮汐漲落發(fā)電，開停機次數(shù)頻繁。在電氣方面，要選用適應(yīng)頻繁起動和停止的開關(guān)設(shè)備。④對雙向發(fā)電機組，由于正反向旋轉(zhuǎn)，相序也相應(yīng)變換，在設(shè)計電氣主接線時，需考慮安裝倒向開關(guān)， 使電源接入系統(tǒng)或負荷時， 保證相序固定不變。

潮汐電站一般采用貫流式機組。機組的特點是：過流量大，比轉(zhuǎn)速高，高效率區(qū)比較寬廣，在相同容量下，轉(zhuǎn)輪直徑比豎軸有蝸殼的軸流式機組小， 機重相對減輕，可降低機組投資;機組為臥式，可布置于潮位變動部分的水下，降低了廠房的高度，減少了開挖量;水輪機進出水管采用順直水流的流道， 代替蝸殼及彎形尾水管，使機組間距小，減少了廠房的長度。貫流式機組種類很多，主要有燈泡貫流式、全貫流式、豎井貫流式、明槽貫流式和軸伸貫流式。燈泡貫流式和全貫流式是新型機組。

燈泡貫流式這是20世紀60年代發(fā)展起來的新型機組。水輪機和發(fā)電機連成一軸(或中間通過行星齒輪增速器連接)， 發(fā)電機安裝于水密封的燈泡體內(nèi)，整個裝置臥置于廠房下的水流通道中， 水流通過流道時，推動水輪發(fā)電機組發(fā)電。它的主要特點是：水流通過的流道比較直，長度也較短，水能損失少，發(fā)電效率高;機組結(jié)構(gòu)緊湊，外形較小，所需廠房規(guī)模也小，故工程量和投資均較少。缺點是：燈泡體耗鋼量大，對增速要求高。發(fā)電機的散熱冷卻，靠強迫空氣內(nèi)部循環(huán)流動，通過燈泡體與外界海水接觸來實現(xiàn)。法國朗斯潮汐電站和中國江廈潮汐試驗電站都采用這種機組。朗斯電站機組可進行正、反向發(fā)電及正、反向供水和正、反向泵水六種工況運行。江廈電站機組可進行正、反向發(fā)電和正、反向泄水四種工況運行。

全貫流式也稱葉緣貫流式。它是最先進、效率最高的機組。水輪機安裝在順直的流道上。主要特點是： 將發(fā)電機的轉(zhuǎn)子用軟連接方法安裝于水輪機轉(zhuǎn)輪的外緣上，定子固定在轉(zhuǎn)輪外圍的流道壁上。發(fā)電機的定子和轉(zhuǎn)子需加以密封，以防止?jié)B水。機組可安裝于通道中的混凝土墩內(nèi)，以替代通常所用的燈泡體結(jié)構(gòu)。發(fā)電機的位置與水輪機的流道無關(guān)， 沒有燈泡式機組中加長鐵芯設(shè)計的困難。但水輪機密封困難，所以技術(shù)要求高。這類機組沒有發(fā)電機軸、轉(zhuǎn)子輪軸及一些常規(guī)部件，所以較經(jīng)濟，造價比燈泡式機組低，土建投資也少。

潮汐電站工作在海洋環(huán)境中， 金屬材料在海水中腐蝕速度快、生物附著污損大。另外，泥沙淤積于庫內(nèi)或尾水區(qū)，影響機組運行。所以要解決防腐、防污和防淤、排淤問題。防腐一般采用防蝕涂料與外加電流陰極保護的方法; 防污多采用防污涂料為主并輔以電解海水的方法，也可采用防蝕涂料加人工清污等方法;防淤多設(shè)置沉沙池和筑海堤等;排淤則有集中水頭沖刷(如設(shè)置沖沙閘或高低閘門沖沙)、用耙掀起庫底泥沙在落潮時排出和挖淤等方法。

建潮汐電站的目的，主要是獲得電力。但堤壩工程改變了自然條件和周圍環(huán)境，可同時進行圍墾種植、水產(chǎn)養(yǎng)殖、旅游交通等綜合開發(fā)。

在潮差大的海灣入口或河口筑堤構(gòu)成水庫，在壩內(nèi)或壩側(cè)安裝水輪發(fā)電機組，利用堤壩兩側(cè)潮汐漲落的水位差驅(qū)動水輪發(fā)電機組發(fā)電。

有單庫單向式、單庫雙向式、雙庫式、發(fā)電結(jié)合抽水蓄能式等。

潮汐能發(fā)電單庫單向式

只筑一水庫，安裝單向水輪發(fā)電機組，在落潮或漲潮時發(fā)電。因落潮發(fā)電可利用的水庫容量和水位差比漲潮大，故一般采用落潮發(fā)電方式。在一個潮汐周期內(nèi)，電站依充水、等候、發(fā)電和等候四個工況運行。①充水工況：停止發(fā)電，開啟水庫，海側(cè)上漲的潮水經(jīng)水閘和水輪機進入水庫，至庫內(nèi)外水位齊平為止。②等候工況：關(guān)閉水閘，水輪機停止過水，水庫水位保持不變。海側(cè)水位因落潮逐漸下降，直至水庫內(nèi)外水位差達到機組起動水頭。③發(fā)電工況：機組發(fā)電，水庫水位逐漸下降至與海側(cè)水位差小于機組發(fā)電所需的最低水頭。④等候工況：機組停機，也不讓過水。水庫水位保持不變，海側(cè)水位因漲潮逐漸上升，至水庫兩側(cè)水位齊平，轉(zhuǎn)入下一周期。

潮汐能發(fā)電單庫雙向式

只筑一水庫，安裝漲落潮均可發(fā)電的機組，或在水工布置上滿足雙向發(fā)電。在一個潮汐周期內(nèi)，電站依等候、漲潮發(fā)電、充水、等候、落潮發(fā)電和泄水六個工況運行。一般以落潮發(fā)電為主。

潮汐能發(fā)電雙庫(高低庫)式

建兩個互相毗連的水庫，雙向水輪發(fā)電機組安裝在兩水庫之間進行發(fā)電。其中一水庫設(shè)有進水閘，在潮位較庫內(nèi)水位高時引水入庫。另一水庫設(shè)有泄水閘，在潮位比庫內(nèi)水位低時，泄水出庫。這樣，前者總是保持較高水位，稱為高庫;后者總是保持較低水位，稱為低庫。高、低庫之間終日保持水位差，水輪發(fā)電機組可連續(xù)發(fā)電。

發(fā)電結(jié)合抽水蓄能式在電站水庫水位與潮位接近，而且水頭小時，用電網(wǎng)的電力抽水蓄能。漲潮時將海水抽入水庫，落潮時將庫內(nèi)水往海中抽，以增加發(fā)電時的有效水頭，增加發(fā)電量。

按正規(guī)半日周期潮計，單庫單向式每晝夜發(fā)電2次，平均日發(fā)電9～11 h;單庫雙向式每晝夜發(fā)電4次，平均日發(fā)電14～16 h，發(fā)電時間和發(fā)電量均比單庫單向式多，但由于要兼顧正反兩向發(fā)電，發(fā)電平均效率比單庫單向式低，而且機組結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。國內(nèi)外研究認為，雙庫造價昂貴，單庫落潮發(fā)電較好。但何種方式最佳，要根據(jù)當(dāng)?shù)爻毙?、潮差、地形條件、電力系統(tǒng)負荷要求、發(fā)電設(shè)備的組成、建筑材料和施工條件等技術(shù)經(jīng)濟指標進行選擇。

1912年德國在石勒蘇益格—荷爾斯太因州的蘇姆建成世界第一座潮汐電站。以后，潮汐資源豐富的國家，包括法、蘇、英、美和加拿大等國，都進行了潮汐發(fā)電的開發(fā)。世界上已建成的較著名的潮汐電站有：法國的朗斯潮汐電站，裝機容量240 MW，年設(shè)計發(fā)電量5.44億kW·h，1967年投入運行，至今已正常運行了30多年(參見彩圖插頁第39頁71圖);蘇聯(lián)基斯拉雅潮汐試驗電站，裝機400 kW， 1968年投入運行;加拿大芬地灣安納波利斯中間試驗電站，裝機20 MW，1984年投入運行。中國于20世紀70年代先后建成了一批小型潮汐電站。到1998年底，中國潮汐發(fā)電總裝機容量為10650 kW，發(fā)電規(guī)模僅次于法國和加拿大。建成并投入運行的電站有浙江溫嶺縣樂清灣江廈潮汐試驗電站，裝機3200kW，是中國最大的潮汐試驗電站(參見彩圖插頁第40頁72圖)。此外，還有山東白沙口、浙江岳浦、江蘇瀏河、廣東甘竹灘、浙江海山、浙江沙山、廣西欽州果子山和福建幸福洋等7座潮汐電站和1座潮洪電站。

世界上計劃建設(shè)的電站不少。如加拿大芬地灣裝機4000 MW的科比闊特電站， 英國塞文河的4000 MW電站，韓國裝機400 MW的加露林電站，印度卡奇灣電站，俄羅斯盧姆鮑夫電站等，都在進行規(guī)劃和建設(shè)。據(jù)聯(lián)合國《開發(fā)論壇》估計，到2000年世界潮汐發(fā)電量可達到300～600億kW·h。只要能夠解決海工建筑物的結(jié)構(gòu)型式和施工方法問題，松軟壩基的處理和防滲問題，建筑物抗臺風(fēng)問題，新型機組的研制問題，防腐、防污、防淤、排淤和綜合利用問題，潮汐電站建設(shè)成本將會進一步降低，一批新型的大中型電站將會陸續(xù)建成。 2100433B

潮汐能發(fā)電的優(yōu)點潮汐能屬于可再生資源，蘊藏量大，運行成本低;潮汐能發(fā)電對于環(huán)境影響小，發(fā)電不祥放廢氣廢渣廢水，屬于潔凈能源潮汐發(fā)電的水庫都是利用河口或海灣建成的，不占用耕地，也不像河川水電站或火電站那樣要淹沒或占用大面積土地潮汐能發(fā)電不受洪水、枯水期等水文因素影響潮汐電站的堤壩較低，容易建造，投資也較少。

第一章 潮汐發(fā)電相關(guān)概述

第一節(jié) 潮汐發(fā)電簡述

一、潮汐發(fā)電定義

二、潮汐發(fā)電的原理

三、潮汐發(fā)電的主要形式

四、潮汐發(fā)電的優(yōu)缺點

第二節(jié) 潮汐及潮汐能介紹

一、潮汐定義及其形成

二、潮汐能的概念

三、潮汐能的利用方式

第二章 中國海洋能產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析

第一節(jié) 中國海洋能資源概況

一、海洋能的主要能量形式

二、我國海洋能資源儲量與分布狀況

三、我國近海風(fēng)能資源豐富

第二節(jié) 2011-2012年中國海洋能開發(fā)利用總體分析

一、我國海洋能開發(fā)利用進展狀況

二、中國積極推進海洋能研究與開發(fā)

三、中國進一步加速海洋能開發(fā)利用進程

四、我國海洋能資源開發(fā)潛力巨大

五、中國海洋能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略目標

第三節(jié) 2011-2012年中國海洋能發(fā)電綜述

一、中國海洋電力發(fā)展迅猛

二、我國海洋能發(fā)電技術(shù)取得進展

三、中國波浪發(fā)電行業(yè)總體概況

四、中國海上風(fēng)電業(yè)蓬勃發(fā)展

第四節(jié) 中國海洋能產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在的問題及對策建議

一、我國海洋能研究與開發(fā)中存在的問題

二、制約我國海洋能發(fā)展的障礙因素

三、推動中國海洋能資源開發(fā)利用的對策措施

四、推進我國海洋能開發(fā)面臨的主要任務(wù)

五、加快海洋能資源開發(fā)的政策建議

第三章 全球潮汐發(fā)電行業(yè)發(fā)展分析

第一節(jié) 2011-2012年國際潮汐發(fā)電行業(yè)發(fā)展概況

一、世界潮汐發(fā)電業(yè)歷程回顧

二、國際潮汐能發(fā)電行業(yè)狀況

三、國外潮汐能發(fā)電領(lǐng)域前沿技術(shù)

第二節(jié) 2011-2012年部分國家潮汐發(fā)電業(yè)發(fā)展動態(tài)

一、澳大利亞首個商業(yè)性潮汐電廠投運

二、英國與加拿大合作開發(fā)潮汐能

三、法國啟動“潮汐發(fā)電集群”項目

四、韓國1000千瓦試驗潮汐電站竣工

第三節(jié) 國外主要潮汐發(fā)電站介紹

一、法國朗斯潮汐電站

二、基斯拉雅潮汐電站

三、加拿大安納波利斯潮汐電站

第四章 2011-2012年中國潮汐發(fā)電行業(yè)發(fā)展分析

第一節(jié) 中國潮汐能資源概述

一、中國潮汐能資源量及分布狀況

二、中國潮汐能資源的特征

第二節(jié) 2011-2012年中國潮汐發(fā)電行業(yè)發(fā)展概況

一、中國潮汐發(fā)電行業(yè)歷程回顧

二、中國潮汐發(fā)電行業(yè)總體發(fā)展狀況

三、中國潮汐發(fā)電的技術(shù)水平簡述

四、潮汐電站的環(huán)境影響

第三節(jié) 中國主要潮汐能發(fā)電站介紹

一、江廈潮汐試驗電站

二、沙山潮汐電站

三、海山潮汐電站

四、岳浦潮汐電站

五、白沙口潮汐電站

第四節(jié) 2011-2012年潮汐發(fā)電設(shè)備發(fā)展概況

一、新型潮汐機組設(shè)備的設(shè)計

二、新型潮汐機組設(shè)備的安裝

三、中國大型潮汐機組出口實現(xiàn)突破

四、國電集團成功研制先進潮汐發(fā)電機組

五、龍源集團新型潮汐發(fā)電機組通過驗收

第五節(jié) 中國潮汐發(fā)電業(yè)存在的問題及發(fā)展對策

一、技術(shù)層面存在的問題

二、經(jīng)濟層面存在的問題

三、大規(guī)模發(fā)展潮汐發(fā)電的對策建議

第五章 2011-2012年潮汐發(fā)電行業(yè)區(qū)域發(fā)展分析

第一節(jié) 廣西

一、廣西海洋能資源簡介

二、廣西沿海地區(qū)潮汐能的特性分析

三、廣西壯族自治區(qū)海洋功能分區(qū)規(guī)劃

第二節(jié) 江蘇

一、江蘇海洋能資源簡述

二、江蘇省潮汐能的特性分析

三、江蘇如東規(guī)劃潮汐發(fā)電項目

四、江蘇省海洋功能分區(qū)規(guī)劃

第三節(jié) 浙江

一、浙江潮汐能資源簡述

二、浙江開發(fā)大型潮汐電站的必要性及可行性

三、發(fā)展浙江潮汐發(fā)電業(yè)的對策措施

四、浙江三門縣擬建國內(nèi)最大規(guī)模潮汐電站

五、浙江省海洋功能分區(qū)規(guī)劃

第四節(jié) 福建

一、福建省海洋能開發(fā)利用狀況

二、福建沿岸及其島嶼潮汐能資源概況

三、中廣核獲福建八尺門潮汐發(fā)電項目開發(fā)權(quán)

第六章 中國潮汐能發(fā)電行業(yè)發(fā)展環(huán)境分析

第一節(jié) 國內(nèi)宏觀經(jīng)濟環(huán)境分析

一、GDP歷史變動軌跡分析

二、固定資產(chǎn)投資歷史變動軌跡分析

三、2012年中國宏觀經(jīng)濟發(fā)展預(yù)測分析

第二節(jié) 政策環(huán)境

一、《中華人民共和國可再生能源法》

二、《可再生能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》

三、《海洋功能區(qū)劃管理規(guī)定》

四、其他法規(guī)及行業(yè)標準

第七章 潮汐發(fā)電行業(yè)投資分析及前景預(yù)測

第一節(jié) 中國潮汐發(fā)電行業(yè)投資分析

一、海洋新能源行業(yè)面臨發(fā)展契機

二、海洋能發(fā)電迎來投資機遇

三、海洋功能區(qū)劃政策規(guī)范潮汐能開發(fā)秩序

四、影響潮汐電站建設(shè)的因素

五、潮汐發(fā)電行業(yè)投資風(fēng)險

第二節(jié) 中國潮汐發(fā)電行業(yè)前景預(yù)測

一、中國潮汐能資源的開發(fā)利用前景

二、中國潮汐發(fā)電行業(yè)前景廣闊

三、2020年中國潮汐發(fā)電裝機容量預(yù)測

潮汐電站可以是單水庫或雙水庫。單水庫潮汐電站只筑一道堤壩和一個水庫，雙水庫潮汐電站建有兩個相鄰的水庫。

潮汐發(fā)電單庫單向電站

即只用一個水庫，僅在漲潮（或落潮）時發(fā)電，因此又稱為單水庫單程式潮汐電站。我國浙江省溫嶺市沙山潮汐電站就是這種類型。

潮汐發(fā)電單庫雙向電站

用一個水庫，但是漲潮與落潮時均可發(fā)電，只是在水庫內(nèi)外水位相同的平潮時不能發(fā)電，這種電站稱之為單水庫雙程式潮汐電站，它大大提高了潮汐能的利用率。 廣東省東莞市的鎮(zhèn)口潮汐電站及浙江省溫嶺市江廈潮汐電站，就是這種型式。

潮汐發(fā)電雙庫雙向電站

為了使潮汐電站能夠全日連續(xù)發(fā)電就必須采用雙水庫的潮汐電站。它是用二個相鄰的水庫，使一個水庫在漲潮時進水，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（高水位庫），后者稱為下水庫（低水位庫）。水輪發(fā)電機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。