在海灣或感潮河口,可見到海水或江水每天有兩次的漲落現(xiàn)象,早上的稱為潮,晚上的稱為汐。潮汐作為一種自然現(xiàn)象,為人類的航海、捕撈和曬鹽提供了方便。這種現(xiàn)象主要是由月球、太陽的引潮力以及地球自轉(zhuǎn)效應所造成的。漲潮時,大量海水洶涌而來,具有很大的動能;同時,水位逐漸升高,動能轉(zhuǎn)化為勢能。落潮時,海水奔騰而歸,水位陸續(xù)下降,勢能又轉(zhuǎn)化為動能。海水在運動時所具有的動能和勢能統(tǒng)稱為潮汐能。 潮汐是一種蘊藏量極大、取之不盡、用之不竭、不需開采和運輸、潔凈無污染的可再生能源。建設潮汐電站,不需要移民,不淹沒土地,沒有環(huán)境污染問題,還可以結(jié)合潮汐發(fā)電發(fā)展圍墾、水生養(yǎng)殖和海洋化工等綜合利用項目。
潮汐能的主要利用方式是潮汐發(fā)電。潮汐發(fā)電與普通水利發(fā)電原理類似,通過出水庫,在漲潮時將海水儲存在水庫內(nèi),以勢能的形式保存,然后,在落潮時放出海水,利用高、低潮位之間的落差,推動水輪機旋轉(zhuǎn),帶動發(fā)電機發(fā)電。差別在于海水與河水不同,蓄積的海水落差不大,但流量較大,并且呈間歇性,從而潮汐發(fā)電的水輪機結(jié)構(gòu)要適合低水頭、大流量的特點。
潮汐發(fā)電是水力發(fā)電的一種。在有條件的海灣或感潮口建筑堤壩、閘門和廠房,圍成水庫,水庫水位與外海潮位之間形成一定的潮差(即工作水頭),從而可驅(qū)動水輪發(fā)電機組發(fā)電。
與潮汐發(fā)電相關(guān)的技術(shù)進步極為迅速,已開發(fā)出多種將潮汐能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的機械設備,如螺旋漿式水輪機、軸流式水輪機、開敞環(huán)流式水輪機等,日本甚至開始利用人造衛(wèi)星提供潮流信息資料。利用潮汐發(fā)電日趨成熟,已進入實用階段。
潮汐能的主要利用方式是潮汐發(fā)電。
20世紀初,歐、美一些國家開始研究潮汐發(fā)電。1913年德國在北海海岸建立了第一座潮汐發(fā)電站。第一座具有商業(yè)實用價值的潮汐電站是1967年建成的法國郎斯電站。該電站位于法國圣馬洛灣郎斯河口。郎斯河口最大潮差13.4米,平均潮差8米。一道750米長的大壩橫跨郎斯河。壩上是通行車輛的公路橋,壩下設置船閘、泄水閘和發(fā)電機房。郎斯潮汐電站機房中安裝有24臺雙向渦輪發(fā)電機,漲潮、落潮都能發(fā)電??傃b機容量24萬千瓦,年發(fā)電量5億多度,輸入國家電網(wǎng)。
1968年,前蘇聯(lián)在其北方摩爾曼斯克附近的基斯拉雅灣建成了一座800千瓦的試驗潮汐電站。1980年,加拿大在芬地灣興建了一座2萬干瓦的中間試驗潮汐電站。試驗電站、中試電站,那是為了興建更大的實用電站做論證和準備用的。
由于常規(guī)電站廉價電費的競爭,建成投產(chǎn)的商業(yè)用潮汐電站不多。然而,由于潮汐能蘊藏量的巨大和潮汐發(fā)電的許多優(yōu)點,人們還是非常重視對潮汐發(fā)電的研究和試驗。
1957年我國在山東建成了第一座潮汐發(fā)電站。1978年8月1日山東乳山縣白沙口潮汐電站開始發(fā)電,年發(fā)電量230萬千瓦時。1980年8月4日我國第一座“單庫雙向”式潮汐電站──江廈潮汐試驗電站正式發(fā)電,裝機容量為3000千瓦,年平均發(fā)電1070萬千瓦時,其規(guī)模僅次于法國朗斯潮汐電站(裝機容量為24萬千瓦,年發(fā)電5.4億千瓦時),是當時世界第二大潮汐發(fā)電站。
簡單地說,潮汐發(fā)電就是在海灣或有潮汐的河口建筑一座攔水堤壩,形成水庫,并在壩中或壩旁放置水輪發(fā)電機組,利用潮汐漲落時海水水位的升降,使海水通過水輪機時推動水輪發(fā)電機組發(fā)電。從能量的角度說,就是利用海水的勢能和動能,通過水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)化為電能。
在全球范圍內(nèi)潮汐能是海洋能中技術(shù)最成熟和利用規(guī)模最大的一種,潮汐發(fā)電在國外發(fā)展很快。歐洲各國擁有浩瀚的海洋和漫長海岸線,因而有大量、穩(wěn)定、廉價的潮汐資源,在開發(fā)利用潮汐方面一直走在世界前列。法、加、英等國在潮汐發(fā)電的研究與開發(fā)領(lǐng)域保持領(lǐng)先優(yōu)勢。
中國海岸線曲折漫長,主要集中在福建、浙江、江蘇等省的沿海地區(qū)。中國潮汐能的開發(fā)始于20世紀50年代,經(jīng)過多年來對潮汐電站建設的研究和試點,我國潮汐發(fā)電行業(yè)不僅在技術(shù)上日趨成熟,而且在降低成本,提高經(jīng)濟效益方面也取得了較大進展,已經(jīng)建成一批性能良好、效益顯著的潮汐電站。
電力供應不足作為制約我國國民經(jīng)濟發(fā)展的重要因素,尤其是在東部沿海地區(qū)。而潮汐能具有可再生性、清潔性、可預報性等優(yōu)點,在我國優(yōu)化電力結(jié)構(gòu),促進能源結(jié)構(gòu)升級的大背景下,發(fā)展潮汐發(fā)電順應社會趨勢,有利于緩解東部沿海地區(qū)的能源短缺。潮汐電站建設可創(chuàng)造良好的經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益,投資潛力巨大。
潮汐的發(fā)生也是有規(guī)律的。潮汐的發(fā)生和太陽,月球都有關(guān)系,也和我國傳統(tǒng)農(nóng)歷對應。在農(nóng)歷每月的初一即朔點時刻處太陽和月球在地球的一側(cè) ,所以就有了最大的引潮力,所以會引起“大潮”,在農(nóng)歷每月的十五或十六附近,太陽和月亮在地球的兩側(cè),太陽和月球的引潮力你推我拉也會引起“大潮”;在月相為上弦和下弦時,即農(nóng)歷的初八和二十三時,太陽引潮力和月球引潮力互相抵消了一部分所以就發(fā)生了“小潮”,故農(nóng)諺中有“初一十五漲大潮,初八二十三到處見海灘”之說。另外在第天也有漲潮發(fā)生,由于月球每天在天球上東移13度多,合計為50分鐘左右,即每天月亮上中天時刻(為1太陰日=24時50分)約推遲50分鐘左右,(下中天也會發(fā)生潮水每天一般都有兩次潮水)故每天漲潮的時刻也推遲50分鐘左右。
我國勞動人民在千百年來總結(jié)經(jīng)驗出來許多的算潮方法(推潮汐時刻)如八分算潮法就是其中的一例:簡明公式為:
高潮時=0.8h×[=0.8h×[農(nóng)歷日期----1(或16)] 高潮間隙
上式可算得一天中的一個高潮時,對于正規(guī)半日潮海區(qū),將其數(shù)值加或減12時25分(或為了計算的方便可加或減12時24分)即可得出另一個高潮時。若將其數(shù)值加或減6時12分即可得低潮出現(xiàn)的時刻——低潮時。但由于,月球和太陽的運動的復雜性,大潮可能有時推遲一天或幾天,一太陰日間的高潮也往往落后于月球上中天或下中天時刻一小時或幾小時,有的地方一太陰日就發(fā)生一次潮汐。故每天的漲潮退潮時間都不一樣,間隔也不同。
利用潮汐發(fā)電必須具備兩個物理條件:首先潮汐的幅度必須大,至少要有幾米;第二海岸地形必須能儲蓄大量海水,并可進行土建工程。即區(qū)域蘊有足夠大的潮汐能是十分重要的,潮汐能普查計算的方法是,首先選定適于建潮汐電站的站址,再計算這些地點可開發(fā)的發(fā)電裝機容量,疊加起來即為估算的資源量。
潮汐發(fā)電的工作原理與一般水力發(fā)電的原理是相近的,即在河口或海灣筑一條大壩,以形成天然水庫,水輪發(fā)電機組就裝在攔海大壩里。由于海水潮汐的水位差遠低于一般水電站的水位差,所以潮汐電站應采用低水頭、大流量的水輪發(fā)電機組。全貫流式水 輪發(fā)電機組由于其外形小、重量輕、管道短、效率高已為各潮汐電站廣泛采用。
潮汐能發(fā)電 潮汐能的主要利用方式是潮汐發(fā)電。利用潮汐發(fā)電必須具備兩個物理條件:首先潮汐的幅度必須大,至少要有幾米;第二海岸地形必須能儲蓄大量海水,并可進行土建工程。潮汐發(fā)電的工作原理與一般水力發(fā)電的原...
目前美國似乎在推深水發(fā)電,靠海平面以下洋流的流向帶動水輪機發(fā)電,因為海水的浮力抵消了很大部分地心引力,因此水輪機的功率比陸地要高
一. 引力勢能-海水動能-海水勢能-發(fā)動機動能-電能 二 海灣或有潮汐的河口建筑一座攔水堤壩,形成水庫,并在壩中或壩旁放置水輪發(fā)電機組,利用潮汐漲落時海水水位的升降,使海水通過水輪機時推動水輪發(fā)電機組...
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。
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。
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。
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。
1、潮汐能是一種清潔、不污染環(huán)境、不影響生態(tài)平衡的可再生能源。潮水每日漲落,周而復始,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)和國防需要的重要補充能源。2、它是一種相對穩(wěn)定的可靠能源,很少受氣候、水文等自然因素的影響,全年總發(fā)電量穩(wěn)定,不存在豐、枯水年和豐、枯水期影響。
3、潮汐電站不需淹沒大量農(nóng)田構(gòu)成水庫,因此,不存在人口遷移、淹沒農(nóng)田等復雜問題。而且可 用攔海大壩,促 淤圍墾大片海涂地,把水產(chǎn)養(yǎng)殖、水利、海洋化工、交通運輸結(jié)合起來,大 搞綜合利用。這對于人多地少、農(nóng)田非常寶貴的沿海地區(qū),更是個突出的優(yōu)點。
4、潮汐電站不需筑高水壩,即使發(fā)生戰(zhàn)爭或地震等自然災害,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)等造成嚴重災害。
5、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,而且運行費用低,是一種經(jīng)濟能源。但也和河川水電站一樣,存在一次投資大、發(fā)電成本低的特點。
6、機組臺數(shù)多,不用設置備用機組。
1、潮差和水頭在一日內(nèi)經(jīng)常變化,在無特殊調(diào)節(jié)措施時,出力有間歇性,給用戶帶來不便。但可按潮汐預報提前制定運行計劃,與大電網(wǎng)并網(wǎng)運行,以克服其間歇性。
2、潮汐存在半月變化,潮差可相差二倍,故保證出力、裝機的年利用小時數(shù)也低。
3、潮汐電站建在港灣??冢ǔK顗伍L,施工、地基處理及防淤等問題較困難。故土建和機電 投資大,造價較高。
4、潮汐電站是低水頭、大流量的發(fā)電形式。漲落潮水流方向相反,故水輪機體積大,耗鋼量多, 進出水建筑物結(jié)構(gòu)復雜。而且因浸泡在海水中,海水、海生物對金屬結(jié)構(gòu)物和海工建筑物有腐蝕和沾污作用,放需作特殊的防腐和防海生物粘附處理。
5、潮汐變化周期為太陰日(24h50min),月循環(huán)約為14天多,每天高潮落后約50min,故與按太 陽日給出之日需電負荷圖配合較差。 潮汐發(fā)電雖然存在以上不足之處,但隨著現(xiàn)代技術(shù)水平的不斷提高,是可以得到改善的。如采用雙向或多水庫發(fā)電、利用抽水蓄能、納人電網(wǎng)調(diào)節(jié)等措施,可以彌補第一個缺點;采用現(xiàn)代化浮運沉箱進行施工,可以節(jié)約土建投資;應用不銹鋼制作機組,選用乙烯樹脂系列涂料,再采用陰極保護,可克服海水的腐蝕及海生物的粘附。
潮汐發(fā)電,作為一種清潔能源,在大力發(fā)展海洋經(jīng)濟的今天,不僅得到政府部門的重視,更成為裝備制造企業(yè)進軍戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的新商機。潮汐能作為一種可再生能源,已成為"十二五"戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)規(guī)劃中新能源的重要組成部分。與風能和太陽能相比,潮汐能更為可靠,其發(fā)電量不會產(chǎn)生大的波動,而且不占用農(nóng)田、不污染環(huán)境,成本只有火電的八分之一,而中國的潮汐資源豐富,為發(fā)展潮汐發(fā)電提供了充足的機遇。隨著煤、石油、天然氣等傳統(tǒng)化石能源日益減少,能源短缺現(xiàn)象日益加重,人們紛紛將能源發(fā)展重點轉(zhuǎn)向面積更加遼闊的大海。潮汐發(fā)電具有資源豐富、儲備量大、可再生等特點,而且環(huán)保、無污染,成為開發(fā)"藍色能源"的重點。在大力發(fā)展海洋經(jīng)濟的背景下,潮汐發(fā)電已經(jīng)被我國列為"十二五"戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)規(guī)劃中新能源的重要組成部分,更是為裝備制造業(yè)進軍戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)提供了巨大商機,發(fā)展?jié)摿薮?。潮汐發(fā)電對自然條件和設備條件要求都比較高。潮汐發(fā)電是利用有潮汐的海灣、河口等有利地形,通過建筑攔水堤壩形成水庫,在壩中或壩旁放置水輪發(fā)電機組,利用潮汐漲落時潮位的落差推動水輪機旋轉(zhuǎn),將海水的勢能和動能轉(zhuǎn)化為電能。此外,由于潮汐發(fā)電是以海水為介質(zhì),發(fā)電設備常年泡在海水中,因此對設備防腐蝕、防海生物附著等方面有嚴格要求。
我國潮汐能資源豐富,長達18000多公里的大陸海岸線,北起鴨綠江口,南到北侖河口,加上5000多個島嶼的14000多公里海岸線,共約32000多公里的海岸線中蘊藏著豐富的潮汐能資源。據(jù)不完全統(tǒng)計,全國潮汐能蘊藏量為1.9億千瓦,其中可供開發(fā)的約3850萬千瓦,年發(fā)電量870億千瓦時,大約相當于40多個新安江水電站。目前我國潮汐電站總裝機容量已有1萬多千瓦。根據(jù)中國海洋能資源區(qū)劃結(jié)果,我國沿海潮汐能可開發(fā)的潮汐電站壩址為424個,以浙江和福建沿海數(shù)量最多。
浙江沿海
根據(jù)浙江省政府發(fā)布的《浙江省海洋功能區(qū)劃》,全省的海洋能利用區(qū)包括潮汐能區(qū)4個,重點區(qū)域為南田島灣潮汐能區(qū)、三門灣潮汐能區(qū)、江廈潮汐能區(qū)、海山潮汐能區(qū);潮流能區(qū)1個,即龜山水道潮流能區(qū),所在的舟山群島占我國潮流能量的一半左右,開發(fā)潛力較大。
據(jù)了解,浙江近岸均為強潮區(qū)。浙江沿海平均潮差為4.29米,潮汐能理論裝機容量為2896萬千瓦,可開發(fā)的潮汐能裝機容量為880萬千瓦,約占全國總量的40%;沿海平均波高為1.3米,理論波浪能密度為5.3千瓦/米,可裝機容量為250萬千瓦,波浪能占全國總量的16.5%。
福建省
1980年12月16日,福建省水電廳、省水利科研所、省農(nóng)機科研所等單位組織技術(shù)人員到平潭調(diào)查潮汐能源。1983年10月,省科委決定在平潭縣幸福洋墾區(qū)的小結(jié)嶼海堤內(nèi)側(cè)建設潮汐發(fā)電站。工程由福建省水利電力勘測設計院設計,平潭縣幸福洋試驗潮汐電站工程指揮部施工。潮汐電站以墾區(qū)的排洪溝和深水養(yǎng)殖池(面積73公頃),作為蓄水水庫,庫容量為167萬立方米,有效庫容量133萬立方米,采用單向退潮發(fā)電。
1984年10月,動工圍埝和基礎開炸。在小結(jié)嶼岸邊,動工興建主副廠房,其中主廠房建筑面積522.7平方米,副廠房184.4平方米。機組安裝高程為-3.8米,裝置水輪機和發(fā)電機各4臺。水輪機為國產(chǎn)貫流式GDBWS-190型,軸功率381.71千瓦,轉(zhuǎn)速155轉(zhuǎn)/分,效率83%。發(fā)電機為交流同步水輪TSWN99/37-12型,容量320千瓦,額定電壓400伏,額定電流577安,轉(zhuǎn)速500轉(zhuǎn)/分。設備操作層的高程為-1.55米,其中設置調(diào)速器、控制屏、動力屏、恒電位器等。內(nèi)設中央控制室、主變間、廠內(nèi)變電室及10千伏開關(guān)柜等。電站的輸電線路為10千伏二回路,一回路經(jīng)標準砂廠至縣城,長13公里;另一回路經(jīng)中樓鄉(xiāng)與縣電網(wǎng)連接,長12公里。
1988年主體工程竣工,1989年6月12日驗收,9月與縣網(wǎng)并網(wǎng)發(fā)電。電站總裝機容量1280千瓦,日發(fā)電2次10小時,設計年發(fā)電量315.17萬千瓦時,當年發(fā)電2.28萬千瓦時??偼顿Y530萬元。1991年7月,因電機銹蝕而停役維修。此后時停時發(fā),發(fā)電時限短,且不穩(wěn)定。1995年發(fā)電量2.25萬千瓦時。
國家或地區(qū) |
地點 |
裝機容量(兆瓦) |
年發(fā)電量(萬兆瓦·小時) |
機組(臺) |
潮差(米) |
法國 |
朗斯 |
240 |
4.8 |
24 |
8 |
英國 |
塞泣河口灣 |
7200 |
1300 |
230 |
9.3 |
默西河口灣 |
620 |
120 |
21 |
6.7 |
|
斯特蘭福德灣 |
53 |
53 |
31 |
3.1 |
|
愛爾蘭 |
香農(nóng)河口灣 |
318 |
71.5 |
30 |
3.8 |
印典 |
卡奇灣 |
600 |
160 |
43 |
5.2 |
韓國 |
加露林灣 |
480 |
120 |
32 |
4.6 |
巴西 |
巴岡加 |
30 |
5.5 |
2 |
4.1 |
美國 |
尼克灣 |
2220 |
550 |
80 |
7.8 |
加拿大 |
坎伯蘭灣 |
1147 |
342 |
37 |
10.5 |
魁北克灣 |
4028 |
1260 |
106 |
12.4 |
|
安納波利斯羅爾 |
20 |
5 |
1 |
6.7 |
|
俄羅斯 |
倫博夫斯基 |
400 |
|||
緬珍斯卡亞 |
15000 |
5000 |
800 |
9 |
|
品仁 |
87000 |
20000 |
13.5 |
潮汐發(fā)電是一項潛力巨大的事業(yè),據(jù)海洋學家計算,世界上潮汐能發(fā)電的資源量在10億千瓦以上,也是一個天文數(shù)字。經(jīng)過多年來的實踐,在工作原理和總體構(gòu)造上基本成型,可以進入大規(guī)模開發(fā)利用階段。潮汐發(fā)電的前景是廣闊的。
據(jù)估計到2000年全世界潮汐發(fā)電站的年發(fā)電量可達到3X1010~6X1010kw·h。潮汐電站除了發(fā)電外還有著廣闊的綜合利用前景,其中最大的效益是圍海造田、增加土地,此外還可進行海產(chǎn)養(yǎng)殖及發(fā)展旅游。正由于以上原因潮汐發(fā)電已倍受世界各國重視。
世界上適于建設潮汐電站的20幾處地方,都在研究、設計建設潮汐電站。其中包括:美國阿拉斯加州的庫克灣、加拿大芬地灣、英國塞文河口、阿根廷圣約瑟灣、澳大利亞達爾文范迪門灣、印度坎貝河口、俄羅斯遠東鄂霍茨克海品仁灣、韓國仁川灣等地。隨著技術(shù)進步,潮汐發(fā)電成本的不斷降低,進入21世紀,將不斷會有大型現(xiàn)代潮汐電站建成使用。
法國朗斯潮汐電站建成于1966年,總裝機容量為240MW,單機功率為10MW,共24臺水輪機,年發(fā)電5.4億度,是當時世界上最大的海洋能發(fā)電工程。其技術(shù)創(chuàng)新是采用了與常規(guī)水電站不同的,具有正反向發(fā)電、泄水和抽水的燈泡式貫流水輪發(fā)電機組,不但提高了潮汐能的利用效率,同時降低了電站的造價。該電站總的基建費用為5.7億法郎(約1億美元),若按1973年的實際發(fā)電量計算,每度電的成本大概是水力發(fā)電的2倍。由于潮汐發(fā)電是波動和間歇的,輸出功率變化大,全年平均輸出的電量為額定裝機能力的25%。
愛爾蘭斯特蘭福特灣的潮汐電站,斯特蘭福特灣潮汐電站是世界上十大可再生能源工程之一,也是目前為止,海洋上最大的潮汐發(fā)電站。不過該記錄將在2015年被建在韓國Wando Hoenggan Waterways的工程打破,該工程投資8.2億美元,裝機容量有300兆瓦,60英尺高(18米)的渦輪靠自身重力固定于海底。
中國江廈潮汐實驗電站位于我國浙江省樂清灣北端的江廈港。該電站是1974年在原“七一”塘圍墾工程的基礎上建造的,集發(fā)電、圍墾造田、海水養(yǎng)殖和發(fā)展旅游業(yè)等各種功能為一體。該電站的特點是采用類似法國朗斯電站的雙向發(fā)電的燈泡貫流式水輪發(fā)電機組。該站址最大潮差8.39m,平均潮差5.1m,原設計為6臺500kW機組,有6個機坑,實際安裝了5臺機組,第一臺為500kW,在1980年5月投入運行;第二臺為600kW,其余3臺為700kW,最后一臺于1986年投入運行??傃b機為3200kW,為當時世界第三大潮汐電站。壩址以上港灣面積約8000畝,由于庫區(qū)原計劃圍墾造田5600畝,當?shù)剞r(nóng)民私自占地圍墾或養(yǎng)殖,可供發(fā)電的水面積不足2000畝。1986年五臺機組年發(fā)電量約600萬度,低于1070萬度的原設計年發(fā)電量,發(fā)電的的經(jīng)濟效益不高。多年來,電廠計劃加高圍堰,提高庫區(qū)的水位,并在第六號機坑增加一臺機組,增加發(fā)電量,提高發(fā)電的經(jīng)濟效益。
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太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)的組成原理圖 太陽能發(fā)電系統(tǒng)由 太陽能電池組、 太陽能控制器、蓄電池(組)組成。 如輸出電源為交流 220V 或 110V ,還需要配置 逆變器。各部分的 作用為: (一)太陽能電池板:太陽能電池板 是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的 核心部分 , 也是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中 價值最高的部分 。其作用是將太陽的輻射能力 轉(zhuǎn)換為電能,或送往蓄電池中存儲起來,或推動負載工作。 太陽能電 池板的質(zhì)量和成本將直接決定整個系統(tǒng)的質(zhì)量和成本。 (二)太陽能控制器: 太陽能控制器的作用是控制整個系統(tǒng)的工作狀 態(tài),并對蓄電池起到過充電保護、過放電保護的作用。在溫差較大的 地方,合格的控制器還應具備溫度補償?shù)墓δ堋?其他附加功能如光控 開關(guān)、時控開關(guān)都應當是控制器的可選項。 (三)蓄電池:一般為鉛酸電池,小微型系統(tǒng)中,也可用鎳氫電池、 鎳鎘電池或鋰電池。 其作用是在有光照時將太陽能電池板所發(fā)出的電 能儲存起來
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太陽能發(fā)電原理 太陽能發(fā)電系統(tǒng)由太陽能電池組、太陽能控制器、蓄電池(組)組成。如輸出電源為交流 220V 或 110V,還需要配置逆變器。各部分的作用為: (一)太陽能電池板: 太陽能電池板是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分, 也是太陽能發(fā)電系統(tǒng) 中價值最高的部分。 其作用是將太陽的輻射能力轉(zhuǎn)換為電能, 或送往蓄電池中存儲起來, 或 推動負載工作。太陽能電池板的質(zhì)量和成本將直接決定整個系統(tǒng)的質(zhì)量和成本。 (二)太陽能控制器: 太陽能控制器的作用是控制整個系統(tǒng)的工作狀態(tài), 并對蓄電池起到過 充電保護、過放電保護的作用。 在溫差較大的地方, 合格的控制器還應具備溫度補償?shù)墓δ堋?其他附加功能如光控開關(guān)、時控開關(guān)都應當是控制器的可選項。 (三)蓄電池:一般為鉛酸電池,小微型系統(tǒng)中,也可用鎳氫電池、鎳鎘電池或鋰電池。其 作用是在有光照時將太陽能電池板所發(fā)出的電能儲存起來,到需要的時候再釋放出來。 (四)
潮汐發(fā)電機利用潮汐驅(qū)動葉片,從而帶動內(nèi)部電機,將潮汐能轉(zhuǎn)換為電能,根據(jù)其安裝方式的不同,可大致分為固定式潮汐發(fā)電機和懸浮式潮汐發(fā)電機。前者底部固定在淺灘底部,后者則漂浮在淺水中。
潮汐電機與風力發(fā)電機均采用流體帶動葉片,驅(qū)使電機發(fā)電,但前者以水力為驅(qū)動,后者以風力為驅(qū)動。水的密度約為空氣密度的800倍,故理論上,在相同轉(zhuǎn)速下,潮汐發(fā)電機的功率將高于風力發(fā)電機。此外,潮汐發(fā)電機在運行過程中,均處于水面以下,不會對周圍產(chǎn)生噪聲及景觀破壞。
1、能源清潔可靠,可以經(jīng)久不息地利用,且不受氣候條件的影響。
2、雖然有周期性間歇,但有準確規(guī)律,可用電子計算機預報,并有計劃納入電網(wǎng)運行。
3、一般離用電中心近,不必遠距離送電。
4、潮汐電站興建后的最高庫水位總是低于建站前最高潮水位,因此潮汐電站庫區(qū)不但不淹沒土地,還可以促淤圍墾,發(fā)展水產(chǎn)養(yǎng)殖。以浙江江廈潮汐試驗電站為例,電站年上網(wǎng)電量500*104千瓦時,按0.5元/千瓦時電價計,年售電收入扣除稅收后約200萬元。但水庫圍墾了366hm2農(nóng)田,年收入超過1000萬元:提供1.37km2面積的海產(chǎn)品養(yǎng)殖區(qū)域,年產(chǎn)值在1500萬元以上。
5、潮汐電站的主要部分建在水下,不污染環(huán)境,而且還美化環(huán)境,提高旅游效益。如法圍朗思潮汐電站建成后,高水位比天然潮位降低了0.5-1.0m,原波濤洶涌的朗斯河三角灣變成了平靜的湖泊,成了人們旅游休閑場所。此外,通過700m長的壩頂公路連接城市,使城市之間的距離縮短了30km,每年從壩上通過的汽車達50萬輛。
1、潮差和水頭在一日內(nèi)經(jīng)常變化,在無特殊調(diào)節(jié)措施時,出力有間歇性,給用戶帶來不便。但可按潮汐預報提前制定運行計劃,與大電網(wǎng)并網(wǎng)運行,以克服其間歇性。 潮汐發(fā)電
2、潮汐存在半月變化,潮差可相差二倍,故保證出力、裝機的年利用小時數(shù)也低。
3、潮汐電站建在港灣???,通常水深壩長,施工、地基處理及防淤等問題較困難。故土建和機電投資大,造價較高。
4、潮汐電站是低水頭、大流量的發(fā)電形式。漲落潮水流方向相反,敵水輪機體積大,耗鋼量多,進出水建筑物結(jié)構(gòu)復雜。而且因浸泡在海水中,海水、海生物對金屬結(jié)構(gòu)物和海工建筑物有腐蝕和沾污作用,放需作特殊的防腐和防海生物粘附處理。
5、潮汐變化周期為太陰日(24h50min),月循環(huán)約為14天多,每天高潮落后約50min,故與按太陽日給出之日需電負荷圖配合較差。
潮汐發(fā)電雖然存在以上不足之處,但隨著現(xiàn)代技術(shù)水平的不斷提高,是可以得到改善的。如采用雙向或多水庫發(fā)電、利用抽水蓄能、納人電網(wǎng)調(diào)節(jié)等措施,可以彌補第一個缺點;采用現(xiàn)代化浮運沉箱進行施工,可以節(jié)約土建投資;應用不銹鋼制作機組,選用乙烯樹脂系列涂料,再采用陰極保護,可克服海水的腐蝕及海生物的粘附。2100433B
由于引潮力的作用,使海水不斷地漲潮、落潮。漲潮時,大量海水洶涌而來,具有很大的動能;同時,水位逐漸升高,動能轉(zhuǎn)化為勢能。落潮時,海水奔騰而歸,水位陸續(xù)下降,勢能又轉(zhuǎn)化為動能。海水在運動時所具有的動能和勢能統(tǒng)稱為潮汐能 。
其進出水口位置很低可充分利用有限的潮差水頭;其可通過控制若干個進水口閘門及其開閉數(shù)量的方式對不同水頭情況下形成的水輪機出力能力與變化進行調(diào)控與實現(xiàn)電力調(diào)頻;其安裝維護方便,其將對解決困擾海島漁民的用電問題做出貢獻,也將為駐島廣大官兵提供電力方便。