由于引潮力的作用,使海水不断地涨潮、落潮。涨潮时,大量海水汹涌而来,具有很大的动能;同时,水位逐渐升高,动能转化为势能。落潮时,海水奔腾而归,水位陆续下降,势能又转化为动能。海水在运动时所具有的动能和势能统称为潮汐能。
我国大陆海岸线长,岛屿众多,北起鸭绿江口,南到北仑河口,长达18000多公里,加上5000多个岛屿的海岸线14000多公里,海岸线共长32000多公里,因此潮汐能资源是很丰富的。据不完全统计,全国潮汐能蕴藏量为1.1亿千瓦,年发电量可达2750千瓦时,其中可供开发的约3850万千瓦,年发电量870亿千瓦时,大约相当于40多个新安江水电站。目前我国潮汐电站总装机容量已有1万多千瓦。
潮汐能的重要应用之一是发电。1913年德国在北海海岸建立了第一座潮汐发电站。1957年我国在山东建成了第一座潮汐发电站。1978年8月1日山东乳山县后沙口潮汐电站开始发电,年发电量230万千瓦时。1980年8月4日我国第一座“单库双向”式潮汐电站──江厦潮汐试验电站正式发电,装机容量为3000千瓦,年平均发电1070万千瓦时,其规模仅次于法国朗斯潮汐电站(装机容量为24万千瓦,年发电5.4亿千瓦时),是当时世界第二大潮汐发电站。
简单地说,潮汐发电就是在海湾或有潮汐的河口建筑一座拦水堤坝,形成水库,并在坝中或坝旁放置水轮发电机组,利用潮汐涨落时海水水位的升降,使海水通过水轮机时推动水轮发电机组发电。从能量的角度说,就是利用海水的势能和动能,通过水轮发电机转化为电能。
潮汐发电的型式有三种。
第一种是单库单向电站。即只用一个水库,仅在涨潮(或落潮)时发电,图10-2是利用落潮时发电的潮汐电站。我国浙江省温岭县沙山潮汐电站就是这种类型。
第二种是单库双向电站。用一个水库,但是涨潮与落潮时均可发电,只是在平潮时不能发电,广东省东莞县的镇口潮汐电站及浙江省温岭县江厦潮汐电站,就是这种型式。
第三种是双库双向电站。它是用二个相邻的水库,使一个水库在涨潮时进水,另一个水库在落潮时放水,这样前一个水库的水位总比后一个水库的水位高,故前者称为上水库,后者称为下水库。水轮发电机组放在两水库之间的隔坝内,两水库始终保持着水位差,故可以全天发电。
潮汐发电的优点是成本低,每度电的成本只相当火电站的八分之一。
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