什么是潮汐电站?

[拼音]：chaoxi dianzhan

[外文]：tidal power station

利用海潮涨落形成的潮汐能发电的水电站。潮汐电站一般需要有地形和地质优良的海湾，在海湾入口处建堤坝、厂房和水闸，与海隔开，形成水库（图1a），利用涨落潮时内水位和海水之间的水位差，引水经厂房内的水轮发电机组发电。

潮汐电站的优点是：

（1）能源可靠，可以经久不息地利用；

（2）虽然有周期性间歇，但具有准确的规律，可用电子计算机预报，有计划纳入电网运行；

（3）一般离用电中心近，不必远距离送电；

（4）无淹没损失、移民等问题；

（5）水库内可发展水产养殖、围垦和旅游综合效益。潮汐电站有以下缺点：

（1）单库潮汐电站发电有间歇性；

（2）这种间歇性周期变化又和日夜周期不一致；

（3）单位千瓦的造价较常规水电站高。

海水位在大多数地区每日涨落两次，两次涨潮间隔时间平均约为12h25min。一天内海水位的变化大致象正弦曲线。潮汐电站发电的工作过程分为四个阶段（图2a）：

（1）从海水位上涨到与水库低水位齐平时（A时刻）起，闸门开，海水流入库内，库水位逐渐升高，直到和高海水位齐平(C时刻)，闸门关。

（2）此后库水位不变，海水位下降，二者间的水位差不断增加，达到水轮机发电的最小水头时（C时刻）为止。

（3）此时启动水轮机组发电，库水不断流入海，水位差随之减小，直到等于最小发电水头时(D时刻)，停止发电，闸门关，水库再次和海隔断。

（4）水库保持低水位不变，等候海水位再次涨高到与库水位齐平(A时刻)时，再开闸门。如此周而复始地工作。这是最简单的在落潮过程中发电的潮汐电站。当然，同理也可以在涨潮过程中发电，都称作单库单向型潮汐电站。如果设置两套闸门(图1b)就可以在涨潮（a-C流向）和落潮（c-d 流向）时都发电(图2b)，称作单库双向型潮汐电站。以上两种类型都有一个共同缺点，即在一天内不能连续不断地发电，发电时间也要随当时潮汐涨落的时间而定。如果要连续发电，就必须建造两个水库(图1c)，都与海连通并有闸门控制，在潮汐涨落过程中设法使两座水库之间始终保持一定水位差才能实现。这种电站称作双库双向型潮汐电站。目前已建成的潮汐电站多数是单库单向型，因为这种电站造价较低。水轮机组则都采用贯流式机组。

潮汐电站的装机容量 N(kW)和年发电量E(kW·h)可以用以下公式估算：

单向发电 N≈170A2F E≈0.44×106A2F

双向发电 N≈200A2F E≈0.55×106A2F式中A为平均潮差(m)；F为平均潮位时的水库面积(km2)。

全世界潮汐电站可开发的总容量达10～11亿kW，年发电量约12400亿kW·h。中国潮汐电站的蕴藏量据1985年普查为2158万kW，发电量约619亿kW·h。20世纪初在德国石勒苏克格荷斯泰因州和法国布列塔尼半岛曾试建过小型潮汐电站。由于潮汐电站存在的缺点，上半世纪对潮汐电站仍停留在理论研究阶段。要使潮汐电站能和其他能源的电站相竞争，首先必须要有较大潮差，而海洋的一般潮差都不足1m，只有到达海岸后，在某些海湾因地理、地形、水深等影响，才能达到数米甚至10m以上。中国沿海平均潮差在1～4.5m之间，最大潮差在杭州湾钱塘江口（见彩图），为8.93m。世界上最大潮差在北大西洋加拿大的芬迪湾，为19.6m。因此，并非所有感潮地点都适宜建造潮汐电站。事实上良好的地形地质条件并不多见，所以世界各国潮汐电站建设都基本上处在试验探索阶段，大规模建造潮汐电站目前尚难实现。潮汐电站的研究和建设，以法国起步最早，成效最高。现在全世界已建的装机容量超过 500kW的潮汐电站见表。全球以法国的朗斯潮汐电站最大，中国以浙江的江厦潮汐电站最大。中国从20世纪60年代起，在山东、江苏、浙江、福建、广东等省还修建了10多座小型潮汐电站，大多是单库运行方式，为沿海农村、渔场提供电能。

参考书目

R.H.Charlier， Tidal Energy，Van Nortrand Reinhold Co.， New York， 1982.