潮汐發電

潮汐發電。原圖鏈接

潮汐發電，水力發電的形式，利用潮汐水流的移動，或海面升降，取得能量。對於未來的電力供應有很好的潛力。此外，它比風能、太陽能都更容易預測，在歐洲利用潮汐推動磨坊已經有上千年的歷史，主要用於研磨穀物。

目錄

概述

潮汐在自然界中是一種十分常見的現象，海水和江水每天都會有兩次的漲落現象，早上的潮水湧動稱為潮，晚上的潮水起落則稱為汐。

潮汐現象是由月球、太陽對海水的吸引力以及地球本身的自轉效應共同作用的結果。漲潮的時候，海水洶湧澎湃而來，動能很大。同時，隨著水位的升高，潮水的動能逐漸轉化為海水的勢能。落潮的時候，海水又奔騰著回歸大海，水位不斷下降，海水的勢能又轉化為潮水強大的動能。

潮汐能

潮汐能是指從海水面晝夜間的漲落中獲得的能量。在漲潮或落潮過程中，由海水進出水庫帶動發電機發電。潮汐能是一種水能，它將潮汐的能量轉換成電能及其它種有用形式的能源。

潮汐能也是海水在漲落的過程中所具有的動能和勢能之和。潮汐能使一種沒有任何污染的可再生能源，其中蘊藏著極大的能量永不枯竭，而且不需進行開採和運輸。在海口處建設潮汐發電站是利用潮汐能的最好方法，不需要居民搬遷，不影響民生，不淹沒土地，不污染環境，甚至還可以發展汐、海洋化工等項目造福。

發電原理

潮汐發電和傳統的水利發電的原理十分類似，就是在漲潮的時候用水庫將海水儲存起來，並以勢能的形式保存好海水，等到落潮的時候再將海水排放出去，將潮水的重力勢能轉化為水輪機的動能，推動水輪機快速旋轉，從而促使發電機開始發電。和普通水利發電不同處在於，潮汐發電站是海水的漲落來發電，而普通的水力發電站利用的是河水。蓄積的海水落差並不是很大，但是它的流量比較大，而且海水的漲落具有間歇性，潮汐發電的水輪機結構要和海水運動的這種特點相適應。

如果條件允許，可以在海灣附近或者感潮口周圍建築一些堤壩、廠房之類的建築物，並且圍成一座水庫，水庫裡面海水的高度要和水庫外面海潮的位置之間形成一定的高度差，這樣才可以驅動相應的發電機體系進行發電。

系統

潮汐發電主要有兩種系統:
1.潮流式系統：
這是利用海水流動的動能，推動渦輪發電機，與風推動風車的方式類似。這是目前比較常用的方式，因為成本比較低廉，而且對生態環境的影響比較小。
2.堰壩式系統：
這是利用海水潮汐高低差的位能。這種系統由於需要建造堰壩等的相應土木工程，所以成本較高。還有對環境影響的問題，這種系統在世界上可以看到的很少。
近代渦輪技術的進步，有助於潮汐發電系統大量安裝在海中，支持電力的供應。特別是潮流式發電機的設計。潮流式發電機可以安裝在水流匯集，速度高的區域，幾乎所有河川流入海灣或是匯流，水流集中的區域，都屬於這樣的地區。

發電站

潮汐發電站是水力發電站的一種，利用潮汐現象發電。在具備潮汐發電條件的海灣（或感潮河口）修建水庫，當海水（或江水）的水位上漲時水庫蓄水，當海水（或江水）的下落時，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電機組受到海水（或江水）驅動而發電。潮汐發電站有三種形式：「單庫單向電站｣「單庫雙向電站｣、和「雙庫雙向電站｣。

歷史

歷史上，潮水（動力）工廠已在歐洲和北美的大西洋沿岸投入使用。其最早可追溯到中世紀，甚至古羅馬時代。第一座大型潮汐電站朗斯潮汐電站於1966年投入使用。

• 1913年，德國在北海海岸建立了世界上第一座潮汐發電站。
• 1967年，法國朗斯潮汐發電站建成，這是世界上第一座具有經濟價值，而且也是當時世界上最大的潮汐發電站。
• 2016年1月12日，3.4MW大型海洋潮流能發電機組總成平台在浙江秀山島下海，這是中國自主研發生產的裝機功率最大的潮流能發電機組。在此之前，中國海洋潮流能發電機組最大規模為300kW。此次下海的3.4MW機組長70米、寬30米，平均高20米，重達2500噸，可抵抗16級颱風和4米巨浪，歷經6年研發和1年施工完成。

預測性

潮汐比風能和太陽能具有更強的預測性。在可再生能源的來源中，潮汐能歷來都一直受限於高成本和（具有足夠高的潮差和流速的）可行地點的局限性，因而進一步限制了其總體可行性。然而，許多新技術在設計（如：動態潮汐能, 潮汐潟湖）和渦輪機技術（如：新式軸流式輪機、雙擊式水輪機）上的開發和改進，表明潮汐能的總體可行性可以遠高於之前的假設，同時經濟和環境成本可以降到具有競爭力的水平。

各國發展

日韓

潮汐發電技術的進步十分迅速，目前已開發出多種將潮汐能迅速轉變為機械動能的先進設備，如螺旋漿式水輪機、開敞環流式水輪機等等。目前已經進入了實用階段。日本是世界上最善於利用水利發電的國家之一，該國已將人造衛星運用到潮流大數據的獲取。

根據 Ocean Energy Systems 資料，波浪能與潮汐能預估可在 2050 年提供 750GW 電力，可說是當今全球核技術的 2 倍，目前更有不少國家正如火如荼部屬與測試該技術。韓國早在 2011 年便打造裝置量達 254MW 的始華湖潮汐電廠。

歐洲

英國 Atlantis 更在同年著手裝置世界最大規模潮汐能 Meygen project，其總發電量預估可達 2GWh。

Meygen project 潮汐能技術像縮小版的三葉風機，外觀如同站立式海底電風扇，現在也有廠商正嘗試打造四葉或六葉風機。而 OpenHydro 則是使用 16 公尺高的圓形空心設備、內有十幾片朝內的葉片，遠遠看很像張開的魚嘴巴，海水流過葉片後就可產生動能與電力，目前該公司也成功於法國開設製造工廠。

荷蘭波浪能公司 Wello 的動力設備也不會浸在水中，其設備外型像是一艘船，而轉輪與動力設備皆裝置在船體內，有助於減少海水侵蝕速度與波浪拍打影響。目前 Wello 也正與印尼合作，展開其首次商業應用，並打造世界最大 10MW 波浪能。加拿大公司 OpenHydro 也於 2016 年在芬迪灣裝置潮汐能系統。

影片

12-5 從從 唐從聖 潮汐發電原理和法國朗斯發電廠

Lec46 7-2 潮汐能、洋流能與波浪能

全球首例！成功測試黑潮發電－民視新聞