潮汐能及其工作原理

2019年11月19日

潮汐能是什么，它是如何工作的?

潮汐能是由潮汐涨落时海水的涌动产生的。潮汐能是一种可再生能源。

在20世纪，工程师们发明了利用潮汐运动在有显著潮差的地区发电的方法，潮差是指涨潮和退潮之间的面积差。所有方法都使用特殊的发电机将潮汐能转化为电能。1

据《国家地理》杂志报道，目前有三种不同的方法来获取潮汐能源:潮汐流、潮汐坝和潮汐泻湖。以下图片摘自《国家地理》网站上的潮汐能源百科全书:

流

对于大多数潮汐能发电机来说，涡轮机被放置在潮汐流中。潮汐流是由潮汐形成的快速流动的水体。涡轮是一种从流体流动中获取能量的机器。这种流体可以是空气(风)或液体(水)。因为水的密度比空气大得多，潮汐能比风能更强大。与风不同，潮汐是可预测和稳定的。在使用潮汐发电机的地方，它们能产生稳定可靠的电流。1

接二连三

另一种潮汐能发电机使用一种叫做拦河坝的大坝。使用拦河坝时，由于大坝较低，水会溢出顶部或流经大坝中的涡轮机。堤坝可以跨越潮汐河流、海湾和河口。

拦河坝内的涡轮机利用潮汐的力量，就像水坝利用河流的力量一样。涨潮时，拦河坝闸门打开。涨潮时，拦河坝闸门关闭，形成一个水池，或潮汐泻湖。然后，水通过拦河坝的涡轮机释放出来，以工程师可以控制的速度产生能量。1

环礁湖

最后一种类型的潮汐能发电机涉及建造潮汐泻湖。潮汐泻湖是部分由天然或人造屏障包围的海水体。潮汐泻湖也可能是河口，有淡水流入其中。

利用潮汐泻湖的潮汐能发电机的功能很像拦河坝。然而，与屏障不同的是，潮汐泻湖可以沿着天然海岸线建造。潮汐泻湖发电厂也可以持续发电。涡轮机在泻湖充满和排空的时候工作。1

潮汐能的优势

潮汐发电的主要好处包括以下几点2：

  • 潮汐很容易预测
  • 维护成本低
  • 可靠的可再生能源
  • 能量密度比其他可再生能源高
  • 它不会产生温室气体或其他废物
  • 垂直轴涡轮机和海上涡轮机造价低廉，对环境的影响也较小
  • 潮汐涡轮机的效率为80%，高于太阳能或风能发电机。
  • 拦河坝减少了高潮涌对陆地的破坏。

潮汐能的缺点

在潮汐流中放置涡轮机是很复杂的，因为机器很大，会破坏它们试图利用的潮汐。环境影响可能会很严重，这取决于涡轮机的大小和潮汐流的位置。涡轮机在浅水中最有效。这将产生更多的能量，并允许船只在涡轮机周围航行。潮汐发电机的涡轮叶片也转动缓慢，这有助于海洋生物避免被困在系统中。1

潮汐能的其他一些限制如下2：

  • 初期建设成本非常高
  • 拦河坝后面淤泥的形成
  • 对潮汐站附近动植物的影响
  • 很少有适合建造屏障的地点
  • 干扰海洋生物的迁徙
  • 水不能补充，因此污垢沉淀在海岸内
  • 在潮水进进出出的时候，它每天只能提供大约10小时的电力。

为什么潮汐能很重要

潮汐能是一种可再生能源，它不会排放导致全球变暖的气体，也不会产生与化石燃料发电相关的酸雨。使用潮汐能还可以减少对核能的需求，以及相关的辐射风险。3.

今天潮汐能是如何被利用的

世界上最大的潮汐能项目位于韩国，名为始华湖潮汐能电站。它的输出能力为254MW。世界上最古老、第二大的潮汐发电站位于法国布列塔尼，名为La Rance潮汐发电站(240MW)。4世界各地还有更多的潮汐发电厂，我们很高兴看到这种可再生能源的发展。

参考文献

1国家地理。(2019)。潮汐的能量。检索自国家地理网站:https://www.nationalgeographic.org/encyclopedia/tidal-energy/

2沃克,克丽丝。(2013年1月22日)。潮汐能是可行的能源吗?检索自azocleantech.com: https://www.azocleantech.com/article.aspx?ArticleID=350

3.海洋能源委员会(2018)。潮汐能．检索自oceanenergycouncil.com: oceanenergycouncil.com/ocean-energy/tidal-energy/

4(2014年4月10日)潮汐巨人——世界上最大的五个潮汐发电厂。检索自power-technology.com: https://www.power-technology.com/features/featuretidal-giants-the-worlds-five-biggest-tidal-power-plants-4211218/

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9日评论

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