新能源發(fā)電論文

1、.廣東海洋大學 專業(yè)選修課論文    論 文 題 目 ：潮汐能發(fā)電的發(fā)展和前景綜述                                     &#

2、160;    學生專業(yè)班級  ：熱動1131                                          學生姓名&

3、#160;：鄭東煜 學生學號：201311427133                                        指 導 教 師 ：徐青  

4、                                         完 成 時 間   ： 2016.6.21

5、60;                 潮汐能發(fā)電的發(fā)展和前景綜述摘要：隨著人口的增多和人類日益增加的活動和科研對能源的消耗的增多，越來越多的能源被持續(xù)消耗以致于能源緊缺，為了滿足人類社會可持續(xù)發(fā)展對能源的需要，防止和減輕大量燃用化石能源對環(huán)境造成的嚴重污染和生態(tài)破壞。近年來世界各國開始呼吁必須走可持續(xù)發(fā)展道路，開發(fā)和利用新能源。潮汐能作為一種清潔無污染的新能源被人類開發(fā)和利用。本文主要對潮汐能的發(fā)展和前景進行總結綜述。關鍵詞

6、：潮汐能；潮汐能發(fā)電；發(fā)展和前景一、潮汐能發(fā)電概念眾所周知，地球上占表面積最大的就是海洋，約占地球表面積的70.9%。海洋是個巨大的能源寶庫，海水中蘊藏著巨大的動力資源，我們把它叫做海洋能，潮汐能就是海洋能的一種。說到潮汐能，我們首先要講到潮汐，所謂的潮汐是因為太陽和月球對地球各處的引力的不同所引起的海水有規(guī)律的、周期性的的漲落現(xiàn)象，而潮汐能是指海水漲潮和落潮形成的水的動能和勢能?，F(xiàn)代潮汐能的利用，主要是潮汐能發(fā)電。潮汐能發(fā)電是利用海灣、河口等有利地形，建筑水堤，形成水庫，以便于大量蓄積海水，并在壩中或壩旁建造水力發(fā)電廠房，通過水輪發(fā)電機組進行發(fā)電。從能源轉換的角度來說，潮汐發(fā)電首先是把潮汐的

7、動能和位能通過水輪機變成機械能，然后再由水輪機帶動發(fā)電機，把機械能轉變成電能。潮汐能發(fā)電與普通水力發(fā)電原理類似，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，從而潮汐能發(fā)電的水輪機的結構要適合低水頭、大流量的特點。利用潮汐能發(fā)電必須具備兩個條件：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。2、 潮汐能發(fā)電特點 優(yōu)點 (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、生產和國防需要的重要補充能源 。(2)它是一種相對穩(wěn)

8、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田構成水庫，因此，不存在人口遷移、淹沒農田等復雜問題。而且可 用攔海大壩，促 淤圍墾大片海涂地，把水產養(yǎng)殖、水利、海洋化工、交通運輸結合起來，大 搞綜合利用。這對于人多地少、農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、農田、人民生命財產等造成嚴重災害。 (5)潮汐能開發(fā)一次能源和二次能源相結合，不用燃料，不受一次能源

9、價格的影響，而且運行費用低，是一種經濟能源。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。 缺點 (1)潮差和水頭在一日內經常變化，在無特殊調節(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，與大電網并網運行，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)潮汐電站建在港灣海口，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。三、國外潮汐能發(fā)電現(xiàn)狀 國外潮汐能發(fā)電現(xiàn)狀早在

10、世紀初，歐、美一些國家就開始研究潮汐發(fā)電，現(xiàn)今世界上適于建設潮汐電站的許多國家和地區(qū)都在研究和建設潮汐電站。法國、英國、加拿大、美國、印度、前蘇聯(lián)及韓國等國對潮汐能發(fā)電投入大量人力、物力和財力進行開發(fā)，目前世界上已建成并運行發(fā)電的潮汐發(fā)電站總裝機容量為26.6萬千瓦，年發(fā)電量達6.125億kWh。主要包括法國的朗斯潮汐電站，美國阿拉斯加的庫克灣、加拿大莽地灣、英國賽文河口、阿根廷圣約瑟灣、澳大利亞達爾文范迪灣、印度敢貝河口、俄羅斯遠東鄂霍茨克海品仁灣、韓國仁川灣等地。法國的朗斯潮汐電站是世界上已建規(guī)模最大的潮汐電站該電站采用單庫雙向發(fā)電方式。1996年建在英吉利海蛺的朗斯河口，其潮差達135米

11、球庫面積為平方公里，攔潮壩高12米、長750多米。當漲潮時，攔蓄18億立方米的潮水電站裝有24臺單機容量為萬千瓦的貫流式水輪發(fā)電機組，年發(fā)電量出441億kWh。英國、印度、澳大利亞和阿根廷等國家對規(guī)模數(shù)十萬到數(shù)百萬千瓦的潮汐電站建設方案作了不同深度的研究。預計到2030年，世界潮汐電站的年發(fā)電總量將大600億kWh。四、國內潮汐能發(fā)電現(xiàn)狀 我國沿海多港灣、島嶼，大陸岸線長達6134.9km，島嶼岸線長11673.9km，沿岸分布著眾多的潮汐電站廢址。根據(jù)我國1978年對156個壩址的普查分析表明，技術上可開發(fā)的潮汐能蘊藏量為2000×104kW和380×108kW

12、。根據(jù)1981你那的估算（壩址已增加到500個），潮汐潛能有1.10×108kW和2700×108kW。另一方面，東南沿海有很多能量密度較高，平均潮差3.5-4.3m，最大潮差7-8m，自然環(huán)境優(yōu)越的壩址，可建104kW級以上電站的壩址有浙江杭州灣、浙江樂清灣、長江北支、浙江象山港、福建大觀版等。其中浙江杭州灣最大潮差達8.9m，潮汐能蘊藏量居全國首位 。我國是世界建造潮汐電站最多的國家，先后建造數(shù)十座，但現(xiàn)今仍在運行的不多。 溫嶺江廈潮汐試驗電站是我國已建成的最大的潮汐電站。電站位于浙江省溫嶺市西南的江廈港上。電站于1972年經當時的國家計委批準建設，

13、電站工程被列為水利電力潮汐電站項目，研究重點包括潮汐能特點、潮汐機組研制、海工建筑物技術問題、綜合利用等。電站當時設計安裝6臺雙向燈泡貫流式機組,1號機組于1980-05-04日投產發(fā)電，到1985-12完成了共5臺機組的安裝建設和并網發(fā)電，當時總裝機容量為3200kW。2007-10有完成第6臺700kW機組的安裝，從而是江夏潮汐電站的總裝機容量達到3900kW，規(guī)模至今是亞洲第二 ，年發(fā)電量穩(wěn)定在600多萬kWh。2010年江夏電站全年發(fā)電量達731.74kWh。 五、潮汐能發(fā)電型式與技術 （潮汐能發(fā)電的型式有水庫式發(fā)電和無水庫式發(fā)電 ）傳統(tǒng)的水庫式

14、潮汐能發(fā)電的型式  （1）單庫單向運行發(fā)電:單水庫只筑一道堤壩和一個水庫，老的單水庫潮汐電站是漲潮時使海水進入水庫，落潮時利用水庫與海平面的潮差推動水輪機發(fā)電。它不能連續(xù)發(fā)電，因此又稱為單水庫單程式潮汐式電站。  （2） 單庫雙向運行發(fā)電:新的單水庫潮汐電站利用水庫的特殊設計和水閘作用既可漲潮時發(fā)電，又可以在落潮時運行，只是在水庫內外水位相同時的平潮時才不能發(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利用率。  （3）雙庫單向運行發(fā)電:為了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。這種電站建有兩個相鄰的水庫，水輪發(fā)電機組放在兩個

15、水庫之間的隔壩內。一個水庫只在潮漲時進水（高位水庫），一個水庫（低位水庫）只在落潮時泄水；這兩個水庫之間始終保持有水位差，因此可以全日發(fā)電。  （4）抽水增能發(fā)電方式:上述運行方式中均存在著停止發(fā)電期，只要水位低于水輪機最小發(fā)電水頭則發(fā)電就會停止。停止發(fā)電時期，水壩兩側的水位非常接近。如果此時開始抽水進庫，或抽水出庫，就可以繼續(xù)發(fā)電了，而且發(fā)電量也會大大增加。雖然抽水時需要耗費一定的電量，但根據(jù)實際計算，發(fā)電量比耗電量可大一倍以上。現(xiàn)有水輪機在技術上已經具備發(fā)電、抽水、排水、過流四種功能。所以在抽水、排水過程里不用額外增加抽水、排水設備，節(jié)約了成本。 無庫式潮汐能發(fā)電設備的

16、發(fā)電原理突破了常規(guī)發(fā)電的概念，是借鑒風能發(fā)電原理，同時考慮海流和風的密度等條件的不同設計開發(fā)而成的，因而此類水輪機結構形式與傳統(tǒng)有庫式機組的結構形式大不相同。根據(jù)機組結構形式不同，目前的潮汐能發(fā)電機組總體可分為兩類。 （1）無水庫式新型潮汐能發(fā)電技術 無庫式潮汐能發(fā)電設備的發(fā)電原理突破了常規(guī)發(fā)電的概念，是借鑒風能發(fā)電原理，同時考慮海流和風的密度等條件的不同設計開發(fā)而成的，因而此類水輪機結構形式與傳統(tǒng)有庫式機組的結構形式大不相同。根據(jù)機組結構形式不同，目前的潮汐能發(fā)電機組總體可分為兩類。 （2）海底風車式機組 “海流”是無庫式潮汐能設備發(fā)展的標志性工程，項

17、目初期投資600萬歐元。由MCT公司聯(lián)合Banklnvest，EDFenergy等5家公司共同開發(fā)。2003年5月于英國西海岸布里斯托爾海面下20 m深處安裝并試驗成功，首批裝機容量為單臺300 kW。最近又安裝了單臺1 200 kW的機組，在流速為23 m/s的海水中工作。該機組形狀宛如一個風車，由潮水提供動能沖擊葉片發(fā)電。為便于轉子出水維護，“海流”安裝時在海底鉆孔打樁，建造具有提升機構的豎塔以適應不同深度的海流流速并便于出水維修；為適應海水漲落的變化，豎塔有510m露在海面上。每個豎塔兩側各有一個轉子，以節(jié)約成本，提高潮汐能利用率。與一般

18、的水平軸式風力發(fā)電機不同，“海流”的每個轉子上有2個葉片，葉片通過變槳軸承與轉子連接，通過伺服系統(tǒng)實現(xiàn)槳距控制，槳距角在電動機驅動下隨海流變化，避免過載破壞。由于海水流體密度大且裝置安裝于淺海區(qū)，葉片直徑僅16 m，以15 r/min速度隨海水流動旋轉，葉片朝向可以180°轉動以實現(xiàn)漲、退潮雙向發(fā)電的需要。同時機組裝有機械制動系統(tǒng)以便緊急制動。機組變速箱和發(fā)電機構成一個整體單元，浸沒在海水中，因此不需要額外的冷卻系統(tǒng)，降低了故障率 。美國海軍研究中心支持佛羅里達水電公司于1995年開始設計了一種中心開放式無庫容潮汐能發(fā)電機組，并于2005年完成了樣機制作

19、，樣機直徑6 m，單機容量120 kW，目前在歐洲Orkney潮汐能技術中心試驗。該機組顯著特點是中心開放而無軸及槳葉，采用滑動輪帆型轉子，水流貫穿通過有一定斜度的帆葉，帶動轉子旋轉發(fā)電。發(fā)電機和轉子軸承設計為整體。結構，適于高效直流環(huán)繞發(fā)電機。該機組適于中深水域，發(fā)電電壓為中等電壓。六、潮汐能的發(fā)展前景  （1）全球潮汐能發(fā)展前景 全球潮汐能的理論蘊藏量大約在萬億2030kW·h/a，相當于所有河川水力發(fā)電總量，但可供開發(fā)程度比較低，不同國家情況不一。初期研究表明：全球經濟型潮汐電站年供電能力在1萬億kW·h左右，最高為2萬億kW·h，但這僅僅只占未來電力需求的一小部分。河川水力發(fā)電潛力較低，大約是1000億kW·h。   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。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。 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