潮汐发电机的用途性价比
发布时间：2023-12-27 点击：141
地球上的海水或江水，受到太阳、月球的引力以及地球自转的影响，在每天早晚会各有一次水位的涨落，这种现象，早称之为潮，晚称之为汐。
这过程中蕴含的能量则称之为潮汐能，其取之不竭，用之不尽。如在海岸线架设特制发电机——“潮汐电机”，则可利用其发电，产生清洁电能。
与现有风电、光伏等主流新能源相比，潮汐发电具有独特的优点，特别适合在海岸线绵长的国家内发展。今天我们来详细说说吧。
潮汐能昼夜规律性
月球公转与地球自转方向相同，但地球自转速度快于月球公转，使涨潮被地球自转带着跑。
另一方面，因为月球对地球万有引力的作用，地球视作一固态整体，较背对月球一侧的海水更被拉近月球，因此背对月球一侧的海水形同“升高”了。
为进一步展示潮汐能的昼夜特性，笔者特地访问了开放气象网站noaa(national oceanic and atmospheric administration)，调取florida州dames point bridge处2017/10/23一天内的潮汐流速及流向数据，如下图所示。可以看到：
在时段2:00至5:00和时段12:00至17:00，潮汐流向均为240°左右，其余时段，潮汐流向均为80°左右；
在同一潮汐流向下，潮汐流速的变化趋势一致，例如，时段2:00至5:00和时段12:00至17:00内的流速变化趋势与幅度大体一致；
综上，可发现潮汐能的规律性和可预测性强于风能、光能。
因此，当潮汐发电场接入电力系统后，其可调度性将更强。
2017/10/23一天内的dames point bridge处潮汐流速及流向（绿色曲线为流向，红色曲线为流速）
对环境更“和谐”的潮汐发电机
潮汐发电机利用潮汐驱动叶片，从而带动内部电机，将潮汐能转换为电能，根据其安装方式的不同，可大致分为固定式潮汐发电机和悬浮式潮汐发电机，如下图所示。前者底部固定在浅滩底部，后者则漂浮在浅水中。
固定式潮汐发电机
悬浮式潮汐发电机
潮汐电机与风力发电机均采用流体带动叶片，驱使电机发电，但前者以水力为驱动，后者以风力为驱动。水的密度约为空气密度的800倍，故理论上，在相同转速下，潮汐发电机的功率将高于风力发电机。此外，潮汐发电机在运行过程中，均处于水面以下，不会对周围产生噪声及景观破坏，具体体现在：
风力发电机组在运行过程中将产生大量噪声，而处于水中的潮汐发电机将不会产生噪声；
风力发电机组叶片高速旋转时可能危及飞过的鸟类，潮汐发电机叶片始终处于低速旋转，不会危及附近鱼类；
大量布置风力发电机将会对景观造成影响，而处于水中的潮汐发电机则不会对景观造成影响
潮汐电场发展现状
英国、韩国等海岸线绵长的国家已展开对潮汐能的积极开发，其中，苏格兰走在潮汐能开发的前列中。
2012年，苏格兰在orkney岛建成含30台潮汐发电机的潮汐电场，运行结果表明，该电场可产生1mw电能，足够500户沿海居民用电；
2015年，苏格兰在其北部沿岸地区拟建立400mw容量的潮汐发电场，该电场可满足175,000户居民用电；
据统计，苏格兰北部的pentland湾，蕴含约10gw的潮汐能，并且从大西洋流入pentland湾的洋流经过约8英里的狭长海峡后，潮汐流速将变得十分迅速，在此投入潮汐发电场，将获得较高收益。
中国发展潮汐电场的潜力
中国拥有近300万平方公里的海域与3.2万公里长的海岸线，名列世界第6位。海岸线分为大陆岸线与海岛岸线，其中大陆岸线为1.8万公里。其北部起始点为鸭绿江口，南方终点为北仑河口。
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与现有风电、光伏等主流新能源相比，潮汐发电具有独特的优点，特别适合在海岸线绵长的国家内发展。今天我们来详细说说吧。
潮汐能昼夜规律性
月球公转与地球自转方向相同，但地球自转速度快于月球公转，使涨潮被地球自转带着跑。
另一方面，因为月球对地球万有引力的作用，地球视作一固态整体，较背对月球一侧的海水更被拉近月球，因此背对月球一侧的海水形同“升高”了。
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在时段2:00至5:00和时段12:00至17:00，潮汐流向均为240°左右，其余时段，潮汐流向均为80°左右；
在同一潮汐流向下，潮汐流速的变化趋势一致，例如，时段2:00至5:00和时段12:00至17:00内的流速变化趋势与幅度大体一致；
综上，可发现潮汐能的规律性和可预测性强于风能、光能。
因此，当潮汐发电场接入电力系统后，其可调度性将更强。
2017/10/23一天内的dames point bridge处潮汐流速及流向（绿色曲线为流向，红色曲线为流速）
对环境更“和谐”的潮汐发电机
潮汐发电机利用潮汐驱动叶片，从而带动内部电机，将潮汐能转换为电能，根据其安装方式的不同，可大致分为固定式潮汐发电机和悬浮式潮汐发电机，如下图所示。前者底部固定在浅滩底部，后者则漂浮在浅水中。
固定式潮汐发电机
悬浮式潮汐发电机
潮汐电机与风力发电机均采用流体带动叶片，驱使电机发电，但前者以水力为驱动，后者以风力为驱动。水的密度约为空气密度的800倍，故理论上，在相同转速下，潮汐发电机的功率将高于风力发电机。此外，潮汐发电机在运行过程中，均处于水面以下，不会对周围产生噪声及景观破坏，具体体现在：
风力发电机组在运行过程中将产生大量噪声，而处于水中的潮汐发电机将不会产生噪声；
风力发电机组叶片高速旋转时可能危及飞过的鸟类，潮汐发电机叶片始终处于低速旋转，不会危及附近鱼类；
大量布置风力发电机将会对景观造成影响，而处于水中的潮汐发电机则不会对景观造成影响
潮汐电场发展现状
英国、韩国等海岸线绵长的国家已展开对潮汐能的积极开发，其中，苏格兰走在潮汐能开发的前列中。
2012年，苏格兰在orkney岛建成含30台潮汐发电机的潮汐电场，运行结果表明，该电场可产生1mw电能，足够500户沿海居民用电；
2015年，苏格兰在其北部沿岸地区拟建立400mw容量的潮汐发电场，该电场可满足175,000户居民用电；
据统计，苏格兰北部的pentland湾，蕴含约10gw的潮汐能，并且从大西洋流入pentland湾的洋流经过约8英里的狭长海峡后，潮汐流速将变得十分迅速，在此投入潮汐发电场，将获得较高收益。
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中国拥有近300万平方公里的海域与3.2万公里长的海岸线，名列世界第6位。海岸线分为大陆岸线与海岛岸线，其中大陆岸线为1.8万公里。其北部起始点为鸭绿江口，南方终点为北仑河口。
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