潮汐发电研究与分析

燃黼Ｆ－ｒｏｎｔｅ渺翩。嘲

前言

不久前，国家环保总局叫停了一些火电和水电工程项目，无独有偶，２月１６日限制ＣＯ。排放．防止地球温室效应的《京都议定书》又正式生效。电力生产的主要模式都受到制约，火电受该议定书的制约，水电必须首先解决淹没土地、文物、移民，环保等问题．核电仍然存在安全隐患．成本太高等问题。人们更加关注可再生的清洁能源的开发、利用，比如太阳能、海洋能、风能等。地球表面的７１％是海洋，蕴藏极大能量，其中包括潮流、潮汐、波浪、波流以及海水的温差等，都可用来转换为电能。然而，开发最早、规模最大、实现商业运营的还是潮汐发电。世界上最早的潮汐电站是法国于１９１３年在诺德斯特兰德岛上建造的，１９６６年又建造了世界最大的２４０ＭＷ朗斯潮汐电站．商业运营长达４０年。加拿大于１９７９年在芬地湾的阿娜波利斯河１：３建造潮汐电站．采用最新环形全贯流式机组．单机容量２０ＭＷ，现在规划建造５０００ＭＷ的这种电站。我国１９８０年建造了３２００ｋＷ的江厦电站．又建造了８个潮汐电站。此外，俄罗斯、英国、韩国、日本、印度、澳大利亚、意大利等国也都在积极开发建造中。

由于韩国正在建造世界上最大的潮汐电站．而且特邀中国提供设计方案、参加投标。本文重点介绍哈电的设计理念、初步方案、安全措施、运行经验等。

潮汐能爨转换

由于受到太阳和月亮的引力作用，而使海水流动并每天上涨２次，这种上涨当接近陆地时．可能会因共振而加强，共振的程度视海岸情况而定。月球的引力大约是太阳的２倍．因为距离较近，伴随着地球的自转．海面的水位大约每天２次周期性地上下变动，这就叫做“潮汐”现象。海水水位具有按照类似于ＣＯＳ中的规律随时间反复变化的性质．水位达到最高状态．称为”满潮”．水位落到最低状态，称为“干潮”，满潮与干潮两者水位之差称为“潮差”。海洋潮汐的涨落变化形成了一种可供人们利用的海洋能量．早在９００多年前，我国泉州就利用它来搬运石块以便在洛阳江上架桥。在１８世纪法、英等国曾在大西洋沿岸利用它来推动水轮机。２０世纪就出现潮汐磨坊。那时还没有双向水轮机，只能利用一个方向（退潮时）的能量，因为较易控制。潮汐电站通常选址在海湾湾１：３，筑坝截流，以便利用海湾作为水库蓄水发电，可以采用双向发电方式．即涨

文，哈尔滨电机厂有限责任公司尹志国

潮和退潮时都可以发电。

潮汐发电的功率Ｐ（ｋＷ）可用下式表达：

Ｐ＝９．８ｒｌ·Ｑ·Ｈ

式中Ｔ１——综合变换效率

Ｑ——流量．ｍ３，ｓ

Ｈ——水头．ｍ

这里的水头即潮差。如果不是筑坝截流．而是利用潮流（伴随潮汐现象而引起的水流）直接发电，则发电功率可用下式表达Ｐ＝１／２ｒｌ·Ｓ·Ｖ３

式中Ｓ——截面积，ｍ２

Ｖ——流速，ｍ／ｓ

潮汐发电中的Ｑ、Ｈ和潮流发电中的Ｓ、Ｖ都是随时间而变化的。发电机组单机功率并不算大，但因坝长、机组台数众多，这种群体性电站的装机容量可以扩张巨大。经过几十年研究规划和中间机组验证以后，正在建造的俄罗斯白海海崖麦津海湾潮汐电站装机高达２０００万ｋＷ．可与三峡电站相媲美。其他还有印度的坎贝湾（７３６．４万ｋＷ）、英国的塞汶河口（７２０万ｋＷ）、俄罗斯的图古尔（６８０万ｋＷ）、加拿大的麦那贝森（５００万ｋＷ）等潮汐电站都相当于７台到１０台以上三峡机组．然而它的造价很低，不存在传统水电那些负面影响。俄罗斯还在开发地处白令海峡的潘辛斯卡亚潮汐电站，装机８７００万ｋＷ，相当于４个三峡电站，将同美国联网；而麦津电站所发电将通过斯摩棱斯克输往欧洲中部。俄罗斯电力过剩，主要出１：３。俄罗斯潮汐电力西向欧洲、东向美国出口。１０年以后（２０１５年）麦津将建成。

发电方式对比

韩国属于半岛国家，海岸线漫长，为了充分利用海洋动力资源，在仁川、泰安、群山、全罗等地正在进行大规模的潮汐电站建设。１９８６年曾由加拿大和法国帮助进行加洛林（４８０ＭＷ）潮汐电站可行性研究，１９９２年又邀请中国专家帮助咨询评估，并派几批专家于１９９１～１９９２年到中国江厦进行考察。２００３年１月在汉城国贸大厦召开西瓦（ＳｌＷＨＡ）潮汐电站研讨会，邀请哈尔滨电机厂有限责任公司（哈电）和法国阿尔斯通（Ａ）作为机电设备投标商参加会议并公布报告。韩国对中国情有独钟的理由是：①三峡机组首批１４台大型铸锻件几乎都被价廉物美的韩国重型机械制造公司（韩重）夺标．合作中对哈电颇有好感：②通过引进，在三峡右岸招投标中．哈电与

５８

潮汐发电研究与分析

作者：尹志国

作者单位：哈尔滨电机厂有限责任公司

刊名：

电器工业

英文刊名：CHINA ELECTRICAL EQUIPMENT INDUSTRY

年，卷(期)：2005(8)

1.世界首座潮汐发电站在英建成[期刊论文]-可再生能源2003(4)

2.潮汐发电[期刊论文]-山东国土资源2009,25(10)

3.海上潮汐发电[期刊论文]-水利水电快报2003,24(3)

4.Kyul-ho Kwak韩国世界最大的潮汐发电工程[会议论文]-2006

5.吕炳全.邵磊.吴加学.叶国强建长江口北支高综合产值的潮汐发电工程[期刊论文]-上海建设科技2008(6)

6.王宗伟.谢蓉.王晓放.WANG Zong-wei.XIE Rong.WANG Xiao-fang大连市建设潮汐电站的可行性分析[期刊论文]-节能2010,29(8)

7.刘孝忠海洋潮汐发电设备的优化和机型选择研究[期刊论文]-电器工业2010(3)

8.英国试制新型潮汐发电装置[期刊论文]-小水电2002(2)

9.赵晓琳厦门东通道工程中的潮汐能利用[会议论文]-2001

10.彼得·弗雷科英国潮汐发电技术及十年规划[期刊论文]-水利水电快报2002,23(10)

本文链接：/Periodical_dqgy200508019.aspx