潮汐電站

利用海潮漲落形成的潮汐能發電的水電站。

潮汐電站一般需要有地形和地質優良的海灣，在海灣入口處建堤壩、廠房和水閘，與海隔開，形成水庫（圖1a），利用漲落潮時內水位和海水之間的水位差，引水經廠房內的水輪發電機組發電。

潮汐電站的優點是：①能源可靠，可以經久不息地利用；

②雖然有周期性間歇，但具有準確的規律，可用電子計算機預報，有計劃納入電網運行；

③一般離用電中心近，不必遠距離送電；

④無淹沒損失、移民等問題；

⑤水庫內可發展水產養殖、圍墾和旅遊綜合效益。

潮汐電站有以下缺點：①單庫潮汐電站發電有間歇性；

②這種間歇性周期變化又和日夜周期不一致；

③單位千瓦的造價較常規水電站高。

海水位在大多數地區每日漲落兩次，兩次漲潮間隔時間平均約為12h25min。一天內海水位的變化大致象正弦曲線。潮汐電站發電的工作過程分為四個階段（圖2a）：①從海水位上漲到與水庫低水位齊平時（A時刻）起，閘門開，海水流入庫內，庫水位逐漸升高，直到和高海水位齊平(C時刻)，閘門關。

②此後庫水位不變，海水位下降，二者間的水位差不斷增加，達到水輪機發電的最小水頭時（C時刻）為止。

③此時啟動水輪機組發電，庫水不斷流入海，水位差隨之減小，直到等於最小發電水頭時(D時刻),停止發電，閘門關，水庫再次和海隔斷。

④水庫保持低水位不變，等候海水位再次漲高到與庫水位齊平(A時刻)時，再開閘門。如此周而復始地工作。這是最簡單的在落潮過程中發電的潮汐電站。當然，同理也可以在漲潮過程中發電，都稱作單庫單向型潮汐電站。如果設置兩套閘門(圖1b)就可以在漲潮（a-C流向）和落潮（c-d 流向）時都發電(圖2b),稱作單庫雙向型潮汐電站。以上兩種類型都有一個共同缺點，即在一天內不能連續不斷地發電，發電時間也要隨當時潮汐漲落的時間而定。如果要連續發電，就必須建造兩個水庫(圖1c)，都與海連通並有閘門控制，在潮汐漲落過程中設法使兩座水庫之間始終保持一定水位差才能實現。這種電站稱作雙庫雙向型潮汐電站。目前已建成的潮汐電站多數是單庫單向型，因為這種電站造價較低。水輪機組則都採用貫流式機組。

潮汐電站的裝機容量 N(kW)和年發電量E(kW·h)可以用以下公式估算：

單向發電N≈170A2FE≈0.44×106A2F

雙向發電N≈200A2FE≈0.55×106A2F

式中A為平均潮差(m)；F為平均潮位時的水庫面積(km2)。

全世界潮汐電站可開發的總容量達10～11億kW，年發電量約12400億kW·h。中國潮汐電站的蘊藏量據1985年普查為2158萬kW，發電量約619億kW·h。20世紀初在德國石勒蘇克格荷斯泰因州和法國布列塔尼半島曾試建過小型潮汐電站。由於潮汐電站存在的缺點，上半世紀對潮汐電站仍停留在理論研究階段。要使潮汐電站能和其他能源的電站相競爭，首先必須要有較大潮差，而海洋的一般潮差都不足1m，只有到達海岸后，在某些海灣因地理、地形、水深等影響，才能達到數米甚至10m以上。中國沿海平均潮差在1～4.5m之間，最大潮差在杭州灣錢塘江口（見彩圖）,為8.93m。世界上最大潮差在北大西洋加拿大的芬迪灣，為19.6m。因此，並非所有感潮地點都適宜建造潮汐電站。事實上良好的地形地質條件並不多見，所以世界各國潮汐電站建設都基本上處在試驗探索階段，大規模建造潮汐電站目前尚難實現。潮汐電站的研究和建設，以法國起步最早，成效最高。現在全世界已建的裝機容量超過 500kW的潮汐電站見表。全球以法國的朗斯潮汐電站最大，中國以浙江的江廈潮汐電站最大。中國從20世紀60年代起，在山東、江蘇、浙江、福建、廣東等省還修建了10多座小型潮汐電站，大多是單庫運行方式，為沿海農村、漁場提供電能。

R.H.Charlier,Tidal Energy,Van Nortrand Reinhold Co., New York, 1982.