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潮汐能发电——利用潮汐涨落产生的能量发电的技术

日期:2022-09-15    来源:风趣星空m

国际新能源网

2022
09/15
10:21
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关键词: 潮汐能 可再生能源

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汐差的地区发电的方法,潮汐差是指涨潮和低潮之间的面积差。所有的方法都使用特殊的发电机将潮汐能转化为电能。

潮汐能的利用仍处于初级阶段。到目前为止,发电的数量一直很小。世界上只有很少的商业规模的潮汐发电厂在运行。工程师们正在努力改进潮汐能发电机的技术,以增加它们产生的能量,减少它们对环境的影响,并找到一种盈利的方法。

目前有三种不同的方式获得潮汐能:潮汐能流,潮汐能水坝和潮汐能泻湖。

潮汐能流

对于大多数潮汐能发电机来说,涡轮机被放置在潮汐流中。潮汐流是由潮汐产生的快速流动的水体。涡轮机是从流动的流体中获取能量的机器。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。

在潮汐流中放置涡轮机是很复杂的,因为机器很大,会破坏它们试图驾驭的潮汐。对环境的影响可能非常严重,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。潮汐发电机的涡轮叶片转动缓慢,这有助于海洋生物避免被困在系统中。

世界上第一座潮汐电站于2007年在北爱尔兰的斯特兰福德(Strangford)湖建造。涡轮机位于斯特兰福德湖入口和爱尔兰海之间的狭窄海峡中。潮水可以每秒4米的速度穿过海峡。

潮汐能水坝

另一种潮汐能发电机使用一个叫作拦河坝的大坝。在拦河坝中,由于大坝较低,水可能会溢出顶部或通过大坝中的涡轮机。拦河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发电,就像水坝利用河流发电一样。随着潮水上涨,拦河坝闸门打开。当潮水涨至高位时,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,以工程师可以控制的速度产生能量。

拦河坝系统对环境的影响是非常显著的。潮汐范围内的陆地完全被破坏了。潮汐泻湖水位的变化可能会伤害动植物的生命。潮汐泻湖内的盐度降低,这改变了能够在那里生活的生物。就像河流上的水坝一样,鱼被阻挡进出潮汐泻湖。涡轮机在拦河坝中快速移动,海洋动物可能会被困在叶片中。由于食物来源有限,鸟类可能会寻找不同的地方迁徙。

拦河坝是比单个涡轮机更昂贵的潮汐能发电机。虽然没有燃料成本,但拦河坝需要更多的建筑和机器。与单台涡轮机不同,拦河坝还需要持续监控以调整功率输出。

位于法国布列塔尼市兰斯河河口的潮汐电站使用的是拦河坝。它建于1966年,至今仍在使用。该工厂使用两种能源:来自英吉利海峡的潮汐能和来自兰斯河的水流能量。

潮汐泻湖

最后一种类型的潮汐能发电机涉及潮汐泻湖的建设。潮汐泻湖是部分被天然或人工屏障包围的海洋水体。潮汐泻湖也可能是河口,淡水流入其中。

利用潮汐泻湖的潮汐能量发电机的功能就像一个拦河坝。然而,与拦河坝不同的是,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。涡轮机在泻湖进水和排空的过程中工作。

潮汐泻湖对环境的影响微乎其微。泻湖可以用岩石等天然材料建造。它们会在退潮时像一个低防波堤,在涨潮时被淹没。

但是使用潮汐泻湖的发电机的能量输出可能很低。目前还没有已经建成的潮汐泻湖电站案例。

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