潮汐能：它是什么以及它是如何运作的？

最不为人知的可再生能源之一，同时也是最具潜力的可再生能源之一；今天我们发现了潮汐能

我们生活在一个地球表面70%被水覆盖的星球上，其中97.6%是海水。我们常常忘记这一事实，它表明我们的生存与环绕我们并塑造我们地理环境的水域息息相关。自人类诞生以来，我们就将这些水域用于无数用途，造福于自身，与它们共建社会，并通过长期观察了解它们的复杂运作。如今，这种重要性更是翻了一番；海洋除了是食物来源和货物运输的重要通道外，还展现出其重要的能源生产来源。可再生能源时代已将目光投向海洋，看重其巨大的潜力，潮汐能应运而生。

或许，首先要回答的问题是，什么是潮汐能？我们可以将其定义为一种替代性可再生能源，它能够利用技术优势，利用太阳和月亮引力产生的潮汐运动来产生清洁电能。潮汐能的一大优势在于，它是一种高度可预测的可再生能源，而不像其他类型的能源那样，更依赖于难以预测的气象现象，例如太阳或风。原因何在？我们能够精确地了解潮汐周期，这使我们能够知道何时将潮汐产生的电能纳入能源结构。很有趣，对吧？

潮汐能是如何运作的？

正如我们所说，水的运动取决于月球和太阳对地球的引力作用。通过这种方式，这种引力使水体发生变形，导致它们移动，并产生我们称之为潮汐的洋流和运动。任何对海洋环境稍有了解的人都知道潮汐的存在。那么，潮汐发电厂就利用这些水位波动来发电。它是如何运作的呢？让我们按工厂类型来看一下：

水坝式发电厂

水坝式发电厂是最接近应用于海洋环境的水力发电厂。由于安装了一个或多个挡土墙（水坝）来创造人工落差，当潮水达到最高点时，水会通过填充渠道被截留。因此，当潮水开始退去时，被淹没的堤坝与天然地下水位成一定角度。正是在这时，运河闸门打开，使水可以在涡轮机中循环流动；螺旋桨开始急剧旋转，驱动发电机发电。

虽然它的运行看似简单，但它是一项需要非常特殊条件的项目；很少有地方符合安装此类装置的条件。此外，此类装置会对环境产生重大影响；因为它们位于被改造用于人类用途的河口或海湾。

在整个过程中，位于电站旁的电气开关设备发挥着至关重要的作用。电能产生后，会通过输电网最终到达变电站，在那里电压会升高，以提高传输效率并最大限度地减少损耗。在这里，诸如促进电压变化的电力变压器和一次配电单元等设备开始运行，它们充当大型开关，在出现任何问题时保护整个变电站。能量一旦转换完成，就会传递到高压塔，然后输送到消耗点。 

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潮汐发电机组

这是一个由一组固定在海床上的发电机组成的装置，我们可以将其与风力涡轮机进行比较，其作用是利用水的运动，类似于风力发电机的作用。这是对环境侵入性最小的类型，并且由于它们的安装工程要简单得多，因此其成本低于其他类型；与其他解决方案相比，它正在逐渐赢得市场份额。

当水流通过在“潮汐流发电机”（TSG）类型的装置中，水的动能流经涡轮机，就像我们所知的风力涡轮机中的风流一样，激活涡轮机，进而产生中继器和随后发电机运行所需的动力。瞧，我们“现在”有了电能。

但是，与前一种情况一样，电能需要传输。在这种情况下，由于产生的电能功率较小，因此需要经过转换中心；处理电能，始终保护网络，并将其直接分配到消费点。

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动态潮汐能的中心

最新的潮汐发电厂类型是所谓的动态或DTP（动态潮汐发电）。这项技术仍处于理论阶段，旨在利用潮汐流产生的动能和势能的相互作用。为实现这一目标，建议修建大型水坝系统，从海岸到大海，长度在30至50公里之间，不封闭特定区域。这将形成一种T形堤坝，在较长的堤坝两侧产生海平面差异，并配备涡轮机，以控制从一侧到另一侧的水流。一些提案估计，其中一个发电厂的发电量在 6 至 17 吉瓦之间，这又需要韩国或英国等国家的特殊地质条件。

潮汐能的优点和缺点是什么？

潮汐能的巨大潜力是不可否认的，尽管这种类型的装置有不同的优点和缺点需要考虑。让我们来看看其中的一些：

主要优势

• 它是一种100%可再生能源。
• 潮汐变化期间产量保持不变。
• 海洋周期是可预测的，因此可以估算能源产量。
• 每座发电装置的发电密度高于其他能源。
• 其维护成本相对较低。
• 潮汐坝还可作为防洪的挡土墙。
• 发电不会产生废物。
• 这些发电厂的使用寿命为75 和 100 年，从而降低了其年度运营成本。
• 此类电厂的负荷系数为 80%，与火力发电厂相似，但不生产

主要缺点

• 某些类型的发电厂，例如水坝，需要高额投资进行建设，并且还可能根据条件发生不可预见的变化。
• 它们需要非常特殊的地理和地形条件，这限制了它们的安装并阻止了它们在全球范围内的可扩展性。
• 水坝式设施对海岸线的影响很大。
• 其有效发电时间表为每天最多 10 小时，与潮汐波动相吻合。
• 从海岸到陆地的能源运输需要一项投资。
• 与其他技术一样，潮汐能也必须适应海水腐蚀。

正如我们所见，潮汐能潜力巨大，但它高度依赖于安装地点的地理位置——与其他可再生能源一样，由于潮汐能产生的能量因设施开发地点的地形条件而异，因此需要进行技术可行性研究。因此，目前，韩国、法国、加拿大、英国和挪威的潮汐能资源十分丰富。法国是第一个在 20 世纪 60 年代测试潮汐能使用的国家，其位于朗斯的工厂至今仍在运行。

现在我们知道了潮汐能是什么，还有哪些其他类型的海洋能？

鉴于海洋对我们地理环境造成的各种影响，有多种类型的可再生技术试图利用水能为我们服务。无论是在河口、沼泽、海岸还是在海洋内部，我们都发现了不同类型的能量，可以总结如下：

• 洋流能：利用洋流的动能来发电。
• 波浪能或波浪能：利用波浪运动的机械能来产生能量。  
• 潮汐能或热梯度能：通过洋流，介于地表水和海床之间；通过这种热变化发电。
• 潮汐能或潮汐能：我们已经知道它是如何工作的 🙂