潮汐能：它是什么以及它是如何运作的？

潮汐能是一种鲜为人知但极具发展前景的可再生能源。今天，我们将探讨潮汐能。

我们生活在一个地球表面70%被水覆盖的星球上，其中97.6%属于海洋。这一常被忽视的事实表明，我们的生存与环绕我们、塑造我们地理环境的水域息息相关。纵观人类历史，我们利用这些水域的力量来实现各种目标，构建与水域和谐共生的社会，并通过长期的观察了解其复杂的动态变化。如今，海洋的重要性有增无减，它不仅是食物的来源和庞大的货物运输网络，更被证明是至关重要的能源来源。可再生能源时代将目光投向了海洋，因为它蕴藏着巨大的潜力。而潮汐能正是在此背景下应运而生。

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……替代可再生能源的类型它利用科技手段，驾驭由太阳和月球引力影响引起的潮汐运动，来发电，从而产生清洁的电力。它的主要优势在于，它是一种高度可预测的可再生能源，不像其他能源那样依赖于阳光或风等难以预测的天气现象。这种可预测性的原因在于，我们对潮汐周期有着精确的了解，这使我们能够知道何时可以将潮汐发电纳入能源结构。是不是很有意思？

潮汐能是如何运作的？

正如我们之前提到的，水体的运动是由于月球和太阳对地球的引力影响。这种引力会使水体变形，导致水体运动，从而产生洋流和潮汐。任何对海洋环境稍有了解的人都熟悉潮汐的涨落。潮汐能设施正是利用这些水体波动来发电。它是如何运作的呢？让我们根据设施的类型来看一下：

潮汐能带设施

潮汐能发电设施类似于适用于海洋环境的水力发电厂。通过建造一座或多座挡土墙（水坝）来人为地制造水位差，当潮水达到峰值时，水流会通过蓄水渠被截留。当潮水开始退去时，蓄水闸门的位置高于自然水位。此时，闸门打开，让水流过涡轮机。涡轮机的叶片开始旋转，带动发电机发电。

尽管建造此类设施看似简单，但实际上需要满足非常具体的条件。符合这些条件的地点寥寥无几。此外，这些设施会对环境造成重大影响，因为它们通常位于为人类活动而改造过的河口或海湾。

在整个过程中，电站附近的电气设备发挥着至关重要的作用。电力产生后，会通过输电网络到达变电站，在那里电压会升高，以提高传输效率并减少损耗。变压器等设备在此发挥作用，实现电压转换；而一次配电单元则如同大型开关，在出现任何问题时保护整个变电站。经过转换的电力随后被输送到高压塔，最终到达用电点。

潮汐流发生器设施

这是一种由一组锚固在海底的发电机组成的装置，类似于风力涡轮机，其设计原理也与风力涡轮机类似，都是利用水流发电。就环境影响而言，它是破坏性最小的设施类型，与其他方案相比成本更低。因此，它正逐渐取代其他解决方案，占据市场份额。

当水流通过“潮汐流发电机”（TSG）时，水的动能会像风力驱动传统风力涡轮机一样，带动涡轮机旋转。这会使涡轮机转动，产生发电机启动所需的动能。瞧，我们现在就有了电能。

与前一种类型的设施类似，这些设施也需要输送电力。由于这些设施的发电容量较小，电力需要经过变频中心进行处理，变频中心负责处理电力，时刻保护电网安全，然后将电力直接输送到用电点。

动态潮汐能发电（DTP）设施

最后一种潮汐能设施是动态潮汐能发电（DTP）。这项技术目前仍处于理论阶段，旨在利用潮汐流产生的动能和势能之间的相互作用。为了实现这一目标，人们计划建造大型水坝，其长度通常为30至50公里，从海岸线延伸至海洋。这些水坝不像传统水坝那样围成一个区域，而是形成T形堤坝，在较长堤坝的两侧形成海平面差。然后，利用涡轮机来捕获从一侧到另一侧的水流。

一些估计表明，其中一座设施可以产生 6 至 17 吉瓦的电力，但这需要特定的地质条件，而这些条件通常存在于韩国或……等国家。英国。

潮汐能的优点和缺点是什么？

潮汐能的巨大潜力毋庸置疑，但这类装置也存在各种优缺点需要考虑。让我们来看看其中的一些：

主要优势：

• 它是100%可再生能源。
• 潮汐变化期间产量保持不变。
• 潮汐周期是可以预测的，因此可以估算能量产生量。
• 单套装置的能源产生密度高于其他能源。
• 维护成本相对较低。
• 潮汐能设施可以起到防洪作用。
• 发电过程中不会产生任何废弃物。
• 这些设施的使用寿命预计在 75 至 100 年之间，从而降低每年的运营成本。
• 此类设施的容量系数约为 80%，与火力发电厂类似，但没有排放。

主要缺点：

• 某些类型的设施，例如潮汐坝，需要高昂的建设成本，并且容易受到不可预见的条件变化的影响。
• 需要特定的地理和地形条件，这限制了其在全球范围内的安装和扩展。
• 潮汐能设施对沿海环境有重大影响。
• 有效发电时间每天最多只有 10 小时，与潮汐波动时间一致。
• 从沿海地区向陆地输送能源需要投资。
• 与其他技术一样，为了抵御海水的腐蚀作用，必须采取防腐蚀措施。

正如我们所见，潮汐能潜力巨大，但其应用高度依赖于安装地点的地理位置。与其他可再生能源一样，潮汐能发电需要进行技术可行性研究，以确定潮汐能根据安装地点的地形条件所能产生的能量差。目前，潮汐能已在韩国、法国、加拿大、英国和挪威等国家得到广泛应用。法国是20世纪60年代首个尝试开发潮汐能的国家，其朗斯潮汐发电站至今仍在运行。

既然我们已经了解了潮汐能是什么，那么还有哪些类型的海洋能源呢？

鉴于海洋对地理环境的诸多影响，人们设计了多种可再生能源技术，旨在利用水的力量造福人类。无论是在河口、沼泽、海岸线还是公海，都有不同类型的技术，可以概括如下：

• 潮汐能：是指利用洋流的动能来发电。
• 波浪能或波浪发电：利用波浪运动的机械能来发电。
• 海洋温差能或海洋温差梯度能：从表层水和海底之间的洋流产生的温差中提取能量，通过这种温度变化产生电力。
• 潮汐能或潮汐发电：我们已经很熟悉它的工作原理了 🙂