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潮汐现象及潮汐发电

来源:本站原创 作者:佚名 发布时间:2005-06-02 15:24:04 浏览次数: 字体: 打印

一、什么是潮汐现象?

大海中的海水每天都按时涨落起伏变化。古时,人们把白天的涨落称为"潮",夜间的涨落叫做"汐",合起来叫做"潮汐"。潮汐现象使海面有规律的起伏,就像人们呼吸一样。海水涨起来的时候,只见那水头像骏马一般,从大海的远处奔腾而来,转眼间水满湾畔,惊涛拍岸,发出雷鸣般的轰鸣,飞沫四溅,一股海星味儿扑鼻而来。那正是只能用波澜壮阔来形容。及至退潮,则别有一番景致。只见海水渐次回落,转瞬间,被海水覆盖的金黄色沙底,奇形怪状的礁石,都显露出来。

二、产生潮汐现象的原因
  潮水为什么日以继夜、周而复始地运动着,是什么力量促使海水发生如此有规律的升降、涨落?我国古代不少科学家,经过长期观测,已经发现海洋潮汐现象与月亮的盈亏圆缺有密切的关系。潮汐是海水受太阳、月亮的引力作用而形成的。根据万有引力定律,两个物体之间都存在着相互吸引力;引力的大小,与它们物体的质量乘积成正比,而与它们之间的距离的平方成反比。两个物体的质量越大,彼此的引力就越大;两个物体间距离越远,则引力越小。
  众所周知,地球绕太阳一周的时间是一年,月亮绕地球一周为一个月。以地球-月亮为例,它们之间,彼此都有吸引力,如果它们都静止不动,就会使它们之间碰撞;但是因为它们处于不停的转动中,又会产生与引力方向相反的离心力,而且两个力的大小相等,因此处于平衡状态。可是,地球表面每个指点受月亮的引力,大小并不一样;有的地方,引力大于离心力;有的地方小于离心力,它们的两个力之间的差值,就是产生潮汐现象的引潮力。
  地球上各地的引潮力,随地、月之间的距离远近而变化,加上地球也不停的自转,随时变化着。从而,各地在不同时间,有着各种不同大小的潮汐涨落。

三、潮汐能

由于引潮力的作用,使海水不断地涨潮、落潮。涨潮时,大量海水汹涌而来,具有很大的动能;同时,水位逐渐升高,动能转化为势能。落潮时,海水奔腾而去,水位陆续下降,势能又转化为动能。海水在运动中所具有的动能和势能统称为潮汐能。

月球的引潮力可使海面升高0.246米,在两者的共同作用下,潮汐的最大潮差为8.9米;北美芬迪湾蒙克顿港最大潮差竟达19米.据计算,世界海洋潮汐能蕴藏量约为27亿千瓦,若全部转换成电能,每年发电量大约为1.2万亿度。潮汐发电严格地讲应称为“潮汐能发电”,潮汐能发电仅是海洋能发电的一种,但是它是海洋能利用中发展最早、规模最大、技术较成熟的一种。现代海洋能源开发主要就是指利用海洋能发电。利用海洋能发电的方式很多,其中包括波力发电、潮汐发电、潮流发电、海水温差发电和海水含盐浓度差发电等,而国内外已开发利用海洋能发电主要是潮汐发电。由于潮汐发电的开发成本较高和技术上的原因,所以发展不快。

四、潮汐发电及潮汐发电的不同形式

潮汐发电与水力发电的原理相似,它是利用潮水涨、落产生的水位差所具有势能来发电的,也就是把海水涨、落潮的能量变为机械能,再把机械能转变为电能(发电)的过程。具体地说,潮汐发电就是在海湾或有潮汐的河口建一拦水堤坝,将海湾或河口与海洋隔开构成水库,再在坝内或坝房安装水轮发电机组,然后利用潮汐涨落时海水位的升降,使海水通过轮机转动水轮发电机组发电。

由于潮水的流动与河水的流动不同,它是不断变换方向的,因此就使得潮汐发电出现了不同的型式,例如:①单库单向型,只能在落潮时发电。②单库双向型:在涨、落潮时都能发电。③双库双向型:可以连续发电,但经济上不合算,未见实际应用。 4潮汐发电的实际应用应首推1912年在德国的胡苏姆兴建的一座小型潮汐电站,由此开始把潮汐发电的理想变为现实。世界上第一座具有经济价值,而且也是目前世界上最大的潮汐发电站,是1966年在法国西部沿海建造的朗斯洛潮汐电站,它使潮汐电站进入了实用阶段,其装机容量为24千瓦,年均发电量为5.44亿度。1968年原苏联巴伦支海建成的基斯洛潮汐电站,其总装机容量为800千瓦,年发电量为230万度。中国沿海已建成9座小型潮汐电站,1980年建成的江厦潮汐电站是我国第一座双向潮汐电站,也是目前世界上较大的一座双向潮汐电站,其总机容量为3200千瓦,年发电量为1070万度。

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