2000年前我国潮汐能源开发利用的战略研究问题

我国沿海地区煤、河川水力资源有限,仅靠发展水、火电常规能源难以满足能源需要,须开发该区丰富的潮汐新能源。潮汐能是再生能源,用之不尽;且会自动送能上门,电站运行费省;又无淹田、拆迁建筑物、污染环境等问题;工程尚可发挥水产、围垦、航运等综合利用效用,优点较多。国内外多座潮汐电站建成经验表明,潮汐发电技术上是可行的。全面衡量其经济性,不在火电等常规能源之下。今后在技术上宜抓紧研究提高,并发挥其多方面综合效用,以降低造价提高经济效益。     

潮汐能发电电价的敏感性分析

促进潮汐电站的开发进展的关键原因是提高电站的经济效益,而发电电价的直接关系到电站的经济效益。通过对潮汐电站形成电价进行敏感性分析,表明在多种影响因素中,以年发电量指标的影响程度最敏感。由此,在具有多种改进技术条件的情况下,可优先考虑年发电量指标较大的方案,结合一定的经济分析,起到优化选择的效果。     

潮汐力的连续性特征

将地球的潮汐力分解为两个分力FC1,FC2,在黄道坐标系内分别讨论其连续性特征,针对各分力振幅的连续性俯视特征,映射出各潮汐分力的全球性特征分布,进而讨论了各个特征曲线交点的属性;在直角坐标系内研究了海潮等振幅曲线的表示方法,论述了潮汐振幅极大点在地球公转过程中的位置变化,及在自转过程中的时间、地点变化特点,最后指出：①由潮汐分力导致潮汐波的振幅具有对称性;②潮汐等振幅线为环形线;③海潮极大点的绝对振幅主要受所在海域的海水质量控制;④大气、地幔潮汐振幅的连续性特点与海潮具有相似性。     

潮汐电站机组变速运行特性研究

针对潮汐电站水头变化频繁且变幅大、水轮机长时间偏离设计工况运行造成的机组运行效率和发电量低的问题,本文提出了一种变转速潮汐水轮发电机组,阐明了机组变速运行特性,分析了其效益.首先,基于水轮机模型综合特性曲线获得了其变速运行最优特性,在此基础上明确了机组在各水头和出力下最优转速的计算方法,为机组变速运行的控制提供了依据....     

潮汐力的连续性特征

将地球的潮汐力分解为两个分力 FC1,FC2 ,在黄道坐标系内分别讨论其连续性特征 ,针对各分力振幅的连续性俯视特征 ,映射出各潮汐分力的全球性特征分布 ,进而讨论了各个特征曲线交点的属性 ;在直角坐标系内研究了海潮等振幅曲线的表示方法 ,论述了潮汐振幅极大点在地球公转过程中的位置变化 ,及在自转过程中的时间、地点变化特点 .最后指出 :1由潮汐分力导致潮汐波的振幅具有对称性 ;2潮汐等振幅线为环形线 ;3海潮极大点的绝对振幅主要受所在海域的海水质量控制 ;4大气、地幔潮汐振幅的连续性特点与海潮具有相似性 .     

基于多功能耦合的潮汐流稻田湿地生态净化系统研究

构建了基于多功能耦合的潮汐流稻田湿地生态净化系统,处理罗氏沼虾陆基养殖尾水,研究水质净化效果、CH₄排放情况、稻田节肢动物多样性和水稻生长状况,并探讨潮汐流稻田湿地系统的综合效益.结果表明:潮汐流稻田湿地能够有效地净化陆基水产养殖尾水,对溶解性无机氮和总氮的平均去除率分别为54.3%和44.9%,对溶解性无机磷和总磷的平均去除率分别为42.9%和43.0%;潮汐流稻田湿地的CO₂和CH₄排放通量与常规稻田相比分别减少了5.4%和92.5%;与处于淹水期的常规稻田相比,潮汐流稻田湿地的产甲烷功能基因mcrA基因丰度减少了82.3%;潮汐流稻田湿地提高了节肢动物多样性及其天敌的种类数以及天敌多度/害虫多度,抑制了害虫爆发,具有较好的综合效益.     

地球潮汐成因析

本文分析了关于地球潮汐成因的主要论述;讨论了日、月对地球的万有引力和起潮力。最后,给出了地球潮汐的定义。     

科技新讯

我国最大的潮汐电站通过评审由我省承担的国家“六·五”期间重点科技攻关项目:我国最大的潮汐电站—江厦潮汐试验电站,最近经国家科委、水电部组织专家通过技术评审。江厦潮汐试验电站,位于我省乐清湾温岭县境内,它是我国第一座双向开发利用潮汐能的电站,装有五台我国自行设计制造的     

正规半日潮港湾中的潮汐余流环流

根据湄洲湾和厦门湾这二个正规半日潮港湾的实测海流资料,获得了这二个港湾中几个典型海区的表层、5m层和底层潮汐余流,从而描述了其分布特征,证实了在正规半日潮港湾中可存在多个潮汐余流环流,讨论了风、岸形和底形等因素对潮汐余流的影响。     

东京湾流场三维数值模拟

结合东京湾海水流动的特点，建立了求解其水流运动要素的三维数值模型。在模型中考虑了潮汐、风等的影响，沿水深方向可分成多层计算，定量地给出潮汐在各变化时刻的水流运动要素、潮位分布等。模拟计算结果表明计算值与实测值吻合很好。     

珠江河口岸线变化对潮动力的影响

为研究珠江河口岸线变化对潮波特征的影响,基于D-Flow FM(Delft 3D-flow flexible mesh)建立珠江河口二维水动力数值模型,模拟的水位、流速流向结果与观测数据吻合良好。利用T_TIDE对模型结果进行调和分析,通过振幅比、相位差和潮能通量探讨岸线变化对潮汐动力特征的影响。结果表明:珠江河口半日分潮M_2的振幅和1/4日分潮M_4的振幅总体均呈增大的趋势,潮能通量呈减小的趋势。珠江河口整体表现为潮汐不对称加剧,涨潮占优增强。岸线变化通过影响径流作用、河口形态、浅水效应和潮能辐聚作用,影响珠江河口的分潮振幅、相位、潮汐不对称和潮能通量等潮汐特征。由岸线变化带来的潮汐振幅增加、潮汐不对称性加剧和涨潮占优趋势加强,可能会导致风暴潮等沿海灾害和严重的淤积问题。     

中国海洋可再生能源技术进展

 综述了现阶段中国潮汐能、潮流能、波浪能、温差能等海洋可再生能源的技术进展,将中国江厦4.1 MW潮汐能电站、浙江大学650 kW潮流能电站、中国科学院广州能源研究所500 kW波浪能电站、自然资源部第一海洋研究所15 kW温差能电站在关键技术参数和装置规模上与国外先进的海洋能装置进行了比较。中国在发电关键技术能量转化效率方面总体上接近国际先进水平,但在装机功率、海试时间及装置可靠性上仍存在一定的差距。建议在研发关键获能技术的同时,开展海洋能装备共性技术的研发,以提高海洋能装置运行的可靠性和安全性。同时,积极开展海洋能绿色技术和海洋能综合利用的研究,促进海洋能关键技术的转化,推进海洋能装备的产业化进程。     

海洋能利用工程的研究进展与关键科技问题

针对海洋能利用工程这一港口、海岸及近海工程学科的前沿研究热点领域,从能源资源调查与评估、能源转换技术与示范工程等方面评述了海洋能利用工程的研究进展,指出新型结构形式、结构与基础的安全稳定、海域水沙环境影响、转换效率与并网技术等关键科技问题是大规模利用海洋能的研究重点与难点,急需开展系统深入的学术研究和工程实践。     

地球的潮汐力

在理论推理和数理分析的基础上 ,获得了地球产生周期性涨落变形的潮汐力表达式 .由潮汐力导致的潮汐 ,其波长和振幅随地球离黄道面的远近不同而变化 ,随着距离增加 ,波长与振幅逐渐减小 ,但同一环线上振幅各点一致 ,周期约 1 2 h.地球的胀缩特性和沿轨道径向的变化速度 ,是影响地球潮汐能量的决定因素之一 ,地球公转轨道的 2 68°1 5′处为潮汐能量最大处 .地球的潮汐力是由椭圆轨道运动产生的 ,由于月球的轨道运动是以地球为焦点 ,所以在月球上可以产生受地球影响的潮汐 ,而不可以产生相反的潮汐 ,因为海水或岩浆没有以月球为焦点的轨道运动     

江苏沿海滩涂地貌及资源开发利用途径

阐述了江苏沿海滩涂地貌特点以及滩涂资源开发利用现状,提出了江苏沿海滩涂资源开发利用模式和途径.根据连云港、盐城、南通各分区资源优势及存在问题,提出连云港应以港口开发和盐业—海洋化工为主,滨海旅游为特色,滩涂养殖为辅;盐城应以滩涂农业为主,自然保护区为特色,逐步开发港口和临港工业;南通应以港口资源开发和滩涂养殖以及水产品加工为主,大力开发海洋可再生能源.     

潮流能电站载体水动力响应分析

随着海洋能开发向深水的发展,潮流能的开发也有向更深海域发展的趋势.稳定可靠的水轮机载体,对水轮机正常工作及发挥其最大工作效率有着很大的影响.针对深水中水轮机浮式载体的水动力响应性能,基于三维势流理论,利用SESAM软件计算分析了2种不同载体的水动力性能,在对浮体运动性能影响较大的横摇、纵摇水动力响应方面,双体船的最大横摇角及最大纵摇角明显小于单体驳船.经对比分析得出,双体船形式载体在水动力性能方面更具优势.     

基于海洋能的淡-氢联供系统方案及仿真模拟

 能耗与淡水资源是制约电解水制氢发展的瓶颈问题,利用海洋能发电来制取淡水及氢气,是实现海能海用、海洋效益最大化的重要途经之一。提出一种潮流能发电制取淡水和氢气的集成技术方案。海水淡化后首先满足生活需求,冗余的淡水用于电解制氢。为验证系统方案的可行性,建立了系统模型并进行了仿真和部分试验验证,重点对发电装备的能量控制策略和制氢单元的高效能控制方法进行了研究,以60 kW潮流能发电机组单机系统为例,仿真结果表明,基于潮流能发电的制淡制氢系统具有较好的稳定性且理论上可日产淡水约90 t,同时制取氢气约55 Nm³。     

矩形潮流能水轮机性能研究

为了有效地利用潮流能,设计了一种适合于中低流速、容易实现大型化的新型潮流能发电转换装置——矩形潮流能水轮机.基于矩形水轮机的设计,采用数值模拟的方法,分析了密实度、叶片安装摆角、流速等参数对水轮机性能的影响,并对叶片间流场扰动进行了研究.结果表明:叶片数(密实度)和叶片安装方式对矩形水轮机的获能特性和推力特性产生较大影响,通过调节叶片数和安装摆角可以改善水轮机的能量利用效率;来流是影响矩形水轮机工作性能的外在因素,在叶片数和安装摆角确定的情况下,来流不仅可以改变矩形水轮机的工作速比区间,而且还直接影响着矩形水轮机的功率、推力特性;叶片在迎流面和背流面体现出不同的水动力特性,叶片在背流侧的能量捕获能力明显低于在迎流侧的,迎流侧叶片对流场的扰动是一种负面效应.     

潮汐分汊河口盐水入侵类型探讨—以长江口为例

长江河口具有分汊、心滩、串沟和江心沙岛等地貌形态，系典型的潮汐分汊河口。咸潮入侵形式有外海直接入侵、倒灌、漫滩归槽和浅滩通道水体交换等四种类型，形成其特有的盐度时空变化规律，导致南支主槽存在一个氯离子含量比其上下游均要高的高氯度带，以及大潮期盐度低，小潮或寻常潮期间盐度反而高等特殊现象。