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。     

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。     

座底式水平轴潮流能电站载体设计及性能分析

 潮流能是一种可再生清洁能源,它的有效开发利用对于改善中国的能源架构具有重要意义。潮流能电站在技术开发和工程示范两个方面都在快速发展,但关于潮流能电站载体设计及其性能分析方面的研究较少,远远不能满足当今技术应用快速发展的需求。本文以导流增强型潮流能电站为研究对象,基于座底式水平轴潮流能转换技术,开展潮流能发电装置的总体设计,提出了3种载体方案,并对其进行流体动力载荷计算及支撑结构强度分析。通过对不同载体结构方案进行对比可以得到,三角形双支撑及四边形双支撑方案都能满足强度和变形的要求,其中三角形方案的稳定性和经济性较好,且安装维护较为便捷,因此选定三角形双支撑方案为最佳方案。研究结果将为座底式海洋潮流能电站的开发和应用提供参考和借鉴。     

竖轴水轮机式潮流能发电装置开发现状与发展趋势

 世界能源日趋紧张,而环境污染不断加剧。潮流能作为清洁无污染的绿色可再生新能源,具有储量大、分布广、可预测性强、环境污染小等特点,开发利用潮流能对缓解能源紧张、降低环境污染具有重要的现实意义。潮流能利用的主要形式是利用潮流能发电装置发电,其原理是：潮流冲击水轮机,将潮流水平流动的动能转换为水轮机的机械能,水轮机经机械传动装置,带动发电机发电,将机械能转换为电能。潮流能发电装置根据水轮机结构形式的不同,分为水平轴式、竖轴式和横轴式。与水平轴水轮机式和横轴水轮机式潮流能发电装置相比,竖轴水轮机式潮流能发电装置具有适应流向性强,适合大规模阵列布置等特点,具有独特的应用优势。本文针对竖轴水轮机式潮流能发电装置,阐述发电装置的开发现状,分析不同结构形式发电装置的特点,指出竖轴水轮机式潮流能发电装置的发展趋势和关键技术,为竖轴潮流能发电装置的理论研究与工程应用提供参考和借鉴。     

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。     

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.     

江苏辐射沙洲海域推移质输沙率计算与分析

根据江苏省辐射沙洲潮流水道33个站次连续两个潮次的潮流、底沙实测资料,利用比较分析与拟合研究方法,对各潮流水道的推移质输沙率进行了计算与分析,明确了辐射沙洲主要潮流水道涨潮、落潮、全潮平均推移质单宽输沙率和输运路线;分析得出了1 m深流速流向和临底层流速、垂线平均流速有很好的线性关系;拟合构建了江苏省辐射沙洲海域主要潮流水道相应的推移质输沙率流速表达的动力关系式。利用4#~20#站位测量数据及对应计算结果计算拟合得出了西洋水道、豆腐渣腰门水道、陈家坞槽水道的推移质输沙率流速关系式。拟合得出了21#~24#站位所在水道的推移质输沙率计算式,得出了沙洲中心浅滩汊道推移质输沙率关系式;发现推移质输沙率流速表达式在辐射沙洲三个不同区域是有差别。最后利用33个测站的水文测量及计算结果得出了辐射沙洲的整个海域的推移质输沙率计算式。推移质输沙率能用流速很好的表达,一是方便于计算应用,二是可反映内在动力机理。     

潮流能开发利用现状与关键科技问题研究综述

针对潮流能这一海洋可再生能源的热点问题,总结了潮流能资源的分布现状,梳理潮流能发电装置的分类,介绍了当前国内外主要的潮流能示范工程.从潮流能资源评估、潮流能装置的安全稳定、转换效率与多能互补、尾流效应、潮流能阵列发展及带来的环境问题等几个方面探讨潮流能发展中的关键科技问题,指出发展潮流能的可行性和必要性以及当前面临的问...     

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。     

江苏省辐射沙洲海域理论最低低潮面的计算

利用M.Foreman改进的G.Godin潮汐调和分析程序对江苏省辐射沙洲海域21个验潮站潮位资料进行调和分析,得到了11个分潮的调和常数及相应平均海平面.利用Delft3D数值模型计算研究该海域8个分潮的调和常数.对21个站位理论最低低潮面、可能最低低潮面、略最低低潮面及英国海图深度基准面的空间分布特征及关系进行了计算分析,拟合得出了辐射沙洲海域理论最低低潮面的经验关系式,利用该关系式计算分析了江苏省辐射沙洲海域理论最低低潮面值及其空间分布特征.     

潮汐作用对Ba星系统轨道根数的影响

用整个系统的角动量守恒条件代替切向动量守恒条件，考虑轨道偏心率的二次以上的高次项和潮汐作用的影响，重新推导了星风质量吸积和轨道根数变化方程，在新的轨道根数变化方程的基础上计算了Ba星的星风质量吸积及轨道根数的变化，并和没有潮汐作用的情况作了比较。计算结果表明，潮汐作用使轨道周期较小的Ba星系统的能量减小，所以系统轨道的半长轴和轨道偏心率减小；潮汐作用对长周期的Ba星系统的影响很小；其大小依赖于恒星半径和2星距离的比。