增加水位差连续发电的多机组双库单向式潮汐电站。潮汐能发电，清洁能源。目前单库潮汐电站发电量少，发电不连续，成本过高，制约潮汐发电长足发展。本发明专利技术的潮汐电站通过制造水位差，多机组同时发电，一日两次潮水发电，两次蓄水发电，每天24小时连续不断发电，发电量成10倍增长。潮差不同发电量不一样，潮差大发电量大。例：平均潮差2米的电站，发电量是单库双向式潮汐电站的19倍；平均潮差5米的电站发电量是单库双向式潮汐电站的54倍。本发明专利技术能够充分利用潮汐能，解决了长期制约潮汐发电成本过高的关键问题，解决了潮汐电站间断性发电问题，有效解决了电力补偿问题。本发明专利技术实用于平均潮差2米以上(包括2米)的海湾修建潮汐电站。
【技术实现步骤摘要】
潮汐能发电、清洁能源。
技术介绍
大海每天有两次涨潮和两次落潮，日潮为潮，夜潮为汐。在潮汐涨落中所产生的巨大能量叫潮汐能。目前全世界潮汐能开发很少，原因是潮汐能发电的潮汐能利用率很低，单库单向式潮汐电站(图4)每天发电时间为10-12小时；单库双向式潮汐电站(图5)每天发电时间为16-20小时[1]。发电时间短，潮力没有充分利用，发电量少(见表1)，开发成本高，使有意开发者望而止步。上世纪70年代末，国家建设了一批较大的潮汐电站，包括江厦、幸福洋、白沙口、海山等潮汐电站，总装机约近6000KW。但现在真正发电运行的仅剩江厦和海山两座潮汐电站。海山电站目前也处于半运营状态，除江厦潮汐电站外，其它电站或是发展房地产，或是发展养殖业，已经纷纷转行了。江厦电站站长颜建华曾告诉记者说[2]，虽然我国的潮汐电站技术世界领先，但发电成本仍然是目前阻碍潮汐电站发展的最重要因素。目前江夏电站的上网电价是2.58元/度，竞争不过光伏与风电。这也是近年来世界上没有上马大型潮汐发电站的主要原因。图4单库单向式潮汐电站落潮发电示意图图5单库双向式潮汐电站涨潮和落潮发电示意图
技术实现思路
为了克服目前单库潮汐电站发电量少成本过高，制约潮汐发电的长足发展。本潮汐电站采用双库、增加水位差和多机组发电的新方法，新工艺，使潮汐电站每天24小时连续发电，发电量成10倍增长。所谓“增加水位差连续发电的多机组双库单向式潮汐电站”就是增加了水位差发电，每天24小时连续不断发电，海水通过水道单向流入多机组水轮发电机发电的双库潮汐电站。以下简称：多机组双库单向式潮汐电站。(1)本潮汐电站解决技术问题的方案是(图1)电站主要有两座水库(下库和上库)，3座水闸，1座水道，水轮发电机组和水泵组。下库：在有潮汐的海湾或河口筑1条大坝把靠海的河口或海湾与大海隔开，造成1座天然水库，取名下库，它的深度由潮差和发电量来定，其作用是提升电站发电的水位差和存放发电后流入的海水。上库：在下库旁边的陆地(海滩)上，并于大海相邻修建1个蓄水池，取名上库，(单机组)它的面积是下库的0.5，但多机组上库的面积大于下库的面积，深度等于潮差的高度，大海落潮到波谷时是库底的基础高度，其作用是大海涨潮时蓄水，落潮时放水发电。水闸：修建3座，甲闸使水道与大海相通，涨潮时，当潮水涨到潮差的一半时闸门开，放海水发电，落潮1米时闸门关，阻止水道内海水流入大海；乙闸使水道与上库相通，涨潮时闸门关，上库蓄水，落潮1米时闸门开，放上库海水发电；丙闸使上库与大海相通，涨潮时闸门开，上库蓄水，水满闸门关。水道：在上库、下库和大海三者之间的海滩上修建1座3通水道，其作用是让两路海水流向一处，它是海水发电的水路。水轮发电机组：安装在厂房里，双库单向发电。水泵组：安装在下库里，其作用是大海每次落潮到波谷时，将下库海水抽入大海。再增加输配电设备和起吊设备电站建成。(2)制造水位差发电a.电站建成后，关闭甲乙两闸门，大海落潮到波谷(DEF)时，大海的水位为0，首先用水泵将下库的水位抽低于本潮汐电站的平均潮差2倍尺寸(即X)见图2。例：平均潮差5米的潮汐电站，要将下库的水位抽低10米(大海每次落潮抽低1米，5天10次落潮抽到位)，使平时下库的水位低于落潮时海平面10米。为什么要将下库的水位抽低到本电站的平均潮差2倍尺寸呢？看图3(数据来自表3)。从图中可以看出潮汐电站下库水位差增加，发电量也在增加，但增速递减，下库水位为0时，潮汐电站年发电量为10×106S，下库水位为-20米(潮差的4倍)时，潮汐电站净年发电量最高，为100×106S是0水位时的10倍，下库水位为-10米(潮差的2倍)时，潮汐电站净年发电量为80×106S是0水位的8倍，水位从-10米降低到-20米也是10米水位，净年发电量从80×106S增加到100×106S，只增加20×106S，为0水位时发电量的2倍，说明水位差的增加和发电量的增加不同步，增加水位差的优势没有充分发挥，为了充分利用下库水位差发电，下库的水位不用抽低到最高净年发电量时的-20米，只要-10米(最高净年发电量时水位的0.5，即x)，也是本潮汐电站的平均潮差2倍尺寸，虽然-10米水位差时的年发电量不是最高，但发电量大，损耗小，此时的下库水位适合多机组(n组)同时发电，所以年发电量不但不减反而成10倍增长，见表4。发电时，海水流入下库，下库水位上升，为了确保下库水位可控，在发电前，大海落潮到波谷(DEF)时，下库的水位为-10米，再用水泵将下库的水位抽低h米，抽水时开机关机的时间一定要详细的记录，还要记下水泵的型号和数量以备后用。以后大海每次落潮都要将下库的水位抽低h米。h：为一台水轮发电机组(单机组)12小时流量的海水使下库的水位升高的尺寸。例：已知下库面积136万平方米，平均潮差5米，一台水轮发电机组流量30立方米/秒。水轮发电机组12小时的流量为：30×3600×12＝129.6万立方米则h＝129.6÷136＝0.95米问：h这个数要多大好呢？答：h这个数在0.95～1.0之间比较好，不能太小，太小了说明水轮发电机流量小，和下库的面积不匹配，发电量少，h＞1时水泵抽水耗电量大，成本高。实际计算时0.95～1.0之间的数，四舍五入看作1(即h≈1)。下库两次抽低水位，下库的水位低于落潮时海平面11米，涨潮到波峰时，大海和下库有16米水位差。b.发电(单机组)：涨潮时，打开丙闸门，潮水流入上库，潮水继续上涨，直到波峰(B点)，上库水满关闭丙闸门(备用)；同时当潮水涨到潮差的一半(A点)时，打开甲闸门放海水过水道冲击水轮发电机发电，发电后的海水流入下库，潮水继续上涨直到波峰(B点)，发电继续，过了波峰开始落潮发电还在继续，潮水落1米(C点)时，发电仍然继续不断；这时首先打开乙闸门，放上库的海水继续发电，同时关闭甲闸门，阻止海水流入大海，发电继续，直到上库水位和潮水位一致时转入下一个周期，继续发电。发电时，下库的水位上升，但上升的高度始终在h的范围之内。双库单向式潮汐电站(单机组)，不同潮差时的净年发电量见表2。(3)充分利用下库水位差多机组发电前面提到多机组(n组)同时发电，年发电量不减反而成10倍增长，这里首先要确定n这个数，n＝x-1，因为h≈1，x是最高净年发电量时水位的0.5，x等于多少就是多少个h。如果不要最大数，在这个数内根据需要可以任意选一个数。选择多机组时，发电机组增加几倍，水泵组和上库的面积也要同时增加几倍。例：平均潮差5米的潮汐电站，n＝9，上库的面积为0.5×9＝4.5，为4.5个下库面积，水轮发电机组和水泵组由单机组变成多机组(9组)。发电前，大海落潮到波谷时，每一水轮发电机组的水泵再将下库的水位各抽低h米，涨潮时按前述方法发电。由表4可知，多机组(9组)双库单向式潮汐电站的净年发电量由83.8×106S变成83.8×9×106S＝754.2×106S目前平均潮差5米的单库单向式潮汐电站年发电量为10×106S(KW·h)见表1754.2×106S÷10×106S＝75.42平均潮差5米的多机组(9组)双库单向式潮汐电站的净年发电量是单库单向式潮汐电站年发电量的75倍。目前潮差5米的单库双向式潮汐电站的年发电量为13.75×106S(K本文档来自技高网...
【技术保护点】
增加水位差连续发电的多机组双库单向式潮汐电站，它的主要设施包括下库、上库、3座水闸、水道、水轮发电机组、水泵组几个部分和它的年发电量计算公式。
【技术特征摘要】
1.增加水位差连续发电的多机组双库单向式潮汐电站，它的主要设施包括下库、上库、3座水闸、水道、水轮发电机组、水泵组几个部分和它的年发电量计算公式。2.根据权利要求1所述的下库修建在有潮汐的海湾和河口，它的面积是根据地形来定，库深根据潮差和发电量来定，其特征是大海落潮到波谷时，大海的水位为0，将下库的水位抽低于本潮汐电站的平均潮差2倍尺寸。3.根据权利要求2所述的下库水位，在发电前还要继续抽低，其特征是大海落潮到波谷时，再用水泵将下库的水位抽低h米。h：一台水轮发电机组(单机组)12小时流量的海水使下库水位升高的尺寸。4.根据权利要求1所述的上库，修建在下库旁边的陆地(海滩)上，并于大海相邻，其特征是(单机组)上库的面积是下库面积的0.5，但多机组上库的面积大于下库的面积...
【专利技术属性】
技术研发人员：田兆斌，
申请(专利权)人：田兆斌，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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