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摘要：本文對潮汐電站提出改進方法，通過抽水蓄能，更好的利用潮汐能源。
關鍵詞：水輪抽水機(以下簡稱抽水機)、大圍堰、小圍堰

為什么潮汐蘊藏巨大能量，而人類卻無法大規(guī)模開發(fā)利用？主要原因是潮汐高、低潮水位差不大，一般只有4米左右，而且還受漲、落潮時間限制，給開發(fā)潮汐能帶來不利影響。如何充分利用,使之造福人類,本人有如下思考,寫出來與大家探討。由于無實驗論證，只從理論上推理，希望能有更多人參與討論，若確實可行，不妨組織開發(fā)利用，使它能真正造福人類。

原理：(參圖) 海水每天有兩次漲潮落潮，高低潮時間間隔為6小時。高潮和低潮持續(xù)時間約為1小時，此時圍堰內外水位差最大，是抽水機抽水的最佳時間，抽水機只在這個時段工作。大圍堰的作用是形成圍堰內外海水高差。漲潮時先關閉所有進水閘門,大圍堰外水位不斷上漲，圍堰內外水位差不斷加大。當水位漲到接近高潮時打開抽水機閘門進水,水流帶動抽水機開始抽水至小圍堰。大圍堰內外水位差隨著進水的同時不斷縮小，當海水達到高潮時,內外水位接近相等，抽水機停止抽水，只作為圍堰內外海水通道。打開大閘門,將海水儲存在大圍堰內,儲滿水后關閉所有閘門。退潮后大圍堰外水位不斷下降，當接近最低潮時，圍堰內外水位差最大，打開抽水機閘門放水,抽水機又開始抽水。隨著大圍堰內水位不斷降低，大圍堰內外水位差逐漸變小。當大圍堰內外水位接近時停止抽水，打開大閘門放水,使水位達到最低,為下一次漲潮做好準備。若抽水機數(shù)量匹配合理,大閘門可不必進水和排水，只作為高潮時船舶進出通道和魚類通道，減少不必要的能量流失。如此周而復始,這樣每天就有四次抽水時間,與普通潮汐電站相比，成倍提高了海潮的利用率。

抽水機將水抽至小水塔,再由小水塔匯流到小圍堰儲存。這里由抽水機來實現(xiàn)流量與高程的轉換,將海水抽到高處，抬高水位，增大落差，它是此項技術的關鍵。抽水機的動力是水能，而不是電能。只要圍堰內外水位有落差,就會形成水流,就可以抽水。動力部分進水管道A1、A2-An、負載部分出水管道B等截面但相互隔離，水輪葉片同軸裝設。假設抽水機進、出流量比為An:B=4:1，理論上可把水位抬高4倍。也就是4單位流量海水帶動抽水機,抽水機再把1單位流量海水抽到4倍于原來高度。這里可根據(jù)小圍堰的設置高度、大圍堰內外水位差調節(jié)抽水機進出流量比，達到最大抽水量,減少能量流失。假設高低潮最大水位差為4m,小圍堰設計水位與低潮時相差8m。當圍堰內外水位差為4 m時，開啟A1、A2，就可以把水抽到小圍堰。當水位差為3 m時，開啟A1、A2、A3。當水位差為2 m時，開啟A1、A2、A3、A4,依此類推。當水位差只有0.5m時開啟A1-An,n=16，才能把水抽上去。

小圍堰的作用是將海水儲存在高處,當抽水機工作時,就有水補充進來。為了能連續(xù)發(fā)電,1小時抽水量要供6小時發(fā)電之用，小圍堰內海水每6小時周轉一次。大、小圍堰面積比與小圍堰水位高度成反比。比如水位抬高4倍，則面積為1：4，由于抽水的同時也在發(fā)電，故S大圍堰/S小圍堰=1/4 * 5 /6=5/24。漲潮時大圍堰內水位較低,發(fā)電機排出的水流到大圍堰內。退潮時大海海水水位較低,發(fā)電機排出的水流到大海。這樣能夠提高小圍堰的相對高度,使發(fā)電效率更高。小圍堰建在高處,這樣就可不受漲落潮的時間限制,實現(xiàn)連續(xù)發(fā)電，提高了電網的穩(wěn)定性。解決了潮汐電站只能在退潮時才能發(fā)電的問題，提高了發(fā)電機組的效率, 降低發(fā)電成本。由于是通過引流蓄水,小圍堰位置可靠陸地修建,大大方便電站的建設和管理。大圍堰可充分利用天然內灣形成的水域,減少圍堰工程量,節(jié)省工程投資。

優(yōu)點：
1、蘊藏巨大能源，取之不盡，用之不竭。
2、安全環(huán)保，零排放。面對日益嚴重的環(huán)境污染，意義重大。
3、技術簡單，開發(fā)成本低，方便推廣。
4、維護費用低，無潰壩造成的風險。
5、規(guī)律性，不像水電站受豐、枯季節(jié)影響，太陽能受陽光日照影響，風能受風力大小影響。
6、不用移民，不會改變水流域地貌結構。
7、分布面廣，方便建設。我國有漫長的海岸線，而且都是經濟較發(fā)達地區(qū)，用電量大，實現(xiàn)就近供電，大大降低輸配電成本。
8、邊遠孤島供電可實現(xiàn)自給自足，不用花巨資敷設電纜。

計算數(shù)據(jù)：
千瓦kw、小時h、焦耳J、秒s、牛頓N、米m、千克km
1度=1kw、h
=103J/sx3600s
=3.6x106J
=3.6x106N.m
=3.6x105kg、m(1kg~10N)
=1.8x105kgx2m(平均落差2m)
=1.8x102噸x2m
=180噸x2m
水密度為1000kg/m3=1噸/ m3
180噸=4mx45m2x1噸/ m3(水位差4m)
1度電~180噸水~45m2海域
每天4次抽水
45m2~4x1度,6x 45m2~6x4x1度,270 m2~24度
24度=1kw、24h(每天24小時)
270 m2~1kw,也就是說270 m2海域理論上可設計1kw裝機容量。作者單位：廈門國際航空港水電供應站