潮汐能

随着对可再生能源的需求和使用量不断增加，以满足全球总能源需求，不同类型的可再生能源的使用也随之增加。如今，科学家和研究人员正在寻找不同类型的可再生能源，这些能源可用于发电，并进一步用于电力和电力生产。这就是为什么许多类型的可再生能源在当今时代越来越受欢迎。

最受欢迎的可再生能源类型是太阳能、风能、地热能、生物质能以及许多其他类型，它们占全球总可再生能源消耗的50%以上。但除了这些常见的可再生能源类型之外，许多其他可再生能源类型在当今也越来越受欢迎，例如波浪能、潮汐能、水力发电等。在这份可再生能源列表中，潮汐能正在成为最强大的可再生能源之一。在当今时代，潮汐能尚未被广泛用作可再生能源，但它在电力和电力生产方面具有成为主要可再生能源的巨大潜力。潮汐能是一种可再生能源，它比其他主要可再生能源更无污染且更具可预测性。本文全面描述了潮汐能、其未来、优点和发电技术。本文还深入探讨了尽管潮汐能具有众多优点，但为何仍未被用作主要可再生能源的原因。

潮汐能简介

潮汐能，也被称为水力发电的一种形式，实际上是通过将海洋潮汐转化为有用的能量或电力（主要是电）而获得的能量形式。海洋中的潮汐是太阳和月亮对地球表面引力作用的结果。月亮或太阳的这种引力作用导致海洋的周期性运动，从而在海边产生潮汐。由于这些潮汐是由月亮或太阳对地球表面的引力作用产生的，它们也具有一些可以在海边感受到的力。这些潮汐所具有的力通过多种潮汐能发电方法用于潮汐能的产生。由于太阳和月亮对地球表面的引力作用是恒定的，因此潮汐一年四季都是恒定的，不受天气或季节的影响。因此，潮汐能的产生或利用使其更具可预测性，这使得这种能量形式优于其他可再生能源形式。潮汐能的这种可预测性使其在所有形式的可再生能源中变得非常特殊。潮汐能用于生产许多重要的能量形式，但主要部分用于发电。

尽管潮汐能目前在可再生能源总量中所占比例很小，但它有潜力成为可再生能源发电和生产其他能量形式的主要贡献者。在所有可再生能源中，潮汐能的贡献非常少，因为它生产和发电成本高昂。潮汐能的生产成本相对于任何其他形式的可再生能源而言都非常高。除了较高的生产和发电成本外，潮汐能的发电地点也非常有限，这导致潮汐能的发电量有限。包括这两个因素在内的更多限制因素将在本文的缺点部分详细研究。

潮汐能：历史

欧洲和北美大西洋地区是最初用于潮汐能发电的地点。从历史上看，欧洲和北美大西洋地区曾是全球潮汐能总产量中的主导地区或主要贡献者。在潮汐能发电的早期，来自海洋的入水（潮汐）被容纳在大型蓄水池中，这迫使轮子转动。当入水（潮汐）返回海洋时，它再次迫使蓄水池中的轮子转动。这种轮子的运动产生了机械能，用于生产磨碎的谷物。许多研究发现，潮汐能最早产生于罗马时代或中世纪。直到19世纪，才开始使用产生潮汐能的过程（使用旋转涡轮机和落水涡轮机）来发电。美国在19世纪早期首次利用潮汐能发电。后来在2000年代，由于潮汐能的可预测性，潮汐能发电量显著增加。建于法国的朗斯潮汐电站是世界上第一个大型潮汐能发电站，并于1966年投入运营。该电站在潮汐能发电量方面曾是最大的潮汐发电站，直到2011年韩国始华湖潮汐发电站建成并投入使用。目前，韩国的始华湖潮汐发电站是能源输出方面最大的潮汐发电站。该潮汐能发电站的发电能力为254兆瓦，它利用海堤防御屏障并配备了10台涡轮机。

潮汐能：原理

潮汐能是由海洋潮汐的潮汐力产生的，而这些潮汐力又是由引力或吸引力的周期性变化引起的。这种引力是由地球表面的天体施加的。月亮或太阳的这些引力在地球海洋中产生水流或相应的运动。由于地球的旋转运动，海平面也出现了周期性变化。但由于地球旋转运动的持续模式和月球在地球轨道上的运动，这些海平面变化是高度可预测且规律的。太阳和月亮相对于地球旋转位置的变化反映了地球海洋中潮汐运动的强度和变化。除此之外，潮汐运动强度和变化的变化也因海岸线和海底的地理表示以及地球自转的影响而可见。

潮汐发电技术是唯一一种利用地球轨道特征固有能量的技术。这主要是因为地球-月球系统在地球轨道上的特性，以及在较小程度上，地球-太阳系统的特性。而许多其他形式的自然能源（包括可再生和不可再生能源），如太阳能、波浪能、生物燃料能源、风能、传统水力发电和化石燃料，都通过许多人造技术直接或间接从太阳中获取。潮汐发电机用于通过将海洋潮汐产生的能量转换为电能来发电。当潮汐中出现更高的潮汐流速和更大的潮汐变化时，潮汐发电机可以产生最大输出。因此，潮汐发电厂的潜力可能因潮汐流速和潮汐变化而异。

潮汐能是一种可再生能源，因为海洋潮汐实际上是取之不尽的。这是因为地球与月亮或太阳的引力作用以及地球或月亮​​的自转实际上是永无止境的。潮汐能的运动或潮汐能的发电导致地球-月亮系统机械能的损失。这是由于湍流和海底的粘性耗散以及水通过海岸线周围的自然限制的泵送造成的。有趣的是，地球-月亮系统中的这种机械能损失也导致了地球在其轨道上旋转运动在45亿年中减慢。

在6.2亿年的时间里（地球自形成以来绕其轨道旋转的时间），地月系统损失了大约17%的总旋转能量，这导致地球上的昼长从21.9小时增加到24小时（地球目前的一天时间）。虽然可以说潮汐能的利用正在从地月系统获取额外能量并影响地球的运动，但对日常生活的影响微乎其微，在可预见的未来不会被注意到。

潮汐能：发电方法

潮汐能的发电方法有很多种，但并非所有方法都有效且大规模使用。因此，并非所有潮汐发电方法都进行了描述，而只解释了其中最著名的几种。这些著名的潮汐发电方法目前已大规模使用，每种方法都有其优点和局限性。以下是对大规模用于潮汐能生产的方法的详细描述或解释：

1) 潮汐泻湖

这是一种新设计的潮汐能生产模型，其中将建造嵌入涡轮机的圆形挡土墙，这将有助于捕获潮汐的势能。这种发电方法中创建的水库位置是人工的，不需要预先存在的生态系统来捕获潮汐的势能。这种发电方法中使用的泻湖也以双重或三重形式存在，带或不带泵送水库。这些泵送水库有助于使泻湖中的功率输出趋于平稳。使功率输出趋于平稳所需的泵送功率可以通过太阳能光伏阵列、风力涡轮机等可再生能源电网提供过剩，以满足电力供应需求。当这些可再生能源在泻湖中过剩提供时，它可以被使用并储存以供以后使用，而不是被削减。在高峰生产之间存在时间延迟且地理上分散的潮汐泻湖也将使高峰生产趋于平稳。

2) 潮汐堰坝

潮汐堰坝的原理是利用高潮和低潮之间的高度差（也称为水头）产生的势能。通过战略性地放置专门的水坝，潮汐堰坝在发电时可以捕获潮汐的势能。每当海平面上升和潮汐增大导致潮汐力暂时增加时，增加的潮汐能会被引导到一个大型水池（位于水坝后面），从而储存大量的潮汐势能。当潮汐强度开始减弱时，水池中储存的势能会转化为机械能，同时水通过大型涡轮机释放。当水通过这些涡轮机释放时，发电机就会产生电能。

3) 潮汐流发电机

潮汐流发电机的工作原理与风力涡轮机发电类似。收集到的海洋潮汐储备水从涡轮机中释放，涡轮机连接着发电机，并利用从涡轮机收集到的动能发电。这些潮汐流发电机可以与现有桥梁一起建造，也可以完全浸没在潮汐发电地点，从而减少了这些发电机对自然景观影响的担忧或危害。在某些特定地点，由于入口或海峡等陆地限制会产生高速水流，并通过涡轮机捕获因这些高速水流产生的电力。

潮汐能：优点与益处

潮汐能有潜力成为一种可再生能源，可以取代世界对化石燃料的依赖，以满足能源需求。潮汐能可以在可预见的未来满足世界的总能源需求，因为化石燃料和其他不可再生能源将在未来30-40年内耗尽。与许多其他可再生能源一样，潮汐能对环境和自然景观的危害很小或没有危害，这使其更加特别。以下是将潮汐能用作能源来满足世界能源需求的优点

1) 潮汐的可预测性

海洋潮汐是太阳和月亮对地球表面引力作用的结果。由于太阳和月亮对地球表面的引力作用是恒定的，因此潮汐一年四季都是恒定的，不受天气或季节的影响。因此，潮汐能的产生或利用使其更具可预测性，这使得这种能量形式优于其他可再生能源形式。潮汐能的这种可预测性使其在所有形式的可再生能源中变得非常特殊。

2) 永不枯竭的燃料供应

潮汐能是一种可持续、碳中和的可再生能源。这种能源是可持续和可再生的，因为地球将在数十亿年内拥有海洋潮汐。潮汐能源之所以被称为可再生能源，仅仅是因为其永恒的特性，因此可以说这种能源是一种永不枯竭的燃料供应。而在当今时代，世界正在寻找的正是这种永恒的、无需依赖多种能源来满足其能源需求的燃料供应或能源。因此，如果开发出利用潮汐能的技术和方法，它就能满足全球未来所有的能源需求。

3) 对环境的影响

潮汐能的使用不会产生任何温室气体，因此，这种能源的使用不仅对人类更安全，还能保护环境。

4) 未来能源供应的希望之源

在当前情况下，潮汐能的发电和生产存在一些需要解决的障碍和严峻挑战，但随着技术的进步和利用技术的改进，潮汐能长期以来一直是未来能源的希望之源。随着潮汐能领域的研究和开发不断取得进展，很有可能开发出以更低成本利用潮汐能的多种技术。

这些是潮汐能相对于其他可再生和不可再生能源的几个主要优势，可用于满足全球总能源需求。其中一些优势也表明了为什么未来潮汐能会优于所有其他可再生能源，例如在所有季节都具有相同的效率，不排放温室气体，海洋潮汐的可预测性等等。