潮汐发电
潮汐是海水周期性涨落现象。

因白天为朝，夜晚为夕，所以把白天出现的海水涨落称为“潮”，夜晚出现的海水涨落称为“汐”。

这种现象曾使古人很纳闷，不知究竟是什么原因造成的。

后来细心的人们发现，潮汐每天都要推迟一会儿，而这一时间和月亮每天迟到的时间是一样的，因此想到潮汐和月球有着必然的联系。

我国古代地理著作《山海经》中已提到潮汐与月球的关系，东汉时期王充在他所著的《论衡》一书中则明确指出：“涛之起也，随月升衰”。

但是直到牛顿发现了万有引力定律，拉普拉斯才从数学上证明潮汐现象确实是由太阳和月亮、主要是月亮的引力造成的。

万有引力定律表明引力的大小和两个物体质量的乘积成正比，和它们之间的距离平方成反比。

太阳对地球的引力比月球对地球的引力要强大得多，但太阳的引潮力却不到月球的1/2。

这是怎么回事呢？原来引起海水涨落的引潮力（或称起潮力）虽然起因是太阳和月球的引力，但却又不是太阳和月球的绝对引力，而是被吸引物体所受到的引力和地心所受到的引力之差。

引潮力和引潮天体的质量成正比，和该天体到地球的距离的立方成反比。

因为太阳的质量是月球质量的2710X104倍，而日地间的平均距离是月地间平均距离的389倍，所以月球的引潮力是太阳的引潮力的2.17倍，因而从力学上证明潮汐确实主要由月球引起。

打个比喻，如果某地潮水最高时有10米高，差不多7米是月球造成的，太阳的贡献只有3米，其他行星不足0.6毫米。

太阳的引潮力虽然不算太大，但能影响潮汐的大小。

有时它和月球形成合力，相得益彰，有时是斥力，相互牵制抵消。

在新月或满月时，太阳和月球在同一方向或正相反方向施加引力，产生高潮；但在上弦或下弦时，月球的引力作用对抗太阳的引力作用，产主低潮。

其周期约半月。

从一年看来，也同样有高低潮两次。

春分和秋分时，如果地球、月球和太阳几乎在同一平面上，这时引潮力比其他各月都大，造成一年中春、秋两次高潮。

此外，潮汐与月球和太阳离地球的远近也有关系。

月球的公转轨道是个椭圆，大约每27.55天靠近地球和远离地球一次，近地潮要比远地潮大39％，当近地潮与高潮重合时，潮差特别大，若远地潮与低潮重合时，潮差就特别小。

地球围绕太阳的公转轨道也是椭圆，在近日点太阳引力大，潮汐强，远日点，引力小，潮汐弱。

从一天看来，因地球自转和月球公转，潮汐波由东向西，沿周日运动的方向传播，一次潮汐涨落经历的时间是半个太阴日，即12小时25分，也就是所谓的半日潮，生活在海边上的人，每天都可以看到海水有规律地升落两次。

白居易“旱潮才落晚潮来，一月周流六十回”的佳句便打此而来。

实际的潮汐还会受地理环境、海岸位置、洋流运动等诸多因素的制约。

以钱塘江潮为例，我们知道，钱塘江口的杭州湾呈喇叭口状，越往里越窄，加之涨潮时带进的泥沙淤积在江底形成沙坎，从而造成潮势汹涌澎湃。

潮汐这一大自然奇观不仅是重要的旅游资源，而且对航海、渔业、盐业等都有重要的影响，同时潮汐还可以用来发电。

潮汐能的主要利用方式是潮汐发电。

潮汐发电海水一涨一落，潮位相差悬殊，蕴藏着巨大的能量，称为潮汐能。

潮汐能是一种清洁、无污染的能源。

利用潮汐发电必须具备两个物理条件：首先潮汐的幅度必须大，至少要有几米；第二海岸地形必须能储蓄大量海水，并可进行土建工程。

潮汐发电的工作原理与一般水力发电的原理是相近的，即在河口或海湾筑一条大坝，以形成天然水库，水轮发电机组就装在拦海大坝里。

潮汐电站可以是单水库或双水库。

从图1可以看出单水库潮汐电站只筑一道堤坝和一个水库。

老的单水库潮汐电站是涨潮时使海水进人水库，落潮时利用水库与海面的潮差推动水轮发电机组。

它不能连续发电，因此又称为单水库单程式潮汐电站。

新的单水库潮汐电站利用水库的特殊设计和水闸的作用既可涨潮时发电，又可在落潮时运行，只是在水库内外水位相同的平潮时才不能发电。

这种电站称之为单水库双程式潮汐电站，它大大提高了潮汐能的利用率。

因此为了使潮汐电站能够全日连续发电就必须采用双水库的潮汐电站。

这种电站建有两个相邻的水库，水轮发电机组放在两个水库之间的隔坝内。

一个水库只在涨潮时进水（高水位库），一个水库（低水位库）只在落潮时泄水；两个水库之间始终保持有水位差，因此可以全日发电。

由于海水潮汐的水位差远低于一般水电站的水位差，所以潮汐电站应采用低水头、大流量的水轮发电机组。

目前全贯流式水轮发电机组由于其外形小、重量轻、管道短、效率高已为各潮汐电站广泛采用。

据估计到2O00年全世界潮汐发电站的年发电量可达到3X1010～
6X1010kw·h。

潮汐能不仅无污染，而且和海浪能、风能、太阳能这些再生能源相比还有其优势，潮汐能可以不间断地发电，而海浪能、风能、太阳能在较大程度上受气候的影响。

因此，如何开发和利用潮汐的巨大能量已成为当前许多国家研究的课题。

据估计，世界海洋的潮汐能约有十亿多瓩，每年可生产12400亿度电能，尤其在浅海中潮汐能量更大，黄海就有5500万瓩。

本世纪五十年代以来，各国开始兴建潮汐发电站，20世纪末，世界上最大的潮汐电站是法国朗斯电站。

该电站建成于1966年，装机容量24万千瓦，年发电量是5.4亿度。

中国江厦潮汐电站装机容量3200千瓦，年发电量1000万度。

潮汐发电与水力发电的原理相似，它是利用潮水涨、落产生的水位差所具有势能来发电的，也就是把海水涨、落潮的能量变为机械能，再把机械能转变为电能（发电）的过程。

具体地说，潮汐发电就是在潮差大的海湾或有潮汐的河口建一拦水堤坝，将海湾或河口与海洋隔开构成水库，再在坝内或坝房安装水轮发电机组，然后利用潮汐涨落时海水位的升降，使海水通过轮机转动水轮发电机组发电。

潮汐发电有单库单向、单库双向、双库单向三种类型和方式。

单库单向只能在落潮时发电，发电时间短，发电量少；双库单向可全日连续发电，但水工建筑物工程量和投资大；单库双向介于两者之间，是潮汐发电的主要形式。

我国海岸线漫长，沿海港叉纵横，入海河道众多，蕴藏着巨大的潮汐能量，有待我们去开发。

近年来沿海一带人民群众发扬自力更生精神，建成了许多小型潮汐发电站。

这些小电站大都利用港叉、沟湾、洼地拦蓄潮水发电，建造时不需淹没大量土地，同时发电又不受洪水、枯水影响，平均功率变化不大。

小型潮汐发电站的兴建，开辟了新的电力资源，为农副业和地方工业提供了廉价动力，因此深受群众欢迎。