20世紀80年代以來,浙江和福建等地開展了對潮汐能資源情況的詳細勘察,并依據(jù)勘察結果做出了初步開發(fā)規(guī)劃。與此同時,還對若干個大中型潮汐電站建設進行了選址、勘測、設計或可行性研究等大量前期工作。經(jīng)過數(shù)十年的實踐,我國開發(fā)利用潮汐能的技術、設備和實踐已經(jīng)有較好的基礎和豐富的經(jīng)驗積累,歸納起來主要有以下幾點:
一、因地制宜采取不同工程措施,形成各具特色的多種潮汐能開發(fā)方式,延長潮汐電站發(fā)電時間增加發(fā)電量,緩解潮汐發(fā)電的不均勻性與用電負荷在時間分配上難以完全吻合的矛盾,改善潮汐電站的上網(wǎng)條件。例如江廈潮汐試驗電站,因受港灣地形限制,沒有條件修建雙庫,便對水輪發(fā)電機組進行改造,研制成功雙向發(fā)電水輪發(fā)電機組,也實現(xiàn)了漲、落潮雙向發(fā)電,并經(jīng)過20多年的實際運行,證明此種開發(fā)方式,樞紐布置簡單,運行管理方便。
二、成功地在海水中和軟基上建成大壩、廠房及泄水閘等海工建筑物,并長期經(jīng)受臺風的沖擊和海水的侵蝕,頻繁交替承受正、反方向水壓力,經(jīng)過數(shù)十年至今仍能正常運行。實踐證明國內(nèi)已建潮汐電站的海工建筑物技術上是成功的,采用這些海工建筑物結構型式來開發(fā)利用潮汐能技術上是可行的。
三、江廈潮汐試驗電站成功研制了具有正反向發(fā)電、正反向泄水、正反向抽水功能的貫流燈泡式水輪發(fā)電機組,采用了多項新技術,如機組六工況自動控制系統(tǒng)、水輪機導葉雙調(diào)節(jié)、正反向推力軸承及正反向滑動軸承、發(fā)電機無刷勵磁技術、陰極保護及電解海水防污新技術等等,為進一步研制新型更大容量的潮汐發(fā)電機組積累了經(jīng)驗。
四、泥沙淤積是關系潮汐電站建設成敗的又一要害問題。初期建設的小型潮汐電站,如高塘、汛橋等電站,由于缺乏經(jīng)驗,選址不當,運行數(shù)年即因淤積嚴重而停運。但在后來潮汐電站建設中吸取了以往的教訓,特別注意調(diào)查研究泥沙淤積問題,選擇站址時認真收集泥沙資料,分析泥沙淤積的可能性及嚴重程度,采取防淤清淤措施,使后來建設的潮汐電站運行多年,泥沙淤積并不嚴重。
五、經(jīng)過多年潮汐電站的運行管理,積累了對海工建筑物的維修和保養(yǎng)、潮汐發(fā)電機組及其附屬設備的運行和檢修、潮汐資料的積累及潮水位的預報、防汛抗臺等豐富經(jīng)驗。鍛煉和培養(yǎng)了潮汐電站的運營人才,初步形成了潮汐電站的建設和運行的職工隊伍。為今后開發(fā)潮汐能資源創(chuàng)造了良好的條件。
目前而言,潮汐發(fā)電的關鍵技術主要包括低水頭、大流量、變工況水輪機組設計制造;電站的運行控制;電站與海洋環(huán)境的相互作用,包括電站對環(huán)境的影響和海洋環(huán)境對電站的影響,特別是泥沙沖淤問題;電站的系統(tǒng)優(yōu)化,協(xié)調(diào)發(fā)電量、間斷發(fā)電以及設備造價和可靠性等之間的關系;電站設備在海水中的防腐及預制沉箱的制造、拖運和沉放等。
對于潮汐能技術來說,主要需發(fā)展對環(huán)境友好、低運行成本和低維護成本的潮汐能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。潮汐能技術的發(fā)展方向和發(fā)展趨勢為:
開展新型潮汐能開發(fā)方式研究。近海潮汐發(fā)電在距離海岸線數(shù)千米的淺灘用毛石等堆砌防波堤形成蓄水庫,漲潮蓄水發(fā)電,落潮發(fā)電泄水。這種開發(fā)模式無須占用寶貴的天然港口、海灣、多功能岸線、不妨礙航行,也不會影響生態(tài)環(huán)境。也可以考慮和岸線治理、海島綜合開發(fā)、促淤圍墾加速土地資源儲備、海上風電等聯(lián)合開發(fā)。
開展低成本電站建設研究,降低發(fā)電成本。合理選擇潮汐機組參數(shù),使得綜合性價比最優(yōu);開展替代材料研究,挖掘降低造價的潛力;開展新型施工方法研究,以減少土建投資。
完善提高小型潮汐電站開發(fā)技術,推進發(fā)電機組的設計定型,形成系列產(chǎn)品,降低造價,以利于小型潮汐電站大規(guī)模推廣。
繼續(xù)對幾座10MW級的潮汐電站進行勘測設計、方案論證及施工前的準備工作,爭取“十二五”末在浙江和福建各建一座10MW級的潮汐電站。
加強大型潮汐發(fā)電機組的研制工作,以推動大型潮汐發(fā)電裝置技術的發(fā)展。