你听说过建在海底的发电站吗？就靠海水的涨落来发电。
这种听起来有点不可思议的发电方式，其实我国从80年代就在研究并实现突破了。当时甚至建成了全亚洲最大、全球第三的潮汐能发电站——江厦潮汐电站。
那么，潮汐究竟是如何发电的？为啥要建在海底？如今我国的潮汐能发电如何了？
海底宝藏的无限能量
近些年来，虽大部分的电力供应来源于火力发电，但较为清洁的风力发电和水利发电所占的比例也在不断上升。
这些发电模式看上去有点天差地别，其实本质原理都是依靠能量转换，即把化学能量、风能、势能这些大自然本身就具有的能量通过我们涉及的装置转化为电能。
而现在科学家们又把目光聚集到了又一巨大能量——潮汐能。潮汐能的能量来源是太阳和月球的引力场相互作用，这种作用导致了我们所看到的潮起潮落。
也就是说，只要太阳和月球不消失，潮汐能就永远不会消失。不过真等它俩消失的时候我们也不需要考虑怎么发电的事了。
潮汐能包括潮流和潮汐两种运动方式，一涨一退其中便蕴含着巨大的势能，见识过钱塘江大潮的人最能体会到那种来自大自然的力量了。而且这种能量是绝对无污染、可再生的能量。
如今，这些发电站已经能够利用涨潮和落潮两个阶段的潮汐能来发电，这得益于技术的进步，使得电站能够在潮汐变化中稳定地为周边的沿海地区供电。
海底潮汐能发电站被固定在海床上，安装有多台水轮发电机。这些发电机可以直接拦截经过的潮水并发电，这种方式相比于固定式的蓄水潮汐发电站更为直接和高效。
潮汐发电站的建设趋势显示出，传统的水坝式发电站正朝着提升装机容量的方向发展。
尽管这些电站的运作原理与传统的水力发电站相似，但它们在实际应用中必须考虑到海水的腐蚀作用和海洋生物附着对电站及其涡轮机可能产生的影响。
潮汐能发电模式
目前的潮汐能发电模式主要分为单库单向型、单库双向型和双库单向型三种。
单库单向型，是在涨潮时将海水引入水库，在落潮时利用落差发电。这种发电方式虽然需要的设备装置比较简单，但对超潮汐能的利用率也较低。
单库双向型潮汐电站的设计更为精巧，它在一个水库内配置了两套阀门系统，这些阀门控制着两条分别通向水轮机的引水管道。
正是这样，无论海水是涨潮还是落潮，它都能通过各自的引水通道流向水轮机，推动其旋转，进而驱动发电机产生电力。这样一来，电站就能在潮汐涨落两个方向上，都利用潮水的动能，发电效率自然也就提升了。
然而，单库双向型也存在一个缺点，就是海水不涨落的时候，就无法发电。
双库单向型潮汐电站的运作机制是基于两个紧邻的蓄水池，其中一个在潮水上涨时蓄水，而另一个则在潮水退去时释放水。
这种设计确保了前面的蓄水池水位始终高于后面的蓄水池，从而形成了一个类似于“上游水库”和“下游水库”的层次结构。
通过这种方式，可以有效地利用潮汐的高低变化来驱动水轮机发电，从而能够实现全天候的发电。
降低维护成本
不过潮汐能发电作为近几年来的新兴技术，与太阳能、风能等其他可再生能源相比，在成本效益分析方面存在一些差异和特点。
潮汐能虽取之不竭，但发电成本相对较高，此外，潮汐发电的成本主要包括硬件成本，如建设、设备采购和安装等费用，这些成本在数十亿到数百亿之间。
相比之下，太阳能和风能技术的成本持续下降，性能显著提高，这使得太阳能和风能在经济效益方面也十分明显。
为了不放过潮汐能这一重要的自然资源，科学家们想到了一个能够解决发电成本的方案——把发电站建到海底去。
这种新型的水下潮汐能发电站的建设方式主要是将整个发电站结构稳固地固定在海床之上，然后安装多台水轮发电机。
这些发电机设计得能够直接利用潮水流动的能量，当潮水经过时，它们便能够拦截潮水并将其转换为电能。
这种创新潮汐发电方式与传统方法不同，它不依赖于建造堤坝形成水库。相反，它直接在潮汐流经的水道中安装水轮发电机组，利用潮汐的自然涨落差，使水轮机转动并发电，从而将海水的势能和动能转换为电能。
因为它建在水下，所以不需要像传统的水坝那样淹没大片农田来形成水库。这样一来，就不会有因为建电站，而需要搬迁居民或淹没农田了。
采用区域化漂浮平台构建发电系统，可以将这些平台根据特定的需求安装到不同的潮汐口。通过连接在大型吊臂上的涡轮机，利用下方水流的动能，实现发电，从而降低发电成本。
当然这种新型的水下潮汐发电站虽维护成本下降了不少，但与此同时建设成本增加了不少。
我国的潮汐发电站进展
从技术层面来看，中国在潮汐能发电技术上不断创新，实现了多项技术突破，比如较新的海湾内外潮波相位差发电研究和动态潮汐能技术。
例如，新型高效潮汐能发电机组的研发采用了先进的永磁技术和高精度控制系统。此外，联合动力公司自主研发的应用270°电动变桨技术和300kW海洋潮流能发电机组成功下海，并顺利并网发电运行。
这些技术的应用不仅提高了潮汐能发电的效率，也为潮汐能发电站的建设和运营提供了技术支持。
据统计，我国近海潮汐能资源技术可开发装机容量大于500kW的坝址共171个，总技术装机容量约为2282.91×10^4kW。
潮汐发电站分布与现状
全球范围内，潮汐能发电站的分布情况显示了多个国家和地区对潮汐能开发的重视。
中国的近海潮汐能资源，主要集中在浙江省和福建省。
这两个省份的技术可开发装机容量分别占到了全国总量的90.5%和90.7%，显示出它们在这一领域的领先地位。
同时，全球很多国家都在积极发展潮汐能发电站，比如韩国、法国、美国等国家。
例如，韩国的始华湖潮汐电站，是目前全球最大的潮汐能发电站。法国的朗斯潮汐电站，即使是最早建成的潮汐发电站之一，直到今天，它仍是世界第二的潮汐能发电站。
这些信息表明，全球范围内，潮汐能发电站的建设和运营正在逐步增加，多个国家和地区都在积极探索和利用这一清洁能源。尽管存在地域分布不均的情况，但潮汐能作为一种可再生能源，在全球范围内的发展潜力巨大。
结语
正如我们所见，大自然赋予了我们无尽的宝藏，潮汐能、太阳能只是其中的冰山一角。
然而，我们对这些自然赐予的礼物的利用还远远不够，这不仅是一个技术问题，更是一个观念和行动的问题。
参考文献：
我国潮汐能、潮流能和波浪能利用研究新进展 - 海洋能源网 (hynyw.com)
知乎盐选 | 四、潮汐发电技术 (zhihu.com)
2021年中国潮汐能开发利用现状分析，传统拦坝式电站向更大装机规模发展「图」_研究_华经_年发电量 (sohu.com)
