如果你见过钱江潮的话，可能会对潮汐的能量有个直观的认识。涨潮时，海水汹涌澎湃，“涛似连山喷雪来”；退潮时，海水一涌而去，“横扫千军如卷席”。

海洋潮汐是在月球和太阳引力作用下产生海水周期涨落的自然现象。一般情况下，每昼夜有两次涨落，人们把白天的海水涨落称为“潮”，把夜间的海水涨落称为“汐”，合称为“潮汐”。

海洋的潮汐中蕴藏着巨大的能量。涨潮时，汹涌而来的海水具有很大的动能，随着海水水位的提高，动能转化为势能；在落潮过程中，海水又奔腾而去，水位降低，势能又转化为动能。海水在涨落运动中所包含的大量动能和势能，被称为潮汐能。海水潮汐能的大小随潮位差的大小而变。潮位差越大，潮汐能也越大。加拿大的芬地湾、法国的塞纳河口、我国的钱塘江口、巴西的亚马孙河口等等都是世界上潮位差较大的地区。在这些地区蕴藏着丰富的潮汐能资源。

据估算，全世界海洋的潮汐能约有十几亿千瓦，大部分集中在浅海和狭窄的海湾地带。我国是潮汐能比较丰富的国家之一，据1978年的大型普查勘测证实，蕴藏量约为1.1亿千瓦，绝大部分集中在华东地区沿岸，其中浙江省的潮汐能拥有量占全国的40%强。

人类利用潮汐能的历史较长，所以技术与工程实践经验也比较成熟。因为除天气反常外，潮汐出现的时间可以用天文学精确预报，潮位差的预报精度在0.1米之内，因此潮汐能是一种很可靠的能源。虽然潮汐能发电有间歇性，给用户带来不便，也可依靠预报提前制定运行计划，与大电网并网运行，以克服其间歇性。

目前，世界上法国、英国、美国、加拿大和阿根廷等许多国家都建造了潮汐发电站。其中最大的潮汐电站是已有30年历史的法国北部朗斯河口的朗斯潮汐电站，功率24万千瓦，并网运行。

潮汐电站的原理与一般的水力发电相似，在海湾或有潮汐的河口上筑一座拦水堤坝，建造一个天然水库，并在堤坝中安装水轮机发电机组，利用潮汐涨落时海水水位的升降，使海水通过水轮机，从而带动作功。

潮汐电站按不同的建库方式和运行过程，通常可分为以下三种：

（1）单库单向发电：

在海湾式河口修筑拦河坝，或利用已有的水闸桥梁隔断河道、海湾构成蓄水库。涨潮时，把进水闸打开，将潮水引蓄在水库内；退潮时，将排水闸打开，使库内蓄积的潮水通过水轮机排出，从而带动水轮机组发电。

这种发电方式，只需建一道闸坝，水轮发电机组结构上只需满足单方向的水流发电要求，故机组结构和水工建筑物较简单集中，投资少，操作方便。但只在落潮时发电，故发电时间短，每天10~12小时，发电量少且不连续，潮汐能量未能充分利用。

（2）单库双向发电：

本方式与上一种方式相同之处是用一个水库调节进出水量，不同的是在涨落潮双向水流动情况下均能发电。首先需要在水工结构上采取相当措施；其次要使用双向水轮机组（水轮机既可顺转，又可倒转，并配有可正反转的发电机）。涨潮时，先关闭所有闸门，等海水水位升高到比库内水位高出一段时，再一启电站闸门，让海水推动水轮机发电后再流入水库。随着潮水不断涌入水库，水库水位不断上升，当水库水位将与海水水位相平时，将电站闸门关闭，同时打开进水闸，让海水继续进入水库。至平潮时，立即关闭进水闸。落潮时，打开电站闸门，让水库里的水推动水轮机发电后再流回大海。(www.daowen.com)

这种电站在海潮的一次涨落过程中可以发电两次，发电时间长，每天可达16~20小时，发电量也比单库单向发电增加。但在涨潮初和平潮期仍要停止发电，供电仍有间歇期。同时，由于双向水轮机组结构复杂，投资也相应增加。

（3）双库单向发电

这种方式需建两座毗连的水库。一个高水库，水位始终保持在高位上；一个低水库，其水位则永远低于高水库水位。水轮机组置于两水库之间。其中在高库设有进水闸，在潮位比库内水位高时引水入库；在低库设有泄水闸，在潮位比库内水位低时泄水出库。这样两者之间终日保持着水位差，水轮机在两库之间，水流便可终日通过水轮机组不间断地发电了。

涨潮时，先开启高库的进水闸，电站开始工作。高库的水位同时随潮位上升，低库的水位也因高库流过水轮机发电的水进入而上升。当平潮时，关闭进水闸，高库水位由于继续发电而开始下降，低库水位相当上升。当海水开始落潮时，此时高低库水位也即将相持平，开启低库的泄水库，使低库水位下降。于是，高低库之间又有较大水位差，使电站保持继续工作。平潮时关闭泄水闸。等到第二次涨潮时，又开启进水闸，引潮水入高库。如此周而复始，电站就可以24小时不间断地发电了。

这种电站可以连续不断地发电，克服了潮汐发电间歇性的缺点。若库容较大，发电能很稳定地输出。但由于要建两座或三座堤坝，两座水闸，枢纽布置分散，不便管理。水工建筑物多，工程量和投资都增大许多。

上述三种发电方式，各有利弊。使用何种发电方式为佳，则需根据当地的潮型、潮差、地形条件、电力系统的负荷要求等等技术经济指标进行选择。

科学家们为了提高潮汐能的利用效率，在不断实践的基础上提出了不少新颖的改进方案。

比如在单库单向落潮发电中，在最高潮水位时，用水泵将海水抽入潮汐电站水库，以增加电站在落潮发电时的水位差和水量。由于抽水时，水位差很低，而落潮放水发电是在潮水位已降低时，故可利用的发电水位差比抽水时的水位差大得多。因此，这种抽水蓄能方式与一般的蓄能电站不同，它不仅不损失电能，而且可以增加电能。在法国朗斯潮汐电站，由于采用抽水蓄能措施，每年可多发电1亿度，约占年总发电量的1/8。

也有专家提出过所谓的“水力变压器”方案。它通过一种转换装置——水力变压器，将大流量低水位差的潮汐水流转换成小流量高水压的水流，这样就可以采用普通型号的高效高容量水轮机。因为普通潮汐电站水轮发电机组投资约占60%左右，采用水力变压器可大大地节省电站的投资。由模型测试，水力变压器本身的效率可达80%，造价也低。它又可以代替大坝，节约土建费用。也许有一天，等水力变压器投入实际应用后，潮汐电站就不再是今天的这种模样了。

水轮机发电，难以适应潮汐的一些特点，应用有限。如水轮机工作要求高水位差，但潮汐一般不过10米，还有间歇性，造成发电不均衡和贮能困难。所以一些比较前卫的技术人员正在探索一些新方法，如水力气动法、潮汐——磁流体法。前者利用一种特殊的双向气室——重力门机构将潮汐动能转换为压缩空气，然后利用压缩空气推动气轮机，带动系统发电机做功。这种方法可以适应潮汐的低水位，压缩空气也易贮存，但却在效率上有待改善。后一种方法是利用海水的弱导电性，让海水在潮汐作用下进入具有强磁场的管道，在洛仑兹力的作用下，产生电流输出。此法结构简单，无高温，无运动部件，但和其他利用磁流体的能源开发方案一样只有在超导技术取得实质性突破后，才能大放异彩。

清华大学的几位学者前不久在国际资助下取得的一项研究结果似乎在目前颇具现实意义。他们提出了一种水力离子气体发电方案。首先利用前述的水力气动法产生压缩空气，然后让压缩空气通过一个渐缩管，获得高速气流。在渐缩管的末端装有电极，在较高的电压下，空气部分电离。高速气流与此电离空气相遇，正负离子分离，从而产生电流输出。这种方法利用了水力气动法，贮能容易，适应潮汐能特点，而发电装置无运动部件，不需要电磁铁，结构简单效率高，因此对于开发利用潮汐能具有极大的潜力。目前，技术人员正在对发电装置中的EGD发电管做进一步的研究和改进。

潮汐能是一种取之不尽的天然能源，也是一种待开发利用的新能源。世界各国都十分重视对潮汐能的进一步开发利用。在不久的将来，潮汐电站将像一串串璀灿的明珠，镶嵌在世界各地的河口和海湾。