一种增加水位差连续发电的单向式潮汐电站及发电方法与流程

潮汐能是一种清洁无污染环境，不影响生态平衡的可再生能源。本发明涉及潮汐能利用技术领域，更具体地说，涉及一种增加水位差连续发电的单向式潮汐电站及发电方法。

背景技术：

大海每天有两次涨潮和两次落潮，日潮为潮，夜潮为汐，在潮汐涨落中所产生的巨大能量叫潮汐能。目前全世界潮汐能开发很少，原因是潮汐能发电的潮汐能利用率很低，单库单向式潮汐电站，每天发电时间为10-12小时。单库双向式潮汐电站，每天发电时间为16-20小时，发电不连续，发电时间短，潮力没有充分利用，发电量少(见表1)，开发成本高，使有意开发者望而却步。

表1目前不同潮差的潮汐电站年发电量

上世纪70年代末，国家建设了一批较大的潮汐电站。包括江夏、幸福洋、白沙口、海山等潮汐电站，总装机约近6000kw，但现在真正发电运行的仅剩江夏和海山两座潮汐电站。海山电站目前也处于半运营状态，除江夏潮汐电站外，其他电站或是发展房地产或是发展养殖业，已经纷纷转行了。江夏电站站长颜建华曾说，虽然我国的潮汐电站技术世界领先，但发电成本仍然是目前阻碍潮汐电站发展的最重要因素，目前江夏电站的上网电价是2.58元/度，竞争不过光伏与风电，这也是近年来世界上没有上马大型潮汐发电站的主要原因。

针对潮汐电站发电量少，发电不连续，成本过高的问题，申请人曾于2016年7月29日，递交了申请号为201610626891.0，专利名称为：增加水位差连续发电的多机组双库单向式潮汐电站的专利；该申请案的潮汐电站通过制造水位差，多机组同时发电，一日两次潮水发电，两次蓄水发电，每天24小时连续不断发电，发电量成10倍增长。潮差不同发电量不一样，潮差大发电量大。例:平均潮差2米的电站，发电量是单库双向式潮汐电站的19倍；平均潮差5米的电站发电量是单库双向式潮汐电站的54倍。该申请案能够充分利用潮汐能，解决了长期制约潮汐发电成本过高、潮汐电站间断性发电的关键问题，但该申请案虽然理论上也能在平均潮差5米的情况下，电站发电量为单库双向式潮汐电站的54倍，但是上库的占地面积非常大，好多沙滩上还需发展其他产业，上库占地面积过大，无疑限制了其他产业的发展，且上库建造成本高，需要配备的水轮发电机和水泵数量多；在多机组发电的情况下，所占用的资源就更多了。

技术实现要素：

1.发明要解决的技术问题

为了克服目前单库潮汐电站发电量少，发电不连续，成本过高的问题，本发明提供了一种增加水位差连续发电的单向式潮汐电站及发电方法；本潮汐电站采用上、下水库都增加水位差和多机组同时发电的方法，使潮汐电站每天24小时连续发电，不同潮差的潮汐电站发电量都能增加一百倍以上。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种增加水位差连续发电的单向式潮汐电站，包括上库、下库和水轮发电机组，所述下库修建于有潮汐的海湾或河口，把海湾或河口同大海隔开，下库内部安装有乙泵，乙泵的出水口由丙闸控制；所述的上库修建于下库旁边的海滩上，上库修两座水闸，其中，甲闸使上库与大海相通，乙闸与下库之间安装引水管，使上库和下库相通，所述的水轮发电机组上通引水管，下通下库单向发电。

更进一步地，在下库旁边的海滩上修建一块高地，所述的上库修建于该高地上，在上库旁边安装甲泵，该甲泵用于将海水抽入上库。

更进一步地，所述上库和下库之间的引水管、水轮发电机组和乙泵组成一个机组，在上库和下库之间设置n个机组，n≥2，每增加一个机组，将上库的堤坝加高一个h尺寸，同时将下库的深度下降一个h尺寸，h为一台水轮发电机组发电12小时，海水的流量使下库的水位升高尺寸。

更进一步地，所述下库的库面和潮面高度一致，库面和库底面积相等，库深d为3倍潮差和3倍h之和，即d＝3a+3h。

更进一步地，所述上库的库面和潮面高度一致，库面和库底面积相等，上库的面积和下库的面积相等，库深等于潮差尺寸。

更进一步地，所述上库的库面高于潮面高度，库面和库底面积相等，上库的面积和下库的面积相等，库深等于3倍h。

更进一步地，所述的甲泵确保大海每次涨潮到波峰而又未退潮前，将上库的水位提高一个h尺寸；所述的乙泵确保大海每次落潮到波谷而又未涨潮前，将下库的水位抽低一个h尺寸。

本发明的一种增加水位差连续发电的单向式潮汐电站发电方法，平时在大海落潮时，打开甲闸、乙闸和丙闸，大海落潮到波谷时，大海的水位为0，上库、下库的水位也为0，关闭甲闸、乙闸，打开乙泵将下库的水位抽低于本潮汐电站的2倍潮差尺寸；发电前大海落潮到波谷时，打开乙泵，将下库的水位再抽低h尺寸；大海涨潮时打开甲闸，同时关闭乙闸，海水流入上库，潮水继续上涨，直到波峰，上库水满甲闸关，同时打开乙闸，海水通过引水管，冲击水轮发电机组发电。

更进一步地，上库制造水位差发电的过程为：上库修建于高地上，上库平时要储水，发电前大海涨潮到波峰时关闭乙闸，同时打开甲闸，甲泵将海水抽入上库，增加上库的水位，上库水满后甲闸、甲泵同时关闭，打开乙闸，海水通过引水管冲击水轮发电机组发电，直到下次潮水涨到波峰时，甲闸、甲泵打开，转入下一个周期，继续发电。

更进一步地，多机组发电中，在上库和下库之间设置n个机组，n≥2，大海涨潮到波峰时，n组甲泵抽海水到上库，使上库水位升高nh尺寸，大海落潮到波谷时，n组乙泵抽水入海，使下库水位下降nh尺寸，n组水轮发电机同时发电，发电量是单机组的n倍。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：

(1)本发明的一种增加水位差连续发电的单向式潮汐电站，通过制造水位差多机组同时发电，保证水电站每天24小时连续发电，解决了潮汐电站发电不连续问题；潮汐能得到充分利用，解决了目前制约潮汐发电成本过高的关键问题；

(2)本发明的一种增加水位差连续发电的单向式潮汐电站，充分利用潮汐能，发电量大大增加，上下水库增加水位差，多机组同时发电，该潮汐电站的发电量，比现有潮汐电站发电量增加到一百倍以上，具体而言，平均潮差两米的电站三机组，发电量是目前单库双向式潮汐电站的225倍，平均潮差五米的电站三机组，发电量是目前单库双向式潮汐电站的162倍，本发明适用于潮差两米以上的海湾，修建潮汐电站；

(3)本发明的一种增加水位差连续发电的单向式潮汐电站，潮汐电站的修建，一次性投资很大，特别修建上库时，人工堆建的高地，投资特别大，但高地堆建成后，只要养护好，可以一劳永逸，虽然投资大，但发电量大，电站建成后3到5年就可收回成本。

附图说明

图1为本发明中上库下库都增加水位差的潮汐电站结构示意图；图中，

b——上库最佳高度；

h2——上库抽水升高水位；

h1——下库最高水位差；

l——潮水位；

a——平均潮差；

0——落潮到波谷时，大海水位；

3h——单机组上库库深。

图2为本发明中上库下库都增加水位差的潮汐电站布局示意图；

图3为本发明中下库增加水位差的潮汐电站结构示意图；图中，

a——平均潮差；

0——落潮到波谷时，大海水位；

x——落潮到波谷时，下库抽低的水位；

h——落潮到波谷时，下库再抽低的水位；

h1——下库最高水位差；

d——下库库深。

图4为本发明中上库增加水位差的潮汐电站结构示意图；图中，

a——平均潮差；

0——落潮到波谷时，大海水位；

图5为本发明中平均潮差5米的潮汐电站下库水位不同获得不同的净年发电量(单机组)，图中的数据是根据中国的经验公式计算的，图中可以看出，随着水位差的增加，发电量也在增加，但增速递减到了-20米的水位时年发电量最高超过-20米水位发电量不增反而逐步减小；

图中0表示大海落潮到波谷时水位；

-24米表示下库的水位是负24米；

-20米水位时的净年发电量是目前单库单向式潮汐电站年发电量的10倍；

-10米水位时的净年发电量是目前单库单向式潮汐电站年发电量的8倍。

示意图中的标号说明：

1、大海；2、海滩；31、甲泵；32、乙泵；4、高地；51、甲闸；52、乙闸；53、丙闸；61、上库；62、下库；7、引水管；8、水轮发电机组；9、厂房。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

实施例1

(1)本潮汐电站解决技术问题的方案是(参看图1)

电站主要有两座水库(上库61和下库62)，一根引水管7，三座水闸，一台水轮发电机组8，甲水泵组(甲泵31)和乙水泵组(乙泵32)。

a、下库62：在有潮汐的海湾或河口，建一条拦水堤坝，把靠海的河口或海湾同大海隔开，造成一个天然水库(取名下库)。用水泵将库内海水抽干测量水库深度，深度不够用挖掘机挖到需要的深度，并在库内修水泥平台，安装水泵(乙泵32)，其特征是水泵的出水口低于0水位(见图3)，由丙闸53控制。

下库62的结构特征：

库面和潮面高度一致。

库面和库底面积相等。

库深(d)＝3倍潮差(3a)+3倍h(3h)，即d＝3a+3h。为了使下库的乙泵抽水方便，库深的尺寸里增加了两个h尺寸。

其中，h为一台水轮发电机组8发电12小时，海水的流量使下库的水位升高尺寸(h≈1米，后面说明)

b：上库61：潮汐电站的上库分两步修建

第一步在下库制造水位差发电时修建，其作用是确保下库发电时正常供水。

在下库旁边的陆地(海滩2)上修建一座蓄水池(取名上库)，修两座水闸，甲闸51靠海，使上库61与大海1相通，乙闸52与下库62相邻，在乙闸52与下库62之间安装引水管7，上库61和下库62相通。

上库61结构特征：

库面和潮面高度一致。

库面和库底面积相等，上库的面积和下库的面积相等。

库深等于潮差尺寸。

大海落潮到波谷时，大海的水位为0，0水位是库底的基础尺寸。

第二步，为了充分利用潮汐能发电，增加发电量，其特征是将上库的堤坝加高(见图4)，在上库旁边的海滩上修建水泥平台，安装水泵(甲泵31)，大海每次涨潮到波峰时，向上库抽水，增加上库水位。

潮差不一样的潮汐电站，上库的高度也不一样。

c：引水管7：一根安装在上下库之间，它是潮汐电站的水道。

d：水闸：修建三座，甲闸51安装在甲泵31出水口，与上库61相通，乙闸52安装在上库61出水口，使上库61通过引水管7与下库62相通，丙闸53安装在乙泵32出水口，使下库62与大海1相通。

e：水轮发电机组8：一台，安装在下库62旁边的厂房9里，它上通引水管7，下通下库62单向发电。

f：甲水泵组(甲泵31)：安装在上库旁边修建的水泥平台上，其作用是将海水抽入上库，其特征是确保大海每次涨潮到波峰而又未退潮前，将上库的水位提高一个h尺寸。

g：乙水泵组(乙泵32)：安装在下库修建的水泥平台上，其作用是将下库的海水冲入大海，其特征是确保大海每次落潮到波谷而又未涨潮前，将下库的水位抽低一个h尺寸。

再增加配送电设备和起吊设备，电站建成。

(2)制造水位差发电

a：下库制造水位差发电

制造水位差：大海落潮时，打开甲、乙、丙三座水闸，大海落潮到波谷时，大海的水位为0，上库、下库的水位也为0，关闭甲、乙两座水闸，打开乙泵将下库的水位抽低于本潮汐电站的2倍潮差尺寸(即x)见图3。其特征是平时下库的库面水位低于落潮到波谷时2倍潮差尺寸。

例如，平均潮差5米的潮汐电站，要将下库的水位抽低10米(大海每次落潮抽低1米，5天10次落潮抽到位)，平时下库的库面水位低于落潮到波谷时海平面10米。

为什么要使平时下库的库面水位低于落潮到波谷时2倍潮差尺寸呢？

参看图5(数据来自表3)

表3平均潮差5米的潮汐电站下库水位不同获得不同的净年发电量(单机组)*

说明：这里x也是水位差，可以和h一样代入公式中。

*计算实例：x＝11，h＝16，则

f16＝0.8×10⁶h²s＝0.8×10⁶×16²s＝204.8×10⁶s(潮汐电站年发电量)

1.25f11＝1.25×0.8×10⁶h²s＝1.25×0.8×11²×10⁶s＝121×10⁶s(抽水年耗电量)

f＝f16-1.25f11＝204.8×10⁶s-121×10⁶s＝83.8×10⁶s(净年发电量)

从图5中可以看出，潮汐电站下库水位差增加，发电量也在增加，但增速递减，下库水位为0时，潮汐电站年发电量为10×10⁶s，下库水位为-20米(潮差的4倍)时，潮汐电站净年发电量最高为100×10⁶s，是0水位时的10倍，下库水位为-10米(潮差的2倍)时，潮汐电站净年发电量为80×10⁶s是0水位时的8倍。水位从-10米降到-20米也是10米水位。净年发电量从80×10⁶s增加到100×10⁶s，只增加20×10⁶s，为0水位时发电量的2倍，说明水位差的增加和发电量的增加不同步，增加水位差的优势没有充分发挥，为了充分利用下库水位差发电，下库的水位不用抽低到最高净年发电量时的-20米，只要-10米，-10米是潮汐电站的2倍潮差尺寸，增加2倍潮差尺寸的水位能获得更大的发电量，因此把潮汐电站2倍潮差尺寸定为增加下库水位差的标准。此时的下库水位适合多机组同时发电。

为了确保下库的水位可控，发电前大海落潮到波谷时，打开乙泵，将下库的水位再抽低h尺寸，下库两次抽低水位，平均潮差5米的潮汐电站下库的水位低于落潮时海平面11米，涨潮到波峰时，大海和下库有16米水位差(h1＝a+x+h＝5+10+1＝16)。

发电：大海涨潮时打开甲闸，同时关闭乙闸，海水流入上库，潮水继续上涨，直到波峰，上库水满甲闸关，同时打开乙闸，海水通过引水管。冲击水轮发电机发电，因为上库的面积和下库相等，上库储存的海水足够12小时发电用，直到下次涨潮，上库的水位和潮水位一致时，打开甲闸，海水流入上库，转入下一个周期。

发电时下库的水位上升，但上升的高度始终在h尺寸的范围内，以后大海每次潮落到波谷时，乙泵开，将下库的水位抽低一个h尺寸。

问：h这个数多大好呢？

举例说明：

例：已知下库面积136万平方米，平均潮差5米，一台水轮发电机组的流量30立方米/秒，水轮发电机组发电12小时的流量为，30×3600×12＝129.6万立方米。

则h＝129.6÷136＝0.95米

答：h这个数在0.95-1.0之间比较好，不能太小，太小说明水轮发电机流量小和下库的面积不匹配，发电量少，h>1时，水泵抽水耗电量大，成本高。实际计算时，0.95-1.0之间的数四舍五入看作1(即h≈1)。

小结：

以平均潮差5米的潮汐电站为例，下库制造水位差后，上下库之间的水位差，每天24小时都在14米以上，远大于潮差，所以潮汐电站每天能24小时连续发电，解决了潮汐电站发电不连续问题，

单库单向式潮汐电站，每天发电10-12小时，改变成双库单向式潮汐电站后，每天24小时发电，发电时间增加1倍，发电量也增加1倍，加上上下库之间的水位差增加，使潮汐电站的净发电量增加到6倍。

下库增加水位差连续发电的潮汐电站(单机组)净年发电量参见表2：

表2下库增加水位差连续发电的潮汐电站(单机组)净年发电量

@净年发电量，即减去抽水损耗的发电量。

说明：这里x和h也是水位差，可以和h1一样代入公式中

计算公式：f＝0.8×10⁶h²s

计算实例：平均潮差2米的潮汐电站x＝4，h＝1，h1＝7，则

f7＝0.8×10⁶h²1s＝0.8×10⁶×7²s＝39.2×10⁶s(潮汐电站年发电量)

1.25f5＝1.25×0.8×10⁶(x+h)²s＝1.25×0.8×10⁶×(4+1)²s＝25×10⁶s(抽水年耗电量)

f2＝f7-1.25f5＝39.2×10⁶s-25×10⁶s＝14.2×10⁶s(净年发电量)

b：上库制造水位差发电

制造水位差：为了充分利用潮汐能发电，增加发电量，其特征是将上库的堤坝加高，同时在上库旁边的海滩上修建水泥平台，安装水泵(甲泵)，大海每次涨潮到波峰时，将海水抽入上库，增加上库的水位。

上库升高了，将上下库之间的引水管加长。

上库的高度是怎么定的呢？

首先将潮汐电站的潮差代入中国的经验公式(2)(下文有介绍)，计算它的年发电量(目前单库双向式潮汐电站的年发电量)作为标准年发电量，然后用公式(3)(下文有介绍)推算，看上库的水位每增加1米，潮汐电站增加的发电量减去上库、下库抽水的损耗后，增加多少发电量来定，增加的净发电量达不到标准发电量0.8倍，就停止上升(发明人认为达不到标准年发电量0.8倍，失去经济价值)。

例，平均潮差5米的潮汐电站，f＝0.55×10⁶h²s＝0.55×10⁶×5²s＝13.75×10⁶s(标准年发电量)。

如果上库水位升高1米，潮汐电站的净年发电量增加数达不到(13.75×10⁶)×0.8＝11×10⁶这个数字就停止上升。

经过推算，平均潮差5米的潮汐电站，上库的最佳高度为41米，实际上库的水位上升了36米(减去潮差5米)，上库抽水升高水位h2＝36米。

为了确保潮汐电站正常发电，上库平时要储水，发电前大海涨潮到波峰时关闭乙闸，同时打开甲闸，甲泵抽水到上库，使上库平时的水位保持40米。

潮汐电站的潮差不一样，上库的最佳高度和抽水升高的水位也不一样。

平均潮差2米，3米，4米，6米，7米和8米的潮汐电站，按照以上方法推算，均可确定上库的最佳高度和上库抽水升高水位，见表4。

表4潮汐电站上库最佳高度和库底高度

发电，大海涨潮到波峰时，甲闸、甲泵同时打开，将海水抽入上库，上库水满后甲闸、甲泵同时关闭，打开乙闸，海水通过引水管冲击水轮发电机发电，直到下次潮水涨到波峰时，甲闸、甲泵打开，转入下一个周期，继续发电。

发电时，下库的水位上升，以后每次大海落潮到波谷时，乙泵、丙闸同时打开，将下库水位抽低h尺寸。

小结：

潮汐电站上库制造水位差发电的方法很简单，只增加上库的堤坝高度和引水管长度，充分利用水库资源，另加一个水泵组，用涨潮到波峰时抽水的方法，使上库的水位提高几十米，发电量大大增加，由6倍增加到几十倍。

例：平均潮差5米的潮汐电站，发电量由6倍增加到54倍。

c：多机组发电

前面说的潮汐电站下库、上库增加水位差发电都是一个机组发电，叫单机组发电，下面说的是几个机组(n组)，同时发电，所以叫多机组发电。

多机组发电的方法也很简单，也是充分利用上下水库资源，在上库旁边下库里、厂房里的相当位置安装n个同规格型号的引水管、水轮发电机和水泵，其特征是每增加一个机组，将上库的堤坝加高一个h尺寸，同时将下库的深度下降一个h尺寸，大海涨潮到波峰时，n组甲泵抽水到上库，使上库水位升高nh尺寸，大海落潮到波谷时，n组乙泵抽水入海，使下库水位下降nh尺寸，n组水轮发电机同时发电，发电量大增，是单机组的n倍。

例：平均潮差5米的潮汐电站(当n＝3时)，3机组的发电量由单机组的54倍增加到162倍，如果机组多一些，发电量会更大。

小结：

多机组发电投资不大，方法简单，充分利用上下水库资源，发电量大，每一个潮汐电站的发电量都能增加到一百倍以上。

特别要说明的一点是，图4中的上库有缺点。

上库的尺寸是在水位不断上升的过程中确定的，库底是0水位，堤坝很高，水库太深，缺点是不安全。

例：平均潮差5米的潮汐电站，上库最佳高度为41米，库深41米，库内水压太大。

这个水库适合讲解上库的形成和它的作用，不适合发电，但也不可或缺。

上库重新设计如下：

在下库旁边的海滩上，制造一块高地4，面积要大于下库，有散粒土体压实而成，就地取材，人工堆积而成，高地的高度由上库的库底高度确定。

在高地上修建上库，在上库旁边的适合位置安装甲泵、甲闸和乙闸(见图1)

其特征是：上库的面积和下库的面积相等，库面和库底的面积相等

库深：单机组为3h，当h＝1米时，单机组库深3米，平时库内储水2米。

多机组时，每增加一个机组就增加一个h尺寸的高度。

例：平均潮差5米的潮汐电站，单机组上库最佳高度为41米，因为库深3米。所以库底高38米。

多机组时，当n＝3时，上库的高度就增加2米，变为43米，库底的高度不变，38米库深5米。大海涨潮到波峰时，甲泵抽水到上库，使上库平时的水位为40米，发电前再抽一个h尺寸的海水入库，上库水满41米高，多机组时水满43米。

在高地上修建上库的好处是水库很浅安全。

(3)和现有潮汐电站相比

a潮汐电站制造水位差，保证水电站每天24小时连续发电，解决了潮汐电站发电不连续问题；

b上下水库增加水位差，多机组同时发电，连潮汐电站的发电量，比现有潮汐电站发电量增加到一百倍以上；

c潮汐能得到充分利用，解决了目前制约潮汐发电成本过高的关键问题

d潮汐电站的修建，一次性投资很大，特别修建上库时，人工堆建的高地，投资特别大，但高地堆建成后，只要养护好，可以一劳永逸，虽然投资大，但发电量大，电站建成后3到5年就可收回成本。

说明如下：

潮汐电站发电量一般用经验公式计算，中国的经验公式如下：

(1)单库单向式潮汐电站年发电量f＝0.40×10⁶h²s(1)

式中f----年发电量(kw·h)；

h----平均潮差(m)

s----水库平均面积(km²)。

(2)单库双向式潮汐电站年发电量f＝0.55×10⁶h²s(2)

以上两个公式，前者是每天发电10-12小时的年发电量计算公式，后者是每天发电16-20小时的年发电量计算公式，但没有每天24小时发电的年发电量计算公式，因为本潮汐电站每天24小时发电时间正好是单库单向式潮汐电站的2倍，所以本实施例借用单库单向式潮汐电站年发电量计算公式，乘以2来计算每天24小时发电的年发电量。即

f＝0.80×10⁶h²s(3)

为了简便把公式中的2×0.40写成0.80，

式中f----年发电量(kw·h)；

h----平均水位差(m)

s----下库平均面积(km²)

解释一下：h是平均潮差a加下库抽低水位x与h之和(h＝a+x+h)称平均水位差(下库最高水位差)。计算时为了区别后面上库的水位差，将h写成h1，书中也称潮差为水位差，所以公式符合要求。

有了年发电量的计算公式还不够，如前所说，大海每次落潮，乙泵将下库的水位抽低h尺寸，抽水是要耗电的，它的损耗是多少呢？

天荒坪抽水蓄能电站的综合效率达到80％以上，由此推测，抽水蓄能的损耗为20％以下，前面已知平均潮差五米潮汐电站，下库面积136万平方米，求本潮汐电站净年发电量。

首先算出下库每年排水入海的耗电量，下库每年排水入海的耗电量为11米水位差的年发电量(f11)加上20％的损耗(乘以1.25)，即：

1.25f11＝1.25×0.80×10⁶(x+h)²s＝1.25×0.80×10⁶(10+1)²×1.36＝164.56×10⁶(kw·h)

再利用式(3)算出16米水位差的年发电量(f16)

f16＝0.80×10⁶h1²s＝0.80×10⁶×16×1.36＝278.52×10⁶(kw·h)

本潮汐电站获得的净发电量(f5)

f5＝f16-1.25f11＝278.52×10⁶-164.56×10⁶＝113.96×10⁶(kw·h)

目前单库单向式潮汐电站年发电量计算如下，根据式(1)

f5单＝0.40×10⁶h²s＝0.40×10⁶×5²×1.36＝13.6×10⁶(kw·h)

本潮汐电站获得的净年发电量是目前单库单向式潮汐电站年发电量8倍

(113.96×10⁶)÷(13.6×10⁶)＝8.38

目前单库双向式潮汐电站年发电量计算如下，根据式(2)

f5双＝0.55×10⁶h²s＝0.55×10⁶×5²×1.36＝18.7×10⁶(kw·h)

本潮汐电站获得的净年发电量是目前单库双向式潮汐电站年发电量六倍

(113.96×10⁶)÷(18.7×10⁶)＝6.09

平均潮差2米，3米，4米，6米，7米和8米的潮汐电站，下库增加水位差，按照以上方法均可计算出它的净年发电量。

潮汐电站上库下库都增加水位差发电量的计算

前面已知平均潮差5米的潮汐电站，下库面积136万平方米，下库每年排水入海的耗电量为：

1.25f11＝164.56×10⁶(kw·h)

已知，h1＝16，h2＝36，h＝52，见表5。

表5潮汐电站下库上库和电站最高水位差

先算出甲泵每年抽海水到上库的耗电量，甲泵每年抽海水到上库的耗电量为36米水位差的年发电量(f36)加上20％的损耗(乘以1.25)。即

1.25f36＝1.25×0.80×10⁶h2²s＝1.25×0.80×10⁶×36²×1.36＝1762.56×10⁶(kw·h)

再利用式(3)算出52米水位差的年发电量(f52)

f52＝0.80×10⁶h²s＝0.80×10⁶×52²×1.36＝2941.95×10⁶(kw·h)

本潮汐电站获得的净年发电量(f5)

f5＝f52-1.25f11-1.25f36＝2941.95×10⁶-164.56×10⁶-1762.56×10⁶＝1014.83×10⁶(kw·h)

目前单库双向式潮汐电站年发电量(f5双)

f5双＝0.55×10⁶h²s＝0.55×10⁶×5²×1.36＝18.7×10⁶(kw·h)

本潮汐电站获得的净年发电量是目前单库双向式潮汐电站年发电量54倍

(1014.83×10⁶)÷(18.7×10⁶)＝54.26

同上，不同潮差的潮汐电站上库下库都增加水位差发电，按照以上方法均可计算出它们的净年发电量和增加的倍数。

上库下库都增加水位差的潮汐电站(单机组)净年发电量参见表6：

表6上库下库都增加水位差的潮汐电站(单机组)净年发电量

计算公式：f＝0.8×10⁶h²s

计算实例：平均潮差5米的潮汐电站

已知：h＝52，h2＝36，x＝10，h＝1

fh＝0.8×10⁶h²s＝0.8×10⁶×52²s＝2163.2×10⁶s(潮汐电站年发电量)

1.25fh2＝1.25×0.8×10⁶h²s＝1.25×0.8×10⁶×36²s＝1296×10⁶s(上库抽水年耗电量)

1.25f(x+h)＝1.25×0.8×10⁶×(x+h)²s＝1.25×0.8×10⁶×(10+1)²s＝121×10⁶s(下库海水排入大海年耗电量)

f＝fh-1.25f(x+h)-1.25fh2＝2163.2×10⁶s-121×10⁶s-1296×10⁶s＝746.2×10⁶s(潮汐电站净年发电量)

上库下库都增加水位差的潮汐电站(单机组)净年发电量是目前单库双向式潮汐电站发电量的倍数参见表7：

表7上库下库都增加水位差的潮汐电站(单机组)净年发电量

是目前单库双向式潮汐电站发电量的倍数

多机组发电发电量的计算

前面已知上库下库都增加水位差发电的潮汐电站，净年发电量为1014.83×10⁶(kw·h)是目前单库双向式潮汐电站年发电量54倍，它是单机组发电，多机组是n个单机组组成，只要乘以n就可以算出他的净年发电量和增加的倍数。

例：多机组(n＝3时)

本潮汐电站获得的净年发电量

1014.83×10⁶×3＝3044.49×10⁶(kw·h)

本潮汐电站获得的净年发电量是目前单库双向式潮汐电站年发电量162倍。

54×3＝162

平均潮差2米的海湾，要建一座多机组(n＝3组)的潮汐电站

采用上库下库都增加水位差的潮汐电站结构及布局图来布局

建站前要测量大海每天涨潮到波峰时，潮水停留的时间，再测量大海每天落潮到波谷时潮水停留的时间，为采购水泵提供参数。

在采购设备时，如变压器，水轮发电机，水泵等选择损耗小，效率高的优质产品，特别是水轮发电机要选单向式的，不带抽水、泄水设备，结构简单，造价低。

建站前，首先考察海湾的地形和面积，确定最好的方位修一条大坝，把靠海的海湾和大海隔开，造成一座天然水库(取名下库)，然后将库内海水抽干，测量水库深度和面积。

前面已知单机组库深：d＝3a+3h＝3×2+3×1＝9米，加上多机组又增加两米，要求库深为11米，达不到要求时用挖掘机解决，堤坝加固，增加防浪墙，彻底堵漏，要确保库面和库底面积相等。掌握了水库面积，就知道水轮发电机的流量。

在修水库大坝的同时，考察下库两边的海滩选一好位置制造高地，高地由散粒土体压实而成，就地取材，人工堆建，地基面积是下库的1.5倍，2米潮差的潮汐电站，上库的库底是0水位以上22米，高地靠海的一面要有防浪墙保护

在高地上修建上库，已知上库深为3米(单机组)，加上多机组增加2米，即上库深为5米

上库库面和库底面积相等，上库面积和下库面积相等，在上下水库之间安装引水管，在下库旁边的海滩上建厂房安装起吊设备和输配电设备，在厂房里(引水管下方)安装水轮发电机，在上库旁边的适合位置修水泥平台安装甲泵，甲泵出水口安装甲闸，在上库和引水管之间安装乙闸，在下库里的合适位置，修水泥平台安装乙泵，乙泵出水口安装丙闸，电站建成。

发电前准备，单机组一个一个试，大海涨潮到波峰时及时打开甲闸，甲泵抽海水到上库，同时关闭乙闸，看大海落潮前上库水位是否增加一个h尺寸(即1米)3次涨潮抽水，上库水位上升三米，准备发电用。

涨潮时打开乙泵和丙闸放海水流入下库，使下库库面水位低于落潮到波谷时水位5米。

发电：大海涨潮到波峰后落潮前打开乙闸，放海水流入引水管，冲击水轮发电机发电，直到下次潮水涨到波峰时，甲闸、甲泵打开转入下一个周期继续发电。

发电时，下库水位上升，以后每次大海落潮到波谷时，乙泵开将下库的水位抽低一米，三组试完发电继续发电正常后再看发电量。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。