CN102767166A - 潮汐发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种潮汐发电系统。该潮汐发电系统包括：第一蓄水库，具备有第一水闸及第二水闸；第二蓄水库，与第一蓄水库相邻地设置，具备有第三水闸及第四水闸；第三蓄水库，与第一蓄水库和第二蓄水库相邻地设置，连接有第二水闸和第四水闸；发电设备，设置于第一蓄水库和第二蓄水库之间，用于将第一蓄水库的水排出到第二蓄水库并旋转水车，由水车的旋转产生电。根据本发明的潮汐发电系统，由第一水闸及第二水闸和第三水闸及第四水闸的开闭操作连续地执行发电，从而在除了满潮、干潮以外的空白时间也继续执行发电，因此具有能够容易地调节潮汐发电量及发电时间，在使用与现有相同的台数的水车的情况下，与多流式发电相比发电量大的优点。

Description

潮汐发电系统
技术领域
本发明涉及通过水闸的开闭操作无需多次的旋转方向转换，也能够执行多流式发电的潮汐发电系统。
背景技术
潮汐发电是从潮水干满的水位差将势能换成动能并再转换为电能的发电方式。
换言之，从干潮越是到满潮，海平面逐渐升涨，从而潮水向沿岸方向水平移动。此时，如果在潮水的流入方向侧设置水车，水车由潮水进行旋转，由其旋转力驱动发电机并产生电，此种方式称为潮汐发电。只要地球和月亮存在的情况下，始终会发生均匀的潮水的水平移动，因此对于作为对下一代能源的潮汐发电不断进行着很多研究。
上述潮汐发电根据湖水的数量，划分为单水库式和多水库式，根据海水的利用方向，划分为单流式和多流式。
单水库式是组成一个湖水，利用海水和湖水间的水位差的发电方式，多水库式是通常地形上能够形成2个湖水的情况下使用的发电方式，是利用2个湖水间的水位差的发电方式。
作为代表性的潮汐发电站的一例，法国朗斯潮汐发电站可以实现单流式发电、扬水式发电及多流式发电。
单流式发电是从外海到湖水或是从湖水到外海执行单向的发电的方法，扬水式发电是使用夜间剩余的电力，在湖水中堆高水并在白天放流来发电的方法。
并且，多流式发电是利用涨潮和退潮时发生的外海和湖水(潮池)的水位差，向两侧方向发电的方式。该方法是开始从外海到湖水的发电，当外海和湖水的水位相等时关闭水闸。随后，当湖水的水位相比外海变高时，再次开启水闸，使水车进行逆旋转并执行发电的方式。
由于朗斯潮汐发电站需要设置可实现双向发电的水车，因此其结构相比单流式水车复杂。特别是，由于多流式发电在从外海到湖水执行发电后，在湖水的水位相比外海变高时再执行发电，因此可以在外海的潮汐差很大的地区中使用。这在韩国等地形上适用时，多少存在有困难的问题。
并且，由于多流式发电等同于利用外海和湖水的水位差执行2次发电，因此与单流式发电比较时，外海和湖水的水位差低而发电量小。因此，如果要维持与执行2次单流式发电的情况相同的发电量，存在有需要增加水车的台数的缺点。
并且，如图1所示，韩国西海岸始华湖的潮汐发电站采用在涨潮时利用外海和湖水的水位差执行发电，在退潮时不执行发电并将湖水的水向外海放流的单流式发电。
由于单流式发电只能在涨潮时进行发电，因此具有其利用率低，无法在所希望的时间段顺畅地进行所需的电力供给，并无法任意地调整发电量的缺点。并且，由于韩国西海岸的每年潮汐干满的水位变化不均匀，具有发电量不是恒定的缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无需转换水车的旋转方向，由水闸的开闭操作可实现多流式发电的潮汐发电系统。这旨在提供一种利用单向的水车设备，能够向双向执行连续的发电的潮汐发电系统。
并且，本发明的目的在于提供一种不受到对海水的变化(满潮、干潮等的水位变化)而能够执行多流式发电的潮汐发电系统。
本发明人在得知，如果适当地开闭操作3个蓄水库中设置的4个水闸，通过单向水车发电设备也能够执行多流式发电的情况下，才得以完成本发明。
因此，本发明中的潮汐发电系统，包括：第一蓄水库，具备有第一水闸及第二水闸，第二蓄水库，与上述第一蓄水库相邻地设置，具备有第三水闸及第四水闸，第三蓄水库，与上述第一蓄水库和第二蓄水库相邻地设置，连接有第二水闸和第四水闸，发电设备，设置于上述第一蓄水库和第二蓄水库之间，用于将第一蓄水库的水排出到第二蓄水库并旋转水车，由上述水车的旋转产生电；由上述第一水闸及第二水闸和第三水闸及第四水闸的开闭操作连续地执行发电。
上述第一水闸和第四水闸同时开闭，第二水闸和第三水闸同时开闭，上述第一水闸和第二水闸交叉地进行开闭操作，以连续地执行发电。
在上述第一蓄水库中，第一水闸和第二水闸相互相向地设置。
在上述第二蓄水库中，第三水闸和第四水闸相互相向地设置。
上述第一水闸和第三水闸相互同向地设置。
上述第一水闸和第三水闸中流入及流出外海的海水。
开启上述第一水闸及第四水闸，关闭第二水闸及第三水闸，使得海水流入到第一水闸，通过发电设备及第四水闸并储存到第三蓄水库。
关闭上述第一水闸及第四水闸，开启第二水闸及第三水闸，使得第三蓄水库中储存的海水流入到第二水闸，通过发电设备及第三水闸流出。
本发明中使用向单一方向旋转的水车，除了在满潮、干潮以外的空白时间中，也使发电设备继续进行驱动并执行多流式发电。
并且，本发明中可实现上述多流式发电，并能够控制蓄水库之间的水位差，使得容易地调节发电量及发电时间等。
并且，本发明中由于使用向单一方向旋转的水车执行多流式发电，因此在使用同等台数的水车的情况下，与现有的多流式发电相比，具有发电量大的优点。
附图说明
本说明书中所附的以下附图只是例示出本发明的优选实施例，起到与本发明的详细说明一起更好地理解本发明的技术思想的作用，因此不能将本发明解释为限定在该附图中记载的事项。
图1是表示现有技术中的韩国西海岸始华湖的潮汐发电站发电原理的概念图。
图2及图3是表示根据本发明的一例的潮汐发电系统的俯视图。
图4至图6是表示根据本发明的一例的潮汐发电系统的施工状态的图。
附图标记的说明
10：第一蓄水库
11：第一水闸        12：第二水闸
20：第二蓄水库
21：第三水闸        22：第四水闸
30：第三蓄水库
40：发电设备
50：外海
具体实施方式
本发明中的潮汐发电系统，包括：第一蓄水库，第一水闸及第二水闸相互相向地设置；第二蓄水库，与上述第一蓄水库相邻地设置，第三水闸及第四水闸相互相向地设置；第三蓄水库，与上述第一蓄水库和第二蓄水库相邻地设置，连接有第二水闸和第四水闸；发电设备，设置于上述第一蓄水库和第二蓄水库之间，用于将第一蓄水库的水排出到第二蓄水库并旋转水车，由上述水车的旋转产生电。
上述潮汐发电系统由第一水闸及第二水闸和第三水闸及第四水闸的开闭操作连续地执行发电。
以下，参照附图对本发明进行详细的说明。
图2及图3是表示根据本发明的潮汐发电系统的俯视图，图2是外海50的海水处于满潮时的图，图3是外海50的海水处于干潮时的图。
第一蓄水库10中具备有第一水闸11和第二水闸12。上述第一水闸11和第二水闸12优选为相互平行地设置。
第二蓄水库20与上述第一蓄水库10相邻地设置。
上述第二蓄水库20中具备有第三水闸21和第四水闸22，上述第三水闸21和第四水闸22优选为相互平行地设置。
并且，上述第一蓄水库10的第一水闸11和第二蓄水库20的第三水闸21优选为在一直线上相互串联地设置。
第一蓄水库10的第一水闸11和第二蓄水库20的第三水闸21与外海50连接，起到使海水流入及流出的作用。
第一蓄水库10的第二水闸12和第二蓄水库20的第四水闸22与第三蓄水库30连接。
具体说，在从第一蓄水库10向第二蓄水库20执行发电后，储存于第二蓄水库20的海水通过第四水闸22流出到第三蓄水库30。并且，上述第三蓄水库30中储存的海水通过第二水闸12流入到第一蓄水库10。
第一蓄水库10的第二水闸12和第二蓄水库20的第四水闸22优选为在一直线上相互串联地设置。
各水闸11、12、21及22可以设计及配置为，使海水自由地流入及流出，这在本发明中没有特别的限定。
上述各水闸11、12、21及22使用机械式、油压式及空压式等实现开闭操作。
并且，上述水闸考虑到发电站设置地形的特性、发电计划量等，适当地选择水闸的位置、水闸的大小、水闸之间的间隔、设置的水闸的个数及水闸开闭方式等。优选地，在各水闸位置连续地设置10个以上，但是本发明并非限定于此。
第三蓄水库30起到在执行潮汐发电后，为了连续地执行下一潮汐发电，用于去除第一蓄水库10或第二蓄水库20中储存的水的储存库的作用。
并且，为了在未供给有外海的海水的情况下也能够执行连续地潮汐发电，起到向第一蓄水库10或第二蓄水库20流出并供给水的供给处作用。
上述第三蓄水库30可以如下图2及图3所示另外地进行设置。
并且，如下图4至图6的潮汐发电系统的施工状态所示，第三蓄水库30可以由构筑防潮堤并设置上述第一蓄水库10及第二蓄水库20后剩余的湖水部分代替。
图4至图6是分别表示基于水闸的配置的潮汐发电系统的施工状态的图。具体地说，图4是表示第一水闸11和第二水闸12相互平行地设置，第三水闸21和第四水闸22相互平行地设置，上述第一水闸11和第三水闸21及第二水闸12和第四水闸22分别在一直线上相互串联地设置的施工状态的图。
图5是表示第二水闸12对于第一水闸11设置于侧面方向，第四水闸22对于第三水闸21设置于侧面方向，上述第一水闸11和第三水闸21在一直线上相互串联地设置，第二水闸12和第四水闸22相互平行地设置的施工状态的图。
图6是表示第二水闸12对于第一水闸11设置于侧面方向，第三水闸21和第四水闸22相互平行地设置，上述第一水闸11和第三水闸21在一直线上相互串联地设置的施工状态的图。
发电设备40设置于上述第一蓄水库10和第二蓄水库20之间。
发电设备40只要是能够将第一蓄水库10的海水排出到第二蓄水库20并旋转水车，由上述水车的旋转将旋转能转换为电能进行发电，就没有特别的限定。
本发明的水车考虑到发电效率提高和发电运营及维护费用等经济层面，使用只由一个方向的水流进行旋转的水车。具体地说，本发明由从第一蓄水库10流动到第二蓄水库20的水进行旋转。
上述发电设备40考虑到发电量的计划等，可以调节其位置、水闸之间的间隔及个数进行设置。优选地，设置10个以上的水车。
在本发明的潮汐发电系统中，上述第一水闸和第四水闸同时开闭，第二水闸和第三水闸同时开闭，上述第一水闸和第二水闸交替地进行开闭操作并连续地执行发电。即，无需转换水车的旋转方向并执行多流式发电。
具体地说，在外海50为满潮的情况下，如图1所示，开启第一蓄水库10的第一水闸11及第二蓄水库20的第四水闸22，关闭第一蓄水库10的第二水闸12及第二蓄水库20的第三水闸21。在此情况下，海水流入到第一蓄水库10的第一水闸11，从而由发电设备40执行发电，通过第二蓄水库20的第四水闸22的海水储存到第三蓄水库30。
并且，在外海50为干潮的情况下，如图2所示，关闭第一蓄水库10的第一水闸11及第二蓄水库20的第四水闸22，开启第一蓄水库10的第二水闸12及第二蓄水库20的第三水闸21。在此情况下，第三蓄水库30中储存的海水流入到第一蓄水库10的第二水闸12，从而由发电设备40执行发电，通过第二蓄水库20的第三水闸21的海水流出到外海50。
本发明中的潮汐发电系统可以在一天执行至少4次的连续的发电，在维持与当前始华湖相同的发电设置地形、水的高度差及水车台数等的情况下，与作为始华湖的预计发电量的约5.5亿Kw/h比较时，能够确保至少增加2倍左右的发电量。
并且，由于本发明的潮汐发电系统使用向单一方向旋转的水车及蓄水库执行多流式发电，因此能够控制上述蓄水库之间的水位差。由于能够控制上述蓄水库之间的水位差，在使用同等台数的水车的情况下，与现有技术中的与初期相比水位差逐渐减小的多流式发电比较时，具有发电量大的优点。
如上所述，虽然通过限定的实施例和附图对本发明进行了说明，但是本发明并非限定于此，本发明所属技术领域的普通技术人员能够在本发明的技术思想和所附的权利要求书的均等范围内进行多种修改及变形。

Claims (8)

1.一种潮汐发电系统，
包括：
第一蓄水库，具备有第一水闸及第二水闸，
第二蓄水库，与所述第一蓄水库相邻地设置，具备有第三水闸及第四水闸，
第三蓄水库，与所述第一蓄水库和第二蓄水库相邻地设置，连接有第二水闸和第四水闸，
发电设备，设置于所述第一蓄水库和第二蓄水库之间，用于将第一蓄水库的水排出到第二蓄水库并旋转水车，由上述水车的旋转产生电；
由所述第一水闸及第二水闸和第三水闸及第四水闸的开闭操作连续地执行发电。
2.根据权利要求1所述的潮汐发电系统，其特征在于，所述第一水闸和第四水闸同时开闭，第二水闸和第三水闸同时开闭，所述第一水闸和第二水闸交替地开闭操作并连续地执行发电。
3.根据权利要求2所述的潮汐发电系统，其特征在于，在所述第一蓄水库中，第一水闸和第二水闸相互平行地设置。
4.根据权利要求2所述的潮汐发电系统，其特征在于，在所述第二蓄水库中，第三水闸和第四水闸相互平行地设置。
5.根据权利要求3或4所述的潮汐发电系统，其特征在于，所述第一水闸和第三水闸相互在一直线上串联地设置。
6.根据权利要求5所述的潮汐发电系统，其特征在于，所述第一水闸和第三水闸中流入及流出外海的海水。
7.根据权利要求6所述的潮汐发电系统，其特征在于，开启所述第一水闸及第四水闸，关闭第二水闸及第三水闸，使得海水流入到第一水闸，通过发电设备及第四水闸并储存到第三蓄水库。
8.根据权利要求6所述的潮汐发电系统，其特征在于，关闭所述第一水闸及第四水闸，开启第二水闸及第三水闸，使得储存在第三蓄水库中的海水流入到第二水闸，通过发电设备及第三水闸流出。
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