潮汐坝法：双向发电技术

潮汐坝法是一种传统的方法，其中拦河坝横跨潮差大的河口处，制造出一个压力差，通过间歇流来运行水力发电厂，如图3.11所示。朗斯河口水电站就是这种方法的一个著名例子。拦河坝的基本组成部分包括沉箱、挡潮堤、水闸、水轮机以及船闸等。水闸、水轮机以及船闸安放在沉箱（非常大的混凝土块）之内。在未使用沉箱封湖的地方，则使用挡潮堤来封湖。

利用潮汐坝发电主要有三种运行模式：落潮发电、涨潮发电和双向发电。

3.2.2.1 落潮发电

在落潮发电中，首先通过水闸门进水来填充潮汐湖，然后将水闸关闭。水轮机门保持关闭状态，直到海平面下降到足以在潮汐坝处形成足够的水头，然后再打开水闸，使海水通过水轮机来发电，直到潮汐湖内水位再次降低为止，这个过程如图3.12所示。由于这种发电方式要在落潮时进行，落潮发电因此得名。

图3.11 潮汐坝组成部分

图3.12 落潮发电法流程(www.xing528.com)

3.2.2.2 涨潮发电

涨潮发电法使用潮汐来潮让海水通过水轮机来发电。当潮汐来潮时，水闸和水轮机通道关闭，以至于潮汐坝靠近海水的一侧水位上升。当产生了足够的水头时，水轮机门打开，发电机开始工作。这种方法的过程如图3.13所示。一般情况下，它的效率要比落潮发电法稍低，因为河口的表面积随着深度减小，这就意味着能够容纳的海水较少^[11]。由于受更严重的潮汐湖潜在生态环境以及航运通行能力下降等问题的影响，涨潮发电并不常用。

图3.13 涨潮发电法流程

3.2.2.3 双向发电

双向发电法是将落潮发电和涨潮发电相结合的方法。在每个周期的落潮和涨潮期都可以发电。这种方法的过程如图3.14所示。这种方法可以比落潮法和涨潮法提取更多的能量。不过，由于以下原因，它实际上并不能显著地提高效率：首先，水轮机被设计为双向运行，这将导致效率更低，而成本更高；第二，为了获取双向水流的能量，水道必须更长一些，这是双向发电的另外一个问题^[11]；此外，它也同样面临与涨潮发电法相关的潜在生态和航运问题。