当前位置:首页  >  兴趣圈  >  儿童乐园  >  读一读  >  科学故事

地月引力——潮汐能

分享到:
发布日期:2022-01-11

“哇,电视上在播钱塘大潮,真壮观呀!妈妈,你也带我们去看看吧!”开开一脸向往表情地看着电视上汹涌澎湃的潮水。

“钱塘江大潮是什么东西?”心心好奇地问。

“就是涨潮呀!海水每天都会规律的潮涨潮落,据说和月亮有关系。”开开解释道。

“是的,这种现象叫潮汐,是发生在沿海地区的一种自然现象。过去人们发现每个昼夜海水会出现两次上涨和两次退落,他们把白天出现的海水上涨叫做潮,把夜晚出现的海水上涨叫做汐。早在东汉哲学家王允就说过‘涛之起也,随月盛衰’,虽然古人发现了海水涨落与月亮有关,却并不知道真正的道理,直到牛顿发现了万有引力,人们才找到了潮汐形成的原因。”妈妈点头解释道。

“所以说,潮汐是由于地球和月球之间的引力形成的?”开开问道。

“准确来说月球围绕地球旋转,月球和地球之间存在引力,此外绕转还会产生离心力,引力与离心力的合力称为引潮力,正是这个力导致潮汐的产生。”妈妈进一步解释道,“由于潮汐的时间能够被计算,因此利用潮汐能发电也是海洋能中发展最早、规模最大、技术较成熟的一种发电方式,而且潮汐不需要开采、清洁无污染、取之不尽用之不竭。”

“发电?海水还能发电呢?”心心问道。

“当然可以啦!”妈妈笑道,“海水周期涨落会产生巨大的能量,潮水速度产生的能量叫动能,而潮水涨落之间会存在高度差,也叫水位差,由高度产生的能量叫势能。涨潮的时候,汹涌而来的潮水带来大量动能,而不断抬升的水位使得动能转换为势能;而当退潮的时候,水位下降,势能又再次转换为动能。人们将水轮发电机装在海中,潮汐的能量就会推动水轮机转动,也就是将潮汐能转换成机械能。而水轮发电机转动驱动发电机发电,又将机械能变成了电能。”

“那是不是不需要很高的浪才可以,就像钱塘大潮一样?”心心再次问道。

“其实大于三米的水位差就可以啦!不过并不是所有地方都适合建设潮汐发电站,此外因为海水的流动方向不断变化还会有不同的潮汐发电装置,不同地区使用的潮汐装置也不尽相同。”妈妈回答道,“比如只有一个水库,仅在涨潮或者落潮时发电,被称为单库单向潮汐电站;再比如还是一个水库,但是在涨潮与落潮时都可以发电,只有水库内外水位相同的时候不能发电,这种叫单库双向潮汐电站。”

“也就是说,潮汐发电站无法实现一直发电喽?”听完妈妈的介绍开开问道。

“这两种是不行的,但是还有一种双库双向潮汐电站是可以实现全天连续发电的。这种水电站是用两个相邻的水库,使一个水库在涨潮时进水,另外一个水库在落潮时放水,这样两个水库始终保持着水位差,水轮发电机装在两个水库之间,从而实现全天发电。”



【知识卡】地月引力——潮汐能

每个昼夜海水会出现两次上涨和两次退落,被称作潮汐,潮汐是由于引潮力产生的,引潮力就是月球与地球之间的引力及绕转产生离心力的合力

海水周期涨落会产生巨大的能量,涨潮的时候,汹涌而来的潮水带来大量动能,而不断抬升的水位使得动能转换为势能;而当退潮的时候,水位下降,势能又再次转换为动能。潮汐带来的能量可推动安置在水中的水轮机转动,也就是将潮汐能转换成机械能。而水轮发电机转动驱动发电机发电,又将机械能变成了电能。

目前潮汐能电站有三种:单库单向潮汐电站、单库双向潮汐电站和双库双向潮汐电站。