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潮汐能是一种有待开发新能源,利用涨、落潮位差,可以把潮汐势能转化为动能再通过水轮机发电.如图所示为双向型潮汐电站示意图,在海湾建一拦水坝,使海湾与大海隔开构成水库,在

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潮汐能是一种有待开发新能源,利用涨、落潮位差,可以把潮汐势能转化为动能再通过水轮机发电.如图所示为双向型潮汐电站示意图,在海湾建一拦水坝,使海湾与大海隔开构成水库,在坝上安装水轮发电机组,利用潮汐造成的坝内、外水位差,引导高水位的海水通过水轮发电机,将机械能转变成电能.海水密度ρ=1.0×103kg/m2,g=10m/s2
(1)试用图中规定的符号,画出涨潮和落潮时,海水双向流动的路径.
(2)已知某潮汐电站海湾水库面积约2.5×106m2,假设电站的总能量转换效率为10%,该电站的年发电总量1.0×107kW•h,电站发电功率为3.2×103kW.试推算出大坝两侧涨、落潮的平均潮差及日满负荷工作的时间.
▼优质解答
答案和解析
(1)涨潮、落潮时海水双向流动的路径应从两方面考虑:
一是涨潮时海水从外海流向水库(虚线所示),落潮时海水从水库流向外海(实线所示);
二是应使水流从同一方向流过水轮机.海水双向流动的路径如图.

(2)设大坝两侧涨、落潮的平均潮差为h;
每天海水涨、落两次,双向潮汐电站做功4次,由题意列式W=(mg
h
2
)×4×0.1×365 ①
其中W=1.0×107×103×3600=3.6×1013J,m=ρSh=1.0×103×2.5×106h=2.5 109 h (kg),
将数据代入①式,求得 h =4.4m.
设每日满负荷工作的时间为t 小时,由题意列式 W=P×365t ②
其中W=1.0×107 kW•h,P=3.2×103 kW,
将数据代入②式,求得 t =8.6h
答:(1)如图所示;
(2)大坝两侧涨、落潮的平均潮差为4.4m,日满负荷工作的时间为8.6h.
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