潮汐現象


        將地球直徑與地球•太陽或地球•月球之距離相較顯然是微不足道,但是太陽或月球對地球各地之作用力(引力)略有差異 。真實月球引力和平均引力之差值稱為干擾力(disturbing force) ,干擾力之水平分量迫使海水移向地球•月球連線並產生水峰。對應於高潮(high tide)之水峰 ,每隔24小時又50分鐘(即月球繞地球一週所需時間)發生兩次 ,亦即月球每隔 12 小時又 25 分鐘即導致海水漲潮一次,此種漲潮稱為半天潮 (semidiurnal tides)。

        每一月份滿月和新月的時候,太陽、地球和月球三者排列成一直線。此時由於太 陽和月球累加之引力作用,使得產生之潮汐較平時為高,此種潮汐稱為春潮   (Springtides) 當地球•月球和地球•太陽連線成一直角,則引力相互抵消,因此而產生 之潮汐較低 ,是為小潮(neap tide)。

        各地之平均潮距不同,如某些地區之海岸線會導致共振作用而增強潮距 ,而其他地區海岸線卻會減低潮距 。影響潮距之另一因素科氏力(Coriol isforce),其源自流體流動之角動量守恆 。若洋流在北半球往北流動,其移動接近地球轉軸,故角速度增大,因此 ,洋流會偏向東方流動,亦郎東部海岸之海水較高;同樣地,若北半球洋流流向南方 ,則西部海岸之海水較高。

潮汐能之利用及發電原理

        潮汐能主要被用來發電,根據記載,於數世紀前,歐洲,大陸海岸居民已能利用潮汐能旋轉蹼輪、或帶動泵及水車 ,特別是在潮差較大的地區。例如於法國 Breton海岸、荷蘭之Ireland及英國地區。於 1086 年即有潮汐能水車建造之記載。之後,歐洲移民將此技術帶至新大陸,於 1650年美國波斯頓即有一潮汐能磨穀工廠出現。基本上潮汐能用以轉變成機械能。直至發電機發明以後 ,潮汐能即用來發電產生電能。

        事實上,潮汐能發電與一般水力發電原理大致相同,水由高水位流至低水位而轉動水輪機 ,唯一差異係潮汐具有兩個流向及一較短週期之水頭。而一般水力發電,其水位大小由水庫或閘壩系統予以調節 ,水流為單一方向且水頭為一定。也因上述此種差異使得潮汐能之發電深受限制 。

        於 1961 年法國蘭斯河口st.Malo處,利用該地區約有 13 公尺之潮差,在河口築一長約 750 公尺長的堤防,裝置 24 部 10Kw 發電機,總共 240Kw,於退潮時最佳潮差條件下可保持約 3 小時之最大發電,此乃世界上最大之潮汐護電廠,最初,有不少人對此電廠之經濟價值發生疑問 ,包括投資報酬率是否合理及機械維護費是否過巨,然一般說來 ,此電廠經十餘年之使用,已証實潮汐能發電之可行。


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