本發(fā)明涉及潮汐水利發(fā)電能源領(lǐng)域，具體涉及一種潮汐發(fā)電方法及潮汐發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著全球環(huán)境氣候問題的日益嚴(yán)重和人們?nèi)找嬖鲩L的環(huán)保意識，尋找一種發(fā)電量大且可持續(xù)利用的清潔能源已經(jīng)是現(xiàn)代社會面臨的緊急問題。水利發(fā)電作為一種可持續(xù)利用的清潔能源越來越多的受到社會的廣泛關(guān)注。

目前水利發(fā)電的主要方式是在河流處修筑攔河大壩蓄水進(jìn)而增加水的勢能，之后再將水的勢能轉(zhuǎn)化為電能，例如三峽水庫。這種方式初期投資成本高，還會伴隨著移民的問題，水庫修成之后，后期還會伴隨著水庫四周生態(tài)系統(tǒng)的改變等問題，更重要的是這種方式受河流水量的限制，不能大量發(fā)電。

針對這一問題，人們逐漸將視線轉(zhuǎn)移到存儲量大，可無限使用的大海，向大海要能源，利用大海漲潮和落潮時形成的水位差來進(jìn)行發(fā)電，例如一項申請公布號為CN 104806436 A名稱為潮沙發(fā)電方法及用于實(shí)施該方法的發(fā)電系統(tǒng)的中國專利公開了一種潮汐發(fā)電系統(tǒng)，包括固定水槽和浮動水槽，固定水槽包括高位固定水槽和低位固定水槽，低位固定水槽的槽口與漲潮平面相齊平，高位水槽高出漲潮平面一定距離；浮動水槽包括浮漂裝置和設(shè)置在浮漂裝置上的運(yùn)水槽，運(yùn)水槽的槽口在漲潮之前與漲潮平面相齊平。該潮汐發(fā)電系統(tǒng)在使用時，在海水漲潮之前，將浮動水槽固定在落潮平面，在海水漲潮時，將浮動水槽的運(yùn)水槽和低位水槽灌滿水，之后松開浮動水槽，浮動水槽在浮力的作用下上升至漲潮平面，將運(yùn)水槽中的水運(yùn)送至高位水槽，之后潮汐發(fā)電系統(tǒng)利用高位水槽和低位水槽中的水進(jìn)行潮汐發(fā)電。該潮汐發(fā)電系統(tǒng)有效的利用了海水的潮汐能，實(shí)現(xiàn)清潔發(fā)電。但該系統(tǒng)在使用時受海水漲潮和落潮之間高度差的限制較大，低位水槽在發(fā)電過程中水槽中水的最大發(fā)電落差為海水漲潮和落潮之間的高度差，浮動水槽提升海水的最高高度為海水漲潮和落潮之間的高度差，因?yàn)楹Ｋ臐q潮和落潮之間的高度差有限，就導(dǎo)致該潮汐發(fā)電系統(tǒng)的最大發(fā)電落差有限。水力發(fā)電的兩個主要影響因素，一個是流量，一個是落差，相同的流量落差越大發(fā)電量越大，相同的落差流量越大發(fā)電量越大。發(fā)電落差小這個問題嚴(yán)重的制約了潮汐發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量的提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種發(fā)電用水落差大、發(fā)電量高的潮汐發(fā)電方法；本發(fā)明的目的還在于提供一種發(fā)電用水落差大、發(fā)電量高的潮汐發(fā)電系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一種潮汐發(fā)電方法的方案1是：利用一個帶伸縮浮體的浮漂裝置，通過伸縮浮體的收縮來驅(qū)使運(yùn)水槽下沉取水，利用伸縮浮體的伸展來驅(qū)使運(yùn)水槽舉水上升以用來發(fā)電，通過在水面上設(shè)置牽拉浮動體利用漲潮和/或落潮來驅(qū)使伸縮浮體伸展。

本發(fā)明的方案2是在方案1的基礎(chǔ)上做進(jìn)一步改進(jìn)：將伸縮浮體與收縮裝置連接，通過收縮裝置將伸縮浮體收縮以使運(yùn)水槽下沉。

本發(fā)明的方案3是在方案2的基礎(chǔ)上做進(jìn)一步改進(jìn)：將浮漂裝置與驅(qū)動裝置連接，驅(qū)動裝置驅(qū)使運(yùn)水槽加速下沉確保運(yùn)水槽在規(guī)定時間內(nèi)到達(dá)指定位置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一種潮汐發(fā)電系統(tǒng)的方案1是：包括固定水槽和浮沉運(yùn)水裝置，其特征在于：所述浮沉運(yùn)水裝置包括浮漂裝置，浮漂裝置包括支撐骨架和設(shè)在支撐骨架內(nèi)的伸縮浮體，支撐骨架上連接有運(yùn)水槽；所述伸縮浮體可通過收縮使浮沉運(yùn)水裝置下沉以向運(yùn)水槽灌水，通過伸展使浮沉運(yùn)水裝置浮出水面，將運(yùn)水槽中的水舉升以供給固定水槽；所述伸縮浮體連接有浮動拉力裝置，浮動拉力裝置包括可利用漲潮和/或落潮拉開伸縮浮體的牽拉浮動體。

本發(fā)明的方案2是在方案1的基礎(chǔ)上做進(jìn)一步改進(jìn)：所述支撐骨架為呈籠子狀的外部籠體。

本發(fā)明的方案3是在方案1的基礎(chǔ)上做進(jìn)一步改進(jìn)：所述牽拉浮動體與伸縮浮體之間設(shè)置有至少一個滑輪組，牽拉浮動體通過纏繞在滑輪組上的繩索與伸縮浮體連接。

本發(fā)明的方案4是在方案3的基礎(chǔ)上做進(jìn)一步改進(jìn)：每個滑輪組包括沿伸縮浮體的伸展方向的一側(cè)處設(shè)置的第一轉(zhuǎn)向定滑輪和沿牽拉浮動體的運(yùn)動方向、在牽拉浮動體運(yùn)動路徑的上方和下方設(shè)置的第二轉(zhuǎn)向定滑輪和第三轉(zhuǎn)向定滑輪；每個滑輪組上纏繞的繩索包括繞過第一轉(zhuǎn)向定滑輪與第三轉(zhuǎn)向定滑輪的、用于在漲潮時將伸縮浮體拉開的第一繩索和繞過第一轉(zhuǎn)向定滑輪與第二轉(zhuǎn)向定滑輪的用于在落潮時將伸縮浮體拉開的第二繩索。

本發(fā)明的方案5是在方案4的基礎(chǔ)上做進(jìn)一步改進(jìn)：所述浮動拉力裝置還包括與水平面呈一定傾角的滑軌，所述牽拉浮動體導(dǎo)向安裝在所述滑軌上。

本發(fā)明的方案6是在方案1的基礎(chǔ)上做進(jìn)一步改進(jìn)：所述固定水槽通過支撐柱設(shè)置在海面上方，所述支撐骨架在伸縮浮體伸縮方向的兩端設(shè)置有鎖止機(jī)構(gòu)，所述鎖止機(jī)構(gòu)包括用于在伸縮浮體伸展開時將伸縮浮體與支撐骨架固定、使伸縮浮體保持在伸展?fàn)顟B(tài)的內(nèi)側(cè)鎖止部和用于將支撐骨架與所述支撐柱固定、使浮漂裝置在伸縮浮體伸展過程中保持穩(wěn)定的外側(cè)鎖止部。

本發(fā)明的方案7是在方案1的基礎(chǔ)上做進(jìn)一步改進(jìn)：所述伸縮浮體上連接有用于連通伸縮浮體內(nèi)部和外部大氣的通氣管道。

本發(fā)明的方案8是在方案7的基礎(chǔ)上做進(jìn)一步改進(jìn)：所述通氣管道上部距離上端口2-3米的位置處設(shè)置有一段伸縮段，所述伸縮段的四周設(shè)置有浮動圈。

本發(fā)明的方案9是在方案1的基礎(chǔ)上做進(jìn)一步改進(jìn)：所述伸縮浮體連接有用于將伸縮浮體收縮的收縮裝置。

本發(fā)明的方案10是在方案1的基礎(chǔ)上做進(jìn)一步改進(jìn)：所述伸縮浮體包括中節(jié)段和對稱設(shè)置在中節(jié)段兩側(cè)的、可相互套裝的多個小節(jié)段，所述中節(jié)段和小節(jié)段由硬質(zhì)材料制成，相鄰中節(jié)段和小節(jié)段、小節(jié)段和小節(jié)段之間通過軟質(zhì)材料連接。

本發(fā)明的方案11是在方案1的基礎(chǔ)上做進(jìn)一步改進(jìn)：所述固定水槽包括上下兩層，上一層為用于接收海水處于漲潮平面時浮沉運(yùn)水裝置運(yùn)送的水的高位水槽，下一層為用于接收海水處于落潮平面時浮沉運(yùn)水裝置運(yùn)送的水的低位水槽。

本發(fā)明的方案12是在方案1的基礎(chǔ)上做進(jìn)一步改進(jìn)：所述運(yùn)水槽上設(shè)置有可自上而下開啟的閘門，所述固定水槽上對應(yīng)設(shè)置有可自下而上關(guān)閉的閘門。

本發(fā)明的方案13是在方案6的基礎(chǔ)上做進(jìn)一步改進(jìn)：所述固定水槽有兩個，分別設(shè)置在所述浮沉運(yùn)水裝置的兩側(cè)。

本發(fā)明的方案14是在方案1的基礎(chǔ)上做進(jìn)一步改進(jìn)：所述浮漂裝置連接有用于驅(qū)動浮沉運(yùn)水裝置加速下沉的驅(qū)動機(jī)構(gòu)。

本發(fā)明的方案15是在方案14的基礎(chǔ)上做進(jìn)一步改進(jìn)：所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)為齒輪齒條結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的方案16是在方案1的基礎(chǔ)上做進(jìn)一步改進(jìn)：所述浮漂裝置與運(yùn)水槽之間設(shè)置有立柱。

本發(fā)明的有益效果是：浮沉運(yùn)水裝置設(shè)置浮漂裝置，浮漂裝置包括支撐骨架和設(shè)在支撐骨架內(nèi)的可伸縮的伸縮浮體，所述伸縮浮體可通過收縮使浮沉運(yùn)水裝置下沉以向運(yùn)水槽灌水，通過伸展使浮沉運(yùn)水裝置浮出水面，將運(yùn)水槽中的水舉升以供給固定水槽；所述伸縮浮體連接有浮動拉力裝置，浮動拉力裝置包括可利用漲潮和/或落潮拉開伸縮浮體的牽拉浮動體。整個過程中浮沉運(yùn)水裝置提升水的高度完全取決于浮沉運(yùn)水裝置自身的高度和海平面的高度，不僅充分利用了海水漲潮落潮之間的高度差，而且不用受海水漲潮落潮之間高度差的限制，可以根據(jù)需求設(shè)計不同的發(fā)電落差，從而增加單位體積海水的發(fā)電量。此外，浮漂裝置通過浮動拉力裝置利用大海漲潮和落潮時產(chǎn)生的浮力進(jìn)行拉伸，改變浮漂裝置的排開水體積，不需要額外的動力來拉伸，將大海漲潮和落潮時的能量充分利用起來，有效的減小了潮汐發(fā)電系統(tǒng)在發(fā)電過程中的用電量。

進(jìn)一步的，所述浮漂裝置的支撐骨架設(shè)置為呈籠子狀的外部籠體，一方面可以將伸縮浮體完全的保護(hù)在內(nèi)；另一方面，外部籠體作為浮漂裝置的主要承壓部件承受運(yùn)水槽的重量，避免了因浮沉運(yùn)水裝置自身的重力影響伸縮浮體的伸縮。

進(jìn)一步的，所述牽拉浮動體與伸縮浮體之間通過滑輪組和纏繞在滑輪組上的繩索連接，連接結(jié)構(gòu)簡單。

進(jìn)一步的，每個滑輪組包括沿伸縮浮體的伸展方向的一側(cè)處設(shè)置的第一轉(zhuǎn)向定滑輪和沿牽拉浮動體的運(yùn)動方向、在牽拉浮動體運(yùn)動路徑的上方和下方設(shè)置的第二轉(zhuǎn)向定滑輪和第三轉(zhuǎn)向定滑輪；每個滑輪組上纏繞的繩索包括繞過第一轉(zhuǎn)向定滑輪與第三轉(zhuǎn)向定滑輪的、用于在漲潮時將伸縮浮體拉開的第一繩索和繞過第一轉(zhuǎn)向定滑輪與第二轉(zhuǎn)向定滑輪的用于在落潮時將伸縮浮體拉開的第二繩索。這種滑輪組的設(shè)置和繞繩方式，可以將牽拉浮動體的移動距離完全轉(zhuǎn)化為繩索的伸長距離。

進(jìn)一步的，將牽拉浮動體導(dǎo)向安裝在與水平面呈一定傾角的滑軌上，可以在海平面上升高度不變的情況下增加牽拉浮動體的移動距離，進(jìn)而增加浮動拉力裝置的拉伸距離。。

進(jìn)一步的，浮漂裝置外部籠體的兩端設(shè)置有鎖止結(jié)構(gòu)，所述鎖止機(jī)構(gòu)包括內(nèi)側(cè)鎖止部和外側(cè)鎖止部，內(nèi)側(cè)鎖止部用于在伸縮浮體伸開時將伸縮浮體與外部籠體固定、使伸縮浮體保持在伸展?fàn)顟B(tài)，防止伸縮浮體與牽拉浮動體之間的繩索在浮漂裝置上升過程中松弛后，伸縮浮體在海水的壓力下被擠壓收縮的現(xiàn)象發(fā)生，外側(cè)鎖止部用于在伸縮浮體伸縮過程中將浮漂裝置與支撐柱固定，使伸縮浮體能穩(wěn)定張開，防止伸縮浮體一邊伸展一邊上升，繩索的伸長距離不能完全轉(zhuǎn)化為伸縮浮體的拉開距離的現(xiàn)象發(fā)生。

進(jìn)一步的，伸縮浮體上連接有用于連通伸縮浮體內(nèi)部和外部大氣的通氣管道，用于伸縮浮體在海水中時進(jìn)行伸縮的進(jìn)、排氣。

進(jìn)一步的，通氣管道上部距離上端口2-3米的位置處設(shè)置有一段伸縮段，所述伸縮段的四周設(shè)置有浮動圈，一方面可以保證通氣管道的上端始終伸出海面2-3米，防止海水進(jìn)入通氣管道中；另一方面，在浮漂裝置沉入海中，海面高度發(fā)生變化時，伸縮段可以在浮動圈的浮力作用下拉長，及時調(diào)整通氣管道的長度。

進(jìn)一步的，固定水槽設(shè)置為上下兩層，上一層為高位水槽，接收水落差為浮沉運(yùn)水裝置提升高度和漲潮時海水升高高度兩個高度和的海水；下一層為低位水槽，接收水落差為浮沉運(yùn)水裝置提升高度的海水，充分利用了海水漲潮和退潮時的潮汐能。

進(jìn)一步的，運(yùn)水槽上設(shè)置有可自上而下開啟的閘門，固定水槽上對應(yīng)設(shè)置有可自下而上關(guān)閉的閘門，運(yùn)水槽開閘放水前，運(yùn)水槽的槽口高出固定水槽槽底一段距離，然后運(yùn)水槽自上而下打開閘門，固定水槽自下而上關(guān)閉閘門，將海水注入高位水槽中，在這個過程中，浮沉運(yùn)水裝置因?yàn)楹Ｋ牡钩?，整體重力會逐漸減小，浮漂裝置的吃水深度也會逐漸減小，浮沉運(yùn)水裝置的高度會隨之升高，最終使運(yùn)水槽的槽底高出固定水槽的槽口一段距離，將運(yùn)水槽中的水完全倒入固定水槽中。這種閘門換水方式可以充分利用浮沉運(yùn)水裝置的提升力，增大水的發(fā)電落差。

進(jìn)一步的，所述固定水槽有兩個，分別設(shè)置在所述浮沉運(yùn)水裝置的兩側(cè)，不僅可以使運(yùn)水槽從兩側(cè)同時向固定水槽中灌水，加快運(yùn)水槽與固定水槽之間轉(zhuǎn)移水的速度；另一方面，兩個固定水槽將浮沉運(yùn)水裝置夾在中間，兩個固定水槽下方的支撐柱對浮沉運(yùn)水裝置的移動路徑進(jìn)行導(dǎo)向限定，使浮沉運(yùn)水裝置在上升和下沉過程更加穩(wěn)定；此外，浮沉運(yùn)水裝置在與支撐柱進(jìn)行鎖止時，從浮沉運(yùn)水裝置對稱的兩側(cè)進(jìn)行鎖止，可以使浮塵運(yùn)水裝置更加穩(wěn)定的固定。

進(jìn)一步的，所述浮漂裝置連接有用于驅(qū)動浮沉運(yùn)水裝置加速下沉的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，可以確保浮沉運(yùn)水裝置在規(guī)定時間內(nèi)到達(dá)指定位置，防止因?yàn)闀r間誤差造成整個系統(tǒng)不能正常運(yùn)行。

進(jìn)一步的，浮漂裝置和運(yùn)水槽之間設(shè)計立柱，可以通過調(diào)整立柱的高度很方便的調(diào)整浮沉運(yùn)水裝置自身的高度，進(jìn)而調(diào)整提升海水的高度。

附圖說明

圖1為具體實(shí)施例1中大海漲潮前潮汐發(fā)電系統(tǒng)的示意圖；

圖2為具體實(shí)施例1中大海漲潮結(jié)束后潮汐發(fā)電系統(tǒng)的示意圖；

圖3為具體實(shí)施例1中浮沉運(yùn)水裝置浮出漲潮平面后潮汐發(fā)電系統(tǒng)的示意圖；

圖4為具體實(shí)施例1中大海落潮之前浮沉運(yùn)水裝置沉入海水中潮汐發(fā)電系統(tǒng)的示意圖；

圖5為具體實(shí)施例1中大海落潮結(jié)束后潮汐發(fā)電系統(tǒng)的示意圖；

圖6為具體實(shí)施例1中浮沉運(yùn)水裝置浮出落潮平面后潮汐發(fā)電系統(tǒng)的示意圖；

圖7為具體實(shí)施例1中浮漂裝置拉開后設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖；

圖8為具體實(shí)施例1中浮漂裝置收縮后設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖；

圖9為具體實(shí)施例1中伸縮浮體的小節(jié)段收縮時的結(jié)構(gòu)圖；

圖10為具體實(shí)施例1中伸縮浮體的小節(jié)段伸開是的結(jié)構(gòu)圖；

圖11為具體實(shí)施例1中潮汐發(fā)電系統(tǒng)的立體結(jié)構(gòu)圖。

圖中：1、支撐柱；2、高位水槽；21、高位下水管道；3、低位水槽；31、低位下水管道；4、浮漂裝置；41、外部籠體；42、伸縮浮體； 422、中節(jié)段；423、前拉開節(jié)段；424、后拉開節(jié)段；425、前縮動裝置；426、后縮動裝置；427、通氣管道；428、小節(jié)段；5、運(yùn)水槽；6、立柱；7、牽拉浮動體；8、第一繩索；9、第二繩索；10、第一定滑輪；11、第二定滑輪；12、第三定滑輪。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步說明。

本發(fā)明的一種潮汐發(fā)電方法的具體實(shí)施例1，如圖1至圖11所示，我國東海岸線最大的潮汐落差是8.39米，在本實(shí)施例中，潮汐發(fā)電方法所使用的潮汐發(fā)電系統(tǒng)設(shè)置在潮汐落差8米處的位置，海域選取10000平方米，水深60米。

所述潮汐發(fā)電系統(tǒng)包括前后方向平行排列的四排支撐柱1，每排支撐柱的左右寬度為60米，第一排支撐柱與第二排支撐柱之間的距離為40米，第二排支撐柱與第三排支撐柱之間的距離為82米，第三排支撐柱與第四排支撐柱之間的距離為40米，合起來四排支撐柱前后方向的總長為142米。第一排支撐柱與第二排的上方設(shè)置有兩層水槽，位于上一層的水槽為高位水槽2，位于下一層的水槽為低位水槽3。第三排支撐柱與第四排支撐柱的上方也對稱設(shè)置有高位水槽2和低位水槽3。高位水槽2和低位水槽3的槽底分別設(shè)置有高位下水管道21和低位下水管道31與相應(yīng)發(fā)電機(jī)相連，用于發(fā)電使用。兩個高位水槽2相對的側(cè)面上均設(shè)置有可自下而上關(guān)閉的閘門，兩個低位水槽3相對的側(cè)面上也均設(shè)置有可自下而上關(guān)閉的閘門。

第二排支撐柱和第三排支撐柱之間設(shè)置有浮沉運(yùn)水裝置，浮沉運(yùn)水裝置通過設(shè)置在第二排支撐柱和第三排支撐柱上的導(dǎo)軌導(dǎo)向安裝在第二排支撐柱和第三排支撐柱之間，并通過浮力的變化在豎直方向上上下移動。

浮沉運(yùn)水裝置包括浮漂裝置4，浮漂裝置4的外形為長方體形，前后長度為82米，左右寬度為60米，高度為15米，總體積為72900立方米。浮漂裝置4包括呈籠子狀的外部籠體41和設(shè)置在外部籠體41內(nèi)的三個前后排列的伸縮浮體42。所述外部籠體41內(nèi)設(shè)置有軌道，伸縮浮體42導(dǎo)向安裝在所述軌道上并沿所述滑軌進(jìn)行伸縮。外部籠體41在伸縮浮體伸縮方向的兩端設(shè)置有鎖止機(jī)構(gòu)，所述鎖止機(jī)構(gòu)包括兩個鎖止部，分別為外側(cè)鎖止部和內(nèi)側(cè)鎖止部，外側(cè)鎖止部位于外部籠體41的前后兩端，用于將浮漂裝置4固定在支撐柱1上；內(nèi)側(cè)鎖止部位于每個伸縮浮體的前后方向的兩端，用于在伸縮浮體42伸開時將伸縮浮體與外部籠體41固定，使伸縮浮體42保持在伸展?fàn)顟B(tài)。外部籠體41與支撐柱1之間還設(shè)置有驅(qū)動裝置，用于在浮漂裝置4下沉速度過慢時驅(qū)動浮漂裝置4加速下沉。

所述伸縮浮體42包括中節(jié)段422、前拉開節(jié)段423以及與前拉開節(jié)段對稱設(shè)置的后拉開節(jié)段424，當(dāng)伸縮浮體收縮時，前拉開節(jié)段和后拉開節(jié)段均向中節(jié)段靠攏。前拉開節(jié)段423和后拉開節(jié)段424均由多個小節(jié)段428組成，小節(jié)段428的大小沿遠(yuǎn)離中節(jié)段的方向逐漸變小，靠近中節(jié)段的小節(jié)段可以將遠(yuǎn)離中節(jié)段的小節(jié)段套住。小節(jié)段由硬質(zhì)材料制成，相鄰小節(jié)段之間的交接處由軟質(zhì)材料連結(jié)，最外側(cè)的小節(jié)段的端部密封。所述伸縮浮體的外部還設(shè)置有用于在拉伸時使用的拉動桿。

三個伸縮浮體42的中節(jié)段422上分別連接有通氣管道427，通氣管道427的上端口伸出海平面2-3米，連通伸縮浮體42的內(nèi)部和外部大氣，用于伸縮浮體42伸縮時的進(jìn)氣和排氣。通氣管道427的上部距離上端口2-3米處還設(shè)置有一段伸縮段，伸縮段的四周設(shè)置有浮動圈，當(dāng)海平面高度發(fā)生變化時，由浮動圈上浮帶動伸縮段伸張，從而調(diào)整通氣管道427的長度，保證通氣管道427的上端口始終伸出海平面2-3米。

三個伸縮浮體42中位于前、后兩側(cè)的兩個伸縮浮體的中節(jié)段422內(nèi)分別設(shè)置有前縮動裝置425和后縮動裝置426，前縮動裝置425分別與三個伸縮浮體的后拉開節(jié)段連接，后縮動裝置426分別與三個伸縮浮體的前拉開節(jié)段連接。每個伸縮浮體42的前后兩側(cè)還分別連接有前浮動拉力裝置和與之對稱的后浮動拉力裝置。伸縮浮體42在伸展時，前浮動拉力裝置將伸縮浮體42的前拉開節(jié)段423拉開，后浮動拉力裝置將伸縮浮體42的后拉開節(jié)段424拉開；伸縮浮體42在收縮時，前縮動裝置425將伸縮浮體42的后拉開節(jié)段424拉回收縮，后縮動裝置426將伸縮浮體42的前拉開節(jié)段423拉回收縮。

浮漂裝置4的上方設(shè)置運(yùn)水槽5，運(yùn)水槽5上設(shè)置有可沿上下方向開啟的閘門，運(yùn)水槽5前后長度為81米，左右寬度為60米，上下高度為10米，運(yùn)水槽5和浮漂裝置4之間通過立柱6支撐連接。

浮漂裝置4、運(yùn)水槽5和立柱6共同組成浮沉運(yùn)水裝置。

前浮動拉力裝置和后浮動拉力裝置結(jié)構(gòu)關(guān)于浮沉運(yùn)水裝置前后對稱。前浮動拉力裝置包括漂浮在海面上的牽拉浮動體7，牽拉浮動體7在漲潮和落潮過程中隨著海平面的移動上升和下降。在第一排支撐柱與第二排支撐柱之間的海面上和海面的落潮平面與漲潮平面之間設(shè)置有與水平面呈45°角的滑軌，所述滑軌的長度為11米，牽拉浮動體7導(dǎo)向安裝在所述滑軌上，并沿著滑軌在漲潮和落潮時上下傾斜移動，以此來增加牽拉浮動體漲潮和落潮時的移動距離。第一排支撐柱與第二排支撐柱之間的距離為40米，牽拉浮動體7的前后長度為30米，多出部分讓出牽拉浮動體7在水平方向上的移動空間。

牽拉浮動體7與浮漂裝置4之間沿左右方向設(shè)置有多個滑輪組，每個滑輪組上均纏繞有兩條繩索，分別為第一繩索8和第二繩索9，第一繩索8和第二繩索9的兩端分別與牽拉浮動體7和浮漂裝置4的伸縮浮體42連接，用于漲潮和落潮時將伸縮浮體42拉開。前浮動拉力裝置還包括用于在第一繩索8和第二繩索9拉伸前將繩索收緊、使繩索處于繃緊狀態(tài)的收繩裝置。

在本實(shí)施例中，所述滑輪組包括三個定滑輪，一個為設(shè)置在伸縮浮體42的伸縮方向與滑軌的軌道方向交匯點(diǎn)處的第一定滑輪10，一個為沿所述滑軌軌道方向上、在滑軌的上方設(shè)置的第二定滑軌11，一個為設(shè)置在支撐柱上方的第三定滑輪12。第一繩索8繞過第一定滑輪10與牽拉浮動體7和伸縮浮體42連接，用于漲潮時將浮漂裝置4拉開，在該繞繩方式中，第一定滑輪10的設(shè)置可以使?fàn)坷芋w7在滑軌上的移動距離完全轉(zhuǎn)化為繩索的伸長距離；第二繩索9繞過第一定滑輪10、第二定滑軌11、第三定滑輪12與牽拉浮動體7和伸縮浮體42連接，用于落潮時將浮漂裝置4拉開，在該繞線方式中，第一定滑輪10和第二定滑輪11的設(shè)置使?fàn)坷芋w7在滑軌上的移動距離完全轉(zhuǎn)化為繩索的伸長距離。

本發(fā)明的潮汐發(fā)電方法的具體過程為，大海的漲潮時間為四小時，落潮時間為四小時，處在漲潮平面和落潮平面的時間各為兩小時12分鐘。在大海未漲潮之前，伸縮浮體42收縮，浮沉運(yùn)水裝置的整體排開水體積減小，浮沉運(yùn)水裝置受到的浮力不足以支撐浮沉運(yùn)水裝置自身的重力，浮沉運(yùn)水裝置向下移動沉入海水中，當(dāng)浮沉運(yùn)水裝置的運(yùn)水槽5的上端沒入水中一段距離后，啟動浮漂裝置外部籠體41上的外側(cè)鎖止部，將浮沉運(yùn)水裝置固定。大海漲潮開始，前浮動拉力裝置和后浮動拉力裝置的牽拉浮動體7在浮力的作用下同時向上移動，通過第一繩索8將浮漂裝置4的三個伸縮浮體42從前、后兩側(cè)同時拉動拉開。此時，浮漂裝置4的排開水體積增大，浮沉運(yùn)水裝置受到的浮力增大。當(dāng)大海持續(xù)四個小時的漲潮完畢后，牽拉浮動體7將伸縮浮體42完全拉開，這時啟動外部籠體41上的內(nèi)側(cè)鎖止部把伸縮浮體42與外部籠體41固定，將伸縮浮體42保持在伸展?fàn)顟B(tài)。浮沉運(yùn)水裝置受到的浮力達(dá)到最大值，運(yùn)水槽5中也灌滿了海水。之后，松開外部籠體41的外側(cè)鎖止部，浮沉運(yùn)水裝置在浮力的作用下向上運(yùn)動，直至浮沉運(yùn)水裝置浮出海面，浮漂裝置4的上方浮出漲潮平面一段距離。此時運(yùn)水槽5的槽口高出高位水槽2槽底一段距離，然后運(yùn)水槽5自上而下打開閘門，高位水槽2自下而上關(guān)閉閘門，將海水注入高位水槽中，同時開啟高位水槽的高位下水管道21，即可進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)。在這個過程中，浮沉運(yùn)水裝置因?yàn)楹Ｋ牡钩?，整體重力會逐漸減小，浮漂裝置的吃水深度也會逐漸減小，浮沉運(yùn)水裝置的高度會隨之升高，最終使運(yùn)水槽5的槽底高出高位水槽2的槽口一段距離，將運(yùn)水槽5中的水完全倒入高位水槽2中。海水在這個時間處于漲潮平面的2小時12分鐘時間段，閘門放水時間可控制2小時之內(nèi)放完。2小時內(nèi)發(fā)電已消耗掉少部分水，剩余的大部分水分配在下次上升開閘放水時，以保證可持續(xù)發(fā)電。

閘門放水結(jié)束后，啟動外側(cè)鎖止部，將浮沉運(yùn)水裝置固定，松開內(nèi)側(cè)鎖止部，解除對伸縮浮體42的鎖止，打開前縮動裝置425和后縮動裝置426從前、后兩側(cè)同時將浮漂裝置收縮，同時放松第一繩索8。由于閘門放水過程浮沉運(yùn)水裝置的重力減少，浮沉運(yùn)水裝置隨放水過程在不斷上浮，浮漂裝置4大部分裸露出水，伸縮浮體42收縮時所用動力是有限的。伸縮浮體42收縮結(jié)束后解除外側(cè)鎖止部，浮沉運(yùn)水裝置往水中下沉，當(dāng)下沉至運(yùn)水槽5的底部接近水面時，盡管海水往運(yùn)水槽閘門里注水增加重力，但下沉的速度還是較慢，這時可啟動外部籠體41上設(shè)置的驅(qū)動裝置輔助給力，確保在大海開始落潮前到達(dá)設(shè)定深度。浮沉運(yùn)水裝置到達(dá)設(shè)定深度前，通氣管道427長度逐漸增長，通氣管道上端的伸縮段在浮動圈的浮力作用下拉開，進(jìn)而增長通氣管道427的長度，保證通氣管道427的上端口始終伸出水面2-3米，防止海水進(jìn)入。

浮沉運(yùn)水裝置達(dá)到設(shè)定深度時，運(yùn)水槽的上口與落潮平面基本持平，此時運(yùn)水槽早已注滿了水，可關(guān)閉閘門，然后浮沉運(yùn)水裝置啟動外側(cè)鎖止部鎖止固定，通過收繩裝置將第二繩索9收緊。之后大海開始落潮，在落潮過程的四個小時中，前、后兩側(cè)的兩個牽拉浮動體7隨著海平面的下降而下降，帶動第二繩索9移動，第二繩索9移動將浮漂裝置從前、后兩側(cè)同時拉開，隨著大海落潮的結(jié)束，浮漂裝置被完全拉開，啟動內(nèi)側(cè)鎖止部將伸縮浮體42與外部籠體41固定，此時浮沉運(yùn)水裝置受到的浮力又達(dá)到最大值，松開外側(cè)鎖止部，浮沉運(yùn)水裝置在浮力的作用下向上運(yùn)動，直至浮沉運(yùn)水裝置浮出海面，浮漂裝置4的上方浮出落潮平面一段距離。此時低位水槽3的槽底高出運(yùn)水槽5的槽口一段距離，然后運(yùn)水槽5自上而下打開閘門，低位水槽3自下而上關(guān)閉閘門，將海水注入低位水槽中，這時開啟低位水槽的低位下水管道31，在高位水槽2中的水用完之前進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)。同理，在這個過程中，浮沉運(yùn)水裝置因?yàn)楹Ｋ牡钩?，整體重力會逐漸減小，浮漂裝置的吃水深度也會逐漸減小，浮沉運(yùn)水裝置的高度會隨之升高，最終使運(yùn)水槽5的槽底高出低位水槽3的槽口一段距離，將運(yùn)水槽5中的水完全倒入低位水槽3中。海水在這個時間處于落潮平面的2小時12分鐘時間段，閘門放水時間可控制2小時之內(nèi)放完。2小時內(nèi)發(fā)電已消耗掉少部分水，剩余的大部分水分配在下次上升開閘放水時。這樣在海水漲潮落潮的一個周期內(nèi)，運(yùn)水槽5通過兩次運(yùn)水以保證潮汐發(fā)電系統(tǒng)的持續(xù)運(yùn)行發(fā)電。

閘門放水結(jié)束后，啟動外側(cè)鎖止部，將浮沉運(yùn)水裝置固定，解除內(nèi)側(cè)鎖止部，打開前縮動裝置425和后縮動裝置426將浮漂裝置4收縮，之后在大海漲潮之前將浮沉運(yùn)水裝置沉入海水中，等待下一個漲潮落潮的循環(huán)周期。

潮汐發(fā)電系統(tǒng)的整體尺寸設(shè)計時，要滿足的條件是：假設(shè)浮漂裝置4完全展開時浮漂裝置受到的最大浮力為F_{浮漂裝置大}；浮漂裝置4完全收縮時浮沉運(yùn)水裝置受到的最大浮力為F_{浮漂裝置小}；浮沉運(yùn)水裝置裝滿水后浮沉運(yùn)水裝置自身的最大重力為G_裝置1；浮沉運(yùn)水裝置未裝水時浮沉運(yùn)水裝置自身的最大重力為G_裝置2拉開浮漂裝置4所需的力為F_拉；牽拉浮動體7自身的重力為G_塊；牽拉浮動體7完全沒入水中時受到的最大浮力為F_塊；則本發(fā)明潮汐發(fā)電系統(tǒng)的裝置之間受到的力的關(guān)系為：

F_{浮漂裝置大}> G_裝置1 ；保證浮漂裝置4可以支撐裝滿水的浮沉運(yùn)水裝置浮在海面上，從而將運(yùn)水槽5中的水運(yùn)至設(shè)計高度；

G_裝置2>F_{浮漂裝置小} ；保證浮漂裝置4收縮后浮沉運(yùn)水裝置可以自由的沉入海水中將運(yùn)水槽5灌滿水；

F_塊> F_拉+G_塊 ；保證牽拉浮動體7在上升過程中可以將浮漂裝置4拉開；

G_塊> F_拉 ；保證牽拉浮動體7在下降過程中可以將浮漂裝置4拉開；

在上述尺寸設(shè)計的基礎(chǔ)上，本發(fā)明的潮汐發(fā)電系統(tǒng)中各個裝置的尺寸大致為：

結(jié)合上述文中提到的尺寸，浮沉運(yùn)水裝置自重為15000噸，浮漂裝置在收縮時，伸縮浮體的小節(jié)段均收入中節(jié)段中，中節(jié)段左右寬度為60米、前后長度為5.4米、上下高度為15.2米，其體積是4924.8立方米，3個伸縮浮體的體積和是14774.4立方米，此時浮漂裝置受到的浮力遠(yuǎn)小于浮沉運(yùn)水裝置自身的重力，浮沉運(yùn)水裝置可以自由向水中下沉。浮漂裝置4拉開后前后凈長81米，即82米長減去籠體厚1米，浮漂裝置左右寬60米、凈高15米，其體積為72900立方米，運(yùn)水槽5槽前后長度為81米、左右寬度為60米、上下深度為10米，盛水總重48600噸，加上浮沉運(yùn)水裝置的自重為63600噸，此時浮漂裝置受到的浮力遠(yuǎn)大于浮沉運(yùn)水裝置的整體重力，浮沉運(yùn)水裝置可以自由的向水面上升。

牽拉浮動體7的前后長度設(shè)計為30米，左右寬度為60米，漂浮在水面上時的吃水深度為2米，可形成3600立方米的排開水體積；潮汐發(fā)電系統(tǒng)前后兩側(cè)的牽拉浮動體7在漲潮過程中的4個小時內(nèi)各拉開浮漂裝置的三個伸縮浮體的15個小節(jié)段時浮漂裝置向前后兩側(cè)各伸長33米，拉開的過程抵消了浮漂裝置上部水的壓力，其所消耗的力只是排水力，這樣浮漂裝置兩側(cè)同步每分鐘向前移動4.6厘米共占140.76立方米，這140.76立方米在外部籠體中實(shí)際處于懸浮狀態(tài)，因?yàn)楦〕吝\(yùn)水裝置上部的所有壓力都在外部籠體上，根據(jù)漂浮物體浮力與重力相等的原理，牽拉浮動體7排開水所產(chǎn)生的浮力足以拉開浮漂裝置。此外，牽拉浮動體7采用與水比重相近的材料制成，所以，當(dāng)牽拉浮動體7下降時，其自身重量隨落潮下沉的重力也能拉開浮漂裝置。

此外，本發(fā)明的潮汐發(fā)電系統(tǒng)的另一個優(yōu)點(diǎn)是發(fā)電量大，水力發(fā)電要具備兩個要點(diǎn)，一個是流量，一個是落差，相同的流量落差越大發(fā)電量越大，相同的落差流量越大發(fā)電量越大。當(dāng)浮沉運(yùn)水裝置浮上水面后，浮漂裝置裸露出1.7米，當(dāng)處于落潮平面時，低位水槽3的槽底低于運(yùn)水槽5的槽口0.7米；當(dāng)處于漲潮平面時，高位水槽2的槽底低于運(yùn)水槽5的槽口0.7米；本發(fā)明設(shè)計的浮漂裝置15米高，浮漂裝置拉開后的內(nèi)徑體積總量是72900立方米，運(yùn)水槽5深10米，可盛水48600噸，浮動裝置自重設(shè)計15000噸，立柱6設(shè)計高為25米。當(dāng)運(yùn)水槽5的水放完后，浮沉運(yùn)水裝置只是其自重浮在水中，這時的浮漂裝置承載力小僅吃水3米，其余12米升向高處，可以利用9米加立柱25米，等于34米，高位水槽2底部到漲潮平面的高也是34米，這34米就是高位水槽的發(fā)電落差，同樣的道理低位水槽的發(fā)電落差是26米，二者平均發(fā)電落差30米。

在本實(shí)施例中，0.01平方公里水域的有效提升水的面積是81米×60米，每次提升10米深的水，共提升48600噸，其流量是2.17噸選2噸落差30米，那么每小時的平均發(fā)電量518KW,也就是裝機(jī)容量，年發(fā)電總量4537680KW。由于本系統(tǒng)部分動力要消耗掉百分之二十的電，真正的年發(fā)電量是3626640KW，那么1平方公里海域年發(fā)電量是3.6億多。目前我國大壩蓄水發(fā)電每平方公里水域平均年發(fā)電量在1000萬KW上下，傳統(tǒng)的潮汐發(fā)電在幾百萬KW，使用本發(fā)明的潮汐發(fā)電系統(tǒng)的年發(fā)電量是大壩蓄水發(fā)電的30多倍，是傳統(tǒng)潮汐發(fā)電的60倍以上。如果該方法用于70米到100米深的海域，其發(fā)電量還會極大提高。

作為本發(fā)明的另一種實(shí)施方式，因?yàn)檎麄€潮汐發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行動作少，所以可以把這些動作輸入數(shù)碼系統(tǒng)，可使發(fā)電系統(tǒng)實(shí)行數(shù)字化操作和管理。

作為本發(fā)明的另一種實(shí)施方式，可以根據(jù)發(fā)電系統(tǒng)的大小和浮漂裝置拉伸長度的不同設(shè)置多組伸縮浮體42，例如可以設(shè)置為一組，也可以設(shè)置為五組或七組。

作為本發(fā)明的另一種實(shí)施方式，所述浮漂裝置4的伸縮浮體在收縮的時候可以不采用設(shè)置驅(qū)動裝置的方式，可以在伸縮浮體內(nèi)設(shè)置彈簧和卡止結(jié)構(gòu)，當(dāng)伸縮浮體被拉開時，彈簧也隨之被拉開，當(dāng)伸縮浮體拉到設(shè)計長度時通過卡止結(jié)構(gòu)將彈簧卡住固定。當(dāng)伸縮浮體需要收縮時，只需將卡止結(jié)構(gòu)松開，伸縮浮體在彈簧的彈性勢能下被拉回，這樣就可以不通過另設(shè)動力裝置即可實(shí)現(xiàn)伸縮浮體的收回，進(jìn)一步的減小能源的消耗。但是這種方式相對于具體實(shí)施例1中設(shè)置驅(qū)動裝置和拉線的方式來說，彈簧裝置的占用空間大，不利于伸縮浮體的收回，而且對彈簧裝置的彈性要求高，增加材料成本。

作為本發(fā)明的另一種實(shí)施方式，具體實(shí)施例1中設(shè)置在系統(tǒng)前后兩側(cè)的固定水槽也可以根據(jù)需要只設(shè)計一側(cè)，只要能夠滿足發(fā)電量的需要即可。

作為本發(fā)明的另一種實(shí)施方式，所述浮漂裝置4與牽拉浮動體7之間滑輪的設(shè)置方式也可以發(fā)生改變，例如，將第一定滑輪10由兩個定滑輪代替，其中一個設(shè)置在伸縮浮體的伸縮方向上，作為第一轉(zhuǎn)向定滑輪，另一個沿滑軌的軌道方向設(shè)置在滑軌的下方，作為第三轉(zhuǎn)向定滑輪，而具體實(shí)施例1中的第二定滑輪作為第二轉(zhuǎn)向定滑輪，第一繩索8繞過所述第一轉(zhuǎn)向定滑輪和第三換向定滑輪，第二繩索9繞過第一轉(zhuǎn)向定滑輪和第二轉(zhuǎn)向定滑輪，這種繞線方式同樣可以將牽拉浮動體的移動距離轉(zhuǎn)化為繩索的伸長距離?；蛘呔唧w實(shí)施例1中第二繩索9只繞過第一定滑輪10和第二定滑輪11，同樣可以將牽拉浮動體的移動距離轉(zhuǎn)化為繩索的伸長距離。

作為本發(fā)明的另一種實(shí)施方式，牽拉浮動體7的移動路徑也可以發(fā)生改變，例如，牽拉浮動體7也可以不是具體實(shí)施例1中的在上升過程中同時沿前后方向平移，而是改變滑軌的傾斜方向，使?fàn)坷芋w7在上升過程中沿左右方向平移，在這種情況下，潮汐發(fā)電系統(tǒng)在前后方向上就不需要留出牽拉浮動體7的平移空間，進(jìn)而減小整個潮汐發(fā)電系統(tǒng)的體積?；蛘吒淖兯龌壍膬A斜角度以滿足不同的拉伸長度的要求。

作為本發(fā)明的另一種實(shí)施方式，潮汐發(fā)電系統(tǒng)也可以不設(shè)置固定水槽，直接利用運(yùn)水槽中的水發(fā)電，這是需要設(shè)置兩套浮沉運(yùn)水裝置，一套浮沉運(yùn)水裝置的浮漂裝置在漲潮時被拉開，然后浮沉運(yùn)水裝置浮出水面，將運(yùn)水槽中的水運(yùn)往高出，然后這一套浮沉運(yùn)水裝置不再下沉，在漲潮平面處的2小時12分和落潮時的4個小時內(nèi)直接用第一套浮沉運(yùn)水裝置的運(yùn)水槽中的水發(fā)電，在落潮時第二套浮沉運(yùn)水裝置的浮漂裝置被拉開，落潮結(jié)束后第二套浮沉運(yùn)水裝置浮出海面，將運(yùn)水槽中的水運(yùn)向高出，接替第一套浮沉運(yùn)水裝置進(jìn)行發(fā)電，在落潮平面的2小時12分和下一次漲潮的4個小時中由第二套浮沉運(yùn)水裝置的運(yùn)水槽中的水發(fā)電。第二套浮沉運(yùn)水裝置的運(yùn)水槽開始發(fā)電時，第一套浮沉運(yùn)水裝置的浮漂裝置收縮，沉入海水中灌水，等待下一次循環(huán)。這種方式雖然減少了設(shè)備數(shù)量，但設(shè)備之間的接口方式更加的復(fù)雜，例如運(yùn)水槽與發(fā)電系統(tǒng)的連接方式。

作為本發(fā)明的另一種實(shí)施方式，所述伸縮浮體也可以不設(shè)置為伸縮浮體的形式，而設(shè)置為波紋伸縮管的形式，同樣可以起到伸縮的作用。

作為本發(fā)明的另一種實(shí)施方式，上述實(shí)施方式中設(shè)計的尺寸設(shè)計均可以根據(jù)實(shí)際情況和不同的發(fā)電量需求進(jìn)行調(diào)整，并不限于上述實(shí)施方式中提到的尺寸。

作為本發(fā)明的另一種實(shí)施方式，所述浮沉運(yùn)水裝置也可以只在漲潮過程中抬升一部分水，在漲潮過程利用牽拉浮動體7將伸縮浮體拉開，提升一部分海水進(jìn)行發(fā)電，在落潮時不工作，這樣在整個海水漲潮循環(huán)中，浮沉運(yùn)水裝置只工作一次，為了保證在整個漲潮循環(huán)中有足夠的水進(jìn)行不間斷發(fā)電，可以增大固定水槽的儲水量，在漲潮期間同時用多個浮沉運(yùn)水裝置進(jìn)行供水。

作為本發(fā)明的另一種實(shí)施方式，浮漂裝置的外部籠體也可以設(shè)置為支撐架的形式，包括上支撐板和下支撐板，上支撐板和下支撐板之間通過連接柱連接。

本發(fā)明的潮汐發(fā)電系統(tǒng)的具體實(shí)施例，與上述潮汐發(fā)電方法中使用的潮汐發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相同，此處不再贅述。