潮汐力

潮汐力 (Tidal Power)
臺東專校化學科鍾玉峰退休老師/國立中山大學化學系張祖辛副教授責任編輯

潮汐力（Tidal Power）有時候稱為潮汐能（Tidal energy），是水力（Hydropower）的一種，其能量可以轉變成電力或其他有用的能量形式。潮汐能雖尚未廣泛地應用，但潮汐比風能與太陽能更可信賴，在發電上具有潛力。潮汐能發電是海洋能發電的一種，遠在羅馬時代的歐洲就有使用潮汐能的磨坊。

潮汐的起源，來自地球與月亮、太陽的相對運動，它們之間有重力（gravitational force）的彼此交互作用，週期性的水位變化與潮汐水流，是受到月亮與太陽的重力吸引所致。由於月亮與太陽的吸引產生的潮汐力量（tidal forces），結合地球的轉動，形成了潮汐現象，因此潮汐能可說是取之不竭的再生能源（renewable energy source）。潮汐發電就利用這個現象的水位升降來發電，潮汐愈強，即水位越高或水流速度（current velocity）愈大，產生潮汐能就愈強。

潮汐能發電可以分成三種方式：

1. 潮汐流 （Tidal stream）系統：

它是利用潮汐中，水流的動能來推動渦輪機，就如流動的風，推動風車磨坊一般，其原理與風力發電相同。但水的密度是空氣密度的832倍，若渦輪機的發電量隨著介質的密度以及介質速度的立方而改變，顯而易見的水流速度只要風速的 1/10就可產生相同的作用，然而在實際運用時還是有些限制。這個方法，因為它的成本低，對生態衝擊較小，故日漸普及。

2. 攔水堤壩（Barrage）：

將海灣或河口與海洋隔開構成水庫，再在壩內或壩房安裝水輪發電機組，然後利用潮汐漲落時海水位的升降，使海水通過輪機，轉動水輪發電機組發電，其原理與水力發電相同。但它需要非常高價的建設費用，而且對生態環境衝擊較大。

3. 潮汐瀉湖（Tidal lagoon）：

類似攔水堤壩，但建造費用不那麼高，不用橫跨整個河口，其建構成本較低，且對環境衝擊較小。

現代渦輪機的技術進步，或許不久即可見到由海中獲取的大量電力。不只是使用潮汐流系統（Tidal stream system）中的潮流（Tidal currents）也可使用主要暖流系統中的黑潮或是墨西哥灣流。潮汐流渦輪機通常佈署在潮汐水流集中的高速地區，如加拿大的東西岸與Gibraltar海峽等。然而，潮汐流系統的技術還不夠成熟，目前尚未有標準技術問世，也沒有商業化的經營；倒是有許多的相關設計與技術正在構思與實驗階段，如英國早就想在英格蘭沿岸與威爾斯沿岸的Severn潮汐河口蓋個攔水堤壩（Barrage）來作潮汐能發電，但由於龐大工程與成本，一直未付諸實行。

參考資料
1. http://en.wikipedia.org/wiki/Tidal_Power
2. http://en.wikipedia.org/wiki/Severn_Barrage