一种潮汐发电方法及潮汐发电系统技术领域
本发明涉及潮汐水利发电能源领域，具体涉及一种潮汐发电方法及潮汐发电系
统。
背景技术
随着全球环境气候问题的日益严重和人们日益增长的环保意识，寻找一种发电量
大且可持续利用的清洁能源已经是现代社会面临的紧急问题。水利发电作为一种可持续利
用的清洁能源越来越多的受到社会的广泛关注。
目前水利发电的主要方式是在河流处修筑拦河大坝蓄水进而增加水的势能，之后
再将水的势能转化为电能，例如三峡水库。这种方式初期投资成本高，还会伴随着移民的问
题，水库修成之后，后期还会伴随着水库四周生态系统的改变等问题，更重要的是这种方式
受河流水量的限制，不能大量发电。
针对这一问题，人们逐渐将视线转移到存储量大，可无限使用的大海，向大海要能
源，利用大海涨潮和落潮时形成的水位差来进行发电，例如一项申请公布号为CN
104806436 A名称为潮沙发电方法及用于实施该方法的发电系统的中国专利公开了一种潮
汐发电系统，包括固定水槽和浮动水槽，固定水槽包括高位固定水槽和低位固定水槽，低位
固定水槽的槽口与涨潮平面相齐平，高位水槽高出涨潮平面一定距离；浮动水槽包括浮漂
装置和设置在浮漂装置上的运水槽，运水槽的槽口在涨潮之前与涨潮平面相齐平。该潮汐
发电系统在使用时，在海水涨潮之前，将浮动水槽固定在落潮平面，在海水涨潮时，将浮动
水槽的运水槽和低位水槽灌满水，之后松开浮动水槽，浮动水槽在浮力的作用下上升至涨
潮平面，将运水槽中的水运送至高位水槽，之后潮汐发电系统利用高位水槽和低位水槽中
的水进行潮汐发电。该潮汐发电系统有效的利用了海水的潮汐能，实现清洁发电。但该系统
在使用时受海水涨潮和落潮之间高度差的限制较大，低位水槽在发电过程中水槽中水的最
大发电落差为海水涨潮和落潮之间的高度差，浮动水槽提升海水的最高高度为海水涨潮和
落潮之间的高度差，因为海水的涨潮和落潮之间的高度差有限，就导致该潮汐发电系统的
最大发电落差有限。水力发电的两个主要影响因素，一个是流量，一个是落差，相同的流量
落差越大发电量越大，相同的落差流量越大发电量越大。发电落差小这个问题严重的制约
了潮汐发电系统发电量的提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种发电用水落差大、发电量高的潮汐发电方法；本发明
的目的还在于提供一种发电用水落差大、发电量高的潮汐发电系统。
为实现上述目的，本发明的一种潮汐发电方法的方案1是：利用一个带伸缩浮体的
浮漂装置，通过伸缩浮体的收缩来驱使运水槽下沉取水，利用伸缩浮体的伸展来驱使运水
槽举水上升以用来发电，通过在水面上设置牵拉浮动体利用涨潮和/或落潮来驱使伸缩浮
体伸展。
本发明的方案2是在方案1的基础上做进一步改进：将伸缩浮体与收缩装置连接，
通过收缩装置将伸缩浮体收缩以使运水槽下沉。
本发明的方案3是在方案2的基础上做进一步改进：将浮漂装置与驱动装置连接，
驱动装置驱使运水槽加速下沉确保运水槽在规定时间内到达指定位置。
为实现上述目的，本发明的一种潮汐发电系统的方案1是：包括固定水槽和浮沉运
水装置，其特征在于：所述浮沉运水装置包括浮漂装置，浮漂装置包括支撑骨架和设在支撑
骨架内的伸缩浮体，支撑骨架上连接有运水槽；所述伸缩浮体可通过收缩使浮沉运水装置
下沉以向运水槽灌水，通过伸展使浮沉运水装置浮出水面，将运水槽中的水举升以供给固
定水槽；所述伸缩浮体连接有浮动拉力装置，浮动拉力装置包括可利用涨潮和/或落潮拉开
伸缩浮体的牵拉浮动体。
本发明的方案2是在方案1的基础上做进一步改进：所述支撑骨架为呈笼子状的外
部笼体。
本发明的方案3是在方案1的基础上做进一步改进：所述牵拉浮动体与伸缩浮体之
间设置有至少一个滑轮组，牵拉浮动体通过缠绕在滑轮组上的绳索与伸缩浮体连接。
本发明的方案4是在方案3的基础上做进一步改进：每个滑轮组包括沿伸缩浮体的
伸展方向的一侧处设置的第一转向定滑轮和沿牵拉浮动体的运动方向、在牵拉浮动体运动
路径的上方和下方设置的第二转向定滑轮和第三转向定滑轮；每个滑轮组上缠绕的绳索包
括绕过第一转向定滑轮与第三转向定滑轮的、用于在涨潮时将伸缩浮体拉开的第一绳索和
绕过第一转向定滑轮与第二转向定滑轮的用于在落潮时将伸缩浮体拉开的第二绳索。
本发明的方案5是在方案4的基础上做进一步改进：所述浮动拉力装置还包括与水
平面呈一定倾角的滑轨，所述牵拉浮动体导向安装在所述滑轨上。
本发明的方案6是在方案1的基础上做进一步改进：所述固定水槽通过支撑柱设置
在海面上方，所述支撑骨架在伸缩浮体伸缩方向的两端设置有锁止机构，所述锁止机构包
括用于在伸缩浮体伸展开时将伸缩浮体与支撑骨架固定、使伸缩浮体保持在伸展状态的内
侧锁止部和用于将支撑骨架与所述支撑柱固定、使浮漂装置在伸缩浮体伸展过程中保持稳
定的外侧锁止部。
本发明的方案7是在方案1的基础上做进一步改进：所述伸缩浮体上连接有用于连
通伸缩浮体内部和外部大气的通气管道。
本发明的方案8是在方案7的基础上做进一步改进：所述通气管道上部距离上端口
2-3米的位置处设置有一段伸缩段，所述伸缩段的四周设置有浮动圈。
本发明的方案9是在方案1的基础上做进一步改进：所述伸缩浮体连接有用于将伸
缩浮体收缩的收缩装置。
本发明的方案10是在方案1的基础上做进一步改进：所述伸缩浮体包括中节段和
对称设置在中节段两侧的、可相互套装的多个小节段，所述中节段和小节段由硬质材料制
成，相邻中节段和小节段、小节段和小节段之间通过软质材料连接。
本发明的方案11是在方案1的基础上做进一步改进：所述固定水槽包括上下两层，
上一层为用于接收海水处于涨潮平面时浮沉运水装置运送的水的高位水槽，下一层为用于
接收海水处于落潮平面时浮沉运水装置运送的水的低位水槽。
本发明的方案12是在方案1的基础上做进一步改进：所述运水槽上设置有可自上
而下开启的闸门，所述固定水槽上对应设置有可自下而上关闭的闸门。
本发明的方案13是在方案6的基础上做进一步改进：所述固定水槽有两个，分别设
置在所述浮沉运水装置的两侧。
本发明的方案14是在方案1的基础上做进一步改进：所述浮漂装置连接有用于驱
动浮沉运水装置加速下沉的驱动机构。
本发明的方案15是在方案14的基础上做进一步改进：所述驱动机构为齿轮齿条结
构。
本发明的方案16是在方案1的基础上做进一步改进：所述浮漂装置与运水槽之间
设置有立柱。
本发明的有益效果是：浮沉运水装置设置浮漂装置，浮漂装置包括支撑骨架和设
在支撑骨架内的可伸缩的伸缩浮体，所述伸缩浮体可通过收缩使浮沉运水装置下沉以向运
水槽灌水，通过伸展使浮沉运水装置浮出水面，将运水槽中的水举升以供给固定水槽；所述
伸缩浮体连接有浮动拉力装置，浮动拉力装置包括可利用涨潮和/或落潮拉开伸缩浮体的
牵拉浮动体。整个过程中浮沉运水装置提升水的高度完全取决于浮沉运水装置自身的高度
和海平面的高度，不仅充分利用了海水涨潮落潮之间的高度差，而且不用受海水涨潮落潮
之间高度差的限制，可以根据需求设计不同的发电落差，从而增加单位体积海水的发电量。
此外，浮漂装置通过浮动拉力装置利用大海涨潮和落潮时产生的浮力进行拉伸，改变浮漂
装置的排开水体积，不需要额外的动力来拉伸，将大海涨潮和落潮时的能量充分利用起来，
有效的减小了潮汐发电系统在发电过程中的用电量。
进一步的，所述浮漂装置的支撑骨架设置为呈笼子状的外部笼体，一方面可以将
伸缩浮体完全的保护在内；另一方面，外部笼体作为浮漂装置的主要承压部件承受运水槽
的重量，避免了因浮沉运水装置自身的重力影响伸缩浮体的伸缩。
进一步的，所述牵拉浮动体与伸缩浮体之间通过滑轮组和缠绕在滑轮组上的绳索
连接，连接结构简单。
进一步的，每个滑轮组包括沿伸缩浮体的伸展方向的一侧处设置的第一转向定滑
轮和沿牵拉浮动体的运动方向、在牵拉浮动体运动路径的上方和下方设置的第二转向定滑
轮和第三转向定滑轮；每个滑轮组上缠绕的绳索包括绕过第一转向定滑轮与第三转向定滑
轮的、用于在涨潮时将伸缩浮体拉开的第一绳索和绕过第一转向定滑轮与第二转向定滑轮
的用于在落潮时将伸缩浮体拉开的第二绳索。这种滑轮组的设置和绕绳方式，可以将牵拉
浮动体的移动距离完全转化为绳索的伸长距离。
进一步的，将牵拉浮动体导向安装在与水平面呈一定倾角的滑轨上，可以在海平
面上升高度不变的情况下增加牵拉浮动体的移动距离，进而增加浮动拉力装置的拉伸距
离。。
进一步的，浮漂装置外部笼体的两端设置有锁止结构，所述锁止机构包括内侧锁
止部和外侧锁止部，内侧锁止部用于在伸缩浮体伸开时将伸缩浮体与外部笼体固定、使伸
缩浮体保持在伸展状态，防止伸缩浮体与牵拉浮动体之间的绳索在浮漂装置上升过程中松
弛后，伸缩浮体在海水的压力下被挤压收缩的现象发生，外侧锁止部用于在伸缩浮体伸缩
过程中将浮漂装置与支撑柱固定，使伸缩浮体能稳定张开，防止伸缩浮体一边伸展一边上
升，绳索的伸长距离不能完全转化为伸缩浮体的拉开距离的现象发生。
进一步的，伸缩浮体上连接有用于连通伸缩浮体内部和外部大气的通气管道，用
于伸缩浮体在海水中时进行伸缩的进、排气。
进一步的，通气管道上部距离上端口2-3米的位置处设置有一段伸缩段，所述伸缩
段的四周设置有浮动圈，一方面可以保证通气管道的上端始终伸出海面2-3米，防止海水进
入通气管道中；另一方面，在浮漂装置沉入海中，海面高度发生变化时，伸缩段可以在浮动
圈的浮力作用下拉长，及时调整通气管道的长度。
进一步的，固定水槽设置为上下两层，上一层为高位水槽，接收水落差为浮沉运水
装置提升高度和涨潮时海水升高高度两个高度和的海水；下一层为低位水槽，接收水落差
为浮沉运水装置提升高度的海水，充分利用了海水涨潮和退潮时的潮汐能。
进一步的，运水槽上设置有可自上而下开启的闸门，固定水槽上对应设置有可自
下而上关闭的闸门，运水槽开闸放水前，运水槽的槽口高出固定水槽槽底一段距离，然后运
水槽自上而下打开闸门，固定水槽自下而上关闭闸门，将海水注入高位水槽中，在这个过程
中，浮沉运水装置因为海水的倒出，整体重力会逐渐减小，浮漂装置的吃水深度也会逐渐减
小，浮沉运水装置的高度会随之升高，最终使运水槽的槽底高出固定水槽的槽口一段距离，
将运水槽中的水完全倒入固定水槽中。这种闸门换水方式可以充分利用浮沉运水装置的提
升力，增大水的发电落差。
进一步的，所述固定水槽有两个，分别设置在所述浮沉运水装置的两侧，不仅可以
使运水槽从两侧同时向固定水槽中灌水，加快运水槽与固定水槽之间转移水的速度；另一
方面，两个固定水槽将浮沉运水装置夹在中间，两个固定水槽下方的支撑柱对浮沉运水装
置的移动路径进行导向限定，使浮沉运水装置在上升和下沉过程更加稳定；此外，浮沉运水
装置在与支撑柱进行锁止时，从浮沉运水装置对称的两侧进行锁止，可以使浮尘运水装置
更加稳定的固定。
进一步的，所述浮漂装置连接有用于驱动浮沉运水装置加速下沉的驱动机构，可
以确保浮沉运水装置在规定时间内到达指定位置，防止因为时间误差造成整个系统不能正
常运行。
进一步的，浮漂装置和运水槽之间设计立柱，可以通过调整立柱的高度很方便的
调整浮沉运水装置自身的高度，进而调整提升海水的高度。
附图说明
图1为具体实施例1中大海涨潮前潮汐发电系统的示意图；
图2为具体实施例1中大海涨潮结束后潮汐发电系统的示意图；
图3为具体实施例1中浮沉运水装置浮出涨潮平面后潮汐发电系统的示意图；
图4为具体实施例1中大海落潮之前浮沉运水装置沉入海水中潮汐发电系统的示意图；
图5为具体实施例1中大海落潮结束后潮汐发电系统的示意图；
图6为具体实施例1中浮沉运水装置浮出落潮平面后潮汐发电系统的示意图；
图7为具体实施例1中浮漂装置拉开后设备的结构图；
图8为具体实施例1中浮漂装置收缩后设备的结构图；
图9为具体实施例1中伸缩浮体的小节段收缩时的结构图；
图10为具体实施例1中伸缩浮体的小节段伸开是的结构图；
图11为具体实施例1中潮汐发电系统的立体结构图。
图中：1、支撑柱；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、浮漂装置；41、外部笼体；42、伸缩浮体； 422、中节段；423、前拉开节段；424、后拉开节段；
425、前缩动装置；426、后缩动装置；427、通气管道；428、小节段；5、运水槽；6、立柱；7、牵拉
浮动体；8、第一绳索；9、第二绳索；10、第一定滑轮；11、第二定滑轮；12、第三定滑轮。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明的一种潮汐发电方法的具体实施例1，如图1至图11所示，我国东海岸线最
大的潮汐落差是8.39米，在本实施例中，潮汐发电方法所使用的潮汐发电系统设置在潮汐
落差8米处的位置，海域选取10000平方米，水深60米。
所述潮汐发电系统包括前后方向平行排列的四排支撑柱1，每排支撑柱的左右宽
度为60米，第一排支撑柱与第二排支撑柱之间的距离为40米，第二排支撑柱与第三排支撑
柱之间的距离为82米，第三排支撑柱与第四排支撑柱之间的距离为40米，合起来四排支撑
柱前后方向的总长为142米。第一排支撑柱与第二排的上方设置有两层水槽，位于上一层的
水槽为高位水槽2，位于下一层的水槽为低位水槽3。第三排支撑柱与第四排支撑柱的上方
也对称设置有高位水槽2和低位水槽3。高位水槽2和低位水槽3的槽底分别设置有高位下水
管道21和低位下水管道31与相应发电机相连，用于发电使用。两个高位水槽2相对的侧面上
均设置有可自下而上关闭的闸门，两个低位水槽3相对的侧面上也均设置有可自下而上关
闭的闸门。
第二排支撑柱和第三排支撑柱之间设置有浮沉运水装置，浮沉运水装置通过设置
在第二排支撑柱和第三排支撑柱上的导轨导向安装在第二排支撑柱和第三排支撑柱之间，
并通过浮力的变化在竖直方向上上下移动。
浮沉运水装置包括浮漂装置4，浮漂装置4的外形为长方体形，前后长度为82米，左
右宽度为60米，高度为15米，总体积为72900立方米。浮漂装置4包括呈笼子状的外部笼体41
和设置在外部笼体41内的三个前后排列的伸缩浮体42。所述外部笼体41内设置有轨道，伸
缩浮体42导向安装在所述轨道上并沿所述滑轨进行伸缩。外部笼体41在伸缩浮体伸缩方向
的两端设置有锁止机构，所述锁止机构包括两个锁止部，分别为外侧锁止部和内侧锁止部，
外侧锁止部位于外部笼体41的前后两端，用于将浮漂装置4固定在支撑柱1上；内侧锁止部
位于每个伸缩浮体的前后方向的两端，用于在伸缩浮体42伸开时将伸缩浮体与外部笼体41
固定，使伸缩浮体42保持在伸展状态。外部笼体41与支撑柱1之间还设置有驱动装置，用于
在浮漂装置4下沉速度过慢时驱动浮漂装置4加速下沉。
所述伸缩浮体42包括中节段422、前拉开节段423以及与前拉开节段对称设置的后
拉开节段424，当伸缩浮体收缩时，前拉开节段和后拉开节段均向中节段靠拢。前拉开节段
423和后拉开节段424均由多个小节段428组成，小节段428的大小沿远离中节段的方向逐渐
变小，靠近中节段的小节段可以将远离中节段的小节段套住。小节段由硬质材料制成，相邻
小节段之间的交接处由软质材料连结，最外侧的小节段的端部密封。所述伸缩浮体的外部
还设置有用于在拉伸时使用的拉动杆。
三个伸缩浮体42的中节段422上分别连接有通气管道427，通气管道427的上端口
伸出海平面2-3米，连通伸缩浮体42的内部和外部大气，用于伸缩浮体42伸缩时的进气和排
气。通气管道427的上部距离上端口2-3米处还设置有一段伸缩段，伸缩段的四周设置有浮
动圈，当海平面高度发生变化时，由浮动圈上浮带动伸缩段伸张，从而调整通气管道427的
长度，保证通气管道427的上端口始终伸出海平面2-3米。
三个伸缩浮体42中位于前、后两侧的两个伸缩浮体的中节段422内分别设置有前
缩动装置425和后缩动装置426，前缩动装置425分别与三个伸缩浮体的后拉开节段连接，后
缩动装置426分别与三个伸缩浮体的前拉开节段连接。每个伸缩浮体42的前后两侧还分别
连接有前浮动拉力装置和与之对称的后浮动拉力装置。伸缩浮体42在伸展时，前浮动拉力
装置将伸缩浮体42的前拉开节段423拉开，后浮动拉力装置将伸缩浮体42的后拉开节段424
拉开；伸缩浮体42在收缩时，前缩动装置425将伸缩浮体42的后拉开节段424拉回收缩，后缩
动装置426将伸缩浮体42的前拉开节段423拉回收缩。
浮漂装置4的上方设置运水槽5，运水槽5上设置有可沿上下方向开启的闸门，运水
槽5前后长度为81米，左右宽度为60米，上下高度为10米，运水槽5和浮漂装置4之间通过立
柱6支撑连接。
浮漂装置4、运水槽5和立柱6共同组成浮沉运水装置。
前浮动拉力装置和后浮动拉力装置结构关于浮沉运水装置前后对称。前浮动拉力
装置包括漂浮在海面上的牵拉浮动体7，牵拉浮动体7在涨潮和落潮过程中随着海平面的移
动上升和下降。在第一排支撑柱与第二排支撑柱之间的海面上和海面的落潮平面与涨潮平
面之间设置有与水平面呈45°角的滑轨，所述滑轨的长度为11米，牵拉浮动体7导向安装在
所述滑轨上，并沿着滑轨在涨潮和落潮时上下倾斜移动，以此来增加牵拉浮动体涨潮和落
潮时的移动距离。第一排支撑柱与第二排支撑柱之间的距离为40米，牵拉浮动体7的前后长
度为30米，多出部分让出牵拉浮动体7在水平方向上的移动空间。
牵拉浮动体7与浮漂装置4之间沿左右方向设置有多个滑轮组，每个滑轮组上均缠
绕有两条绳索，分别为第一绳索8和第二绳索9，第一绳索8和第二绳索9的两端分别与牵拉
浮动体7和浮漂装置4的伸缩浮体42连接，用于涨潮和落潮时将伸缩浮体42拉开。前浮动拉
力装置还包括用于在第一绳索8和第二绳索9拉伸前将绳索收紧、使绳索处于绷紧状态的收
绳装置。
在本实施例中，所述滑轮组包括三个定滑轮，一个为设置在伸缩浮体42的伸缩方
向与滑轨的轨道方向交汇点处的第一定滑轮10，一个为沿所述滑轨轨道方向上、在滑轨的
上方设置的第二定滑轨11，一个为设置在支撑柱上方的第三定滑轮12。第一绳索8绕过第一
定滑轮10与牵拉浮动体7和伸缩浮体42连接，用于涨潮时将浮漂装置4拉开，在该绕绳方式
中，第一定滑轮10的设置可以使牵拉浮动体7在滑轨上的移动距离完全转化为绳索的伸长
距离；第二绳索9绕过第一定滑轮10、第二定滑轨11、第三定滑轮12与牵拉浮动体7和伸缩浮
体42连接，用于落潮时将浮漂装置4拉开，在该绕线方式中，第一定滑轮10和第二定滑轮11
的设置使牵拉浮动体7在滑轨上的移动距离完全转化为绳索的伸长距离。
本发明的潮汐发电方法的具体过程为，大海的涨潮时间为四小时，落潮时间为四
小时，处在涨潮平面和落潮平面的时间各为两小时12分钟。在大海未涨潮之前，伸缩浮体42
收缩，浮沉运水装置的整体排开水体积减小，浮沉运水装置受到的浮力不足以支撑浮沉运
水装置自身的重力，浮沉运水装置向下移动沉入海水中，当浮沉运水装置的运水槽5的上端
没入水中一段距离后，启动浮漂装置外部笼体41上的外侧锁止部，将浮沉运水装置固定。大
海涨潮开始，前浮动拉力装置和后浮动拉力装置的牵拉浮动体7在浮力的作用下同时向上
移动，通过第一绳索8将浮漂装置4的三个伸缩浮体42从前、后两侧同时拉动拉开。此时，浮
漂装置4的排开水体积增大，浮沉运水装置受到的浮力增大。当大海持续四个小时的涨潮完
毕后，牵拉浮动体7将伸缩浮体42完全拉开，这时启动外部笼体41上的内侧锁止部把伸缩浮
体42与外部笼体41固定，将伸缩浮体42保持在伸展状态。浮沉运水装置受到的浮力达到最
大值，运水槽5中也灌满了海水。之后，松开外部笼体41的外侧锁止部，浮沉运水装置在浮力
的作用下向上运动，直至浮沉运水装置浮出海面，浮漂装置4的上方浮出涨潮平面一段距
离。此时运水槽5的槽口高出高位水槽2槽底一段距离，然后运水槽5自上而下打开闸门，高
位水槽2自下而上关闭闸门，将海水注入高位水槽中，同时开启高位水槽的高位下水管道
21，即可进入发电状态。在这个过程中，浮沉运水装置因为海水的倒出，整体重力会逐渐减
小，浮漂装置的吃水深度也会逐渐减小，浮沉运水装置的高度会随之升高，最终使运水槽5
的槽底高出高位水槽2的槽口一段距离，将运水槽5中的水完全倒入高位水槽2中。海水在这
个时间处于涨潮平面的2小时12分钟时间段，闸门放水时间可控制2小时之内放完。2小时内
发电已消耗掉少部分水，剩余的大部分水分配在下次上升开闸放水时，以保证可持续发电。
闸门放水结束后，启动外侧锁止部，将浮沉运水装置固定，松开内侧锁止部，解除
对伸缩浮体42的锁止，打开前缩动装置425和后缩动装置426从前、后两侧同时将浮漂装置
收缩，同时放松第一绳索8。由于闸门放水过程浮沉运水装置的重力减少，浮沉运水装置随
放水过程在不断上浮，浮漂装置4大部分裸露出水，伸缩浮体42收缩时所用动力是有限的。
伸缩浮体42收缩结束后解除外侧锁止部，浮沉运水装置往水中下沉，当下沉至运水槽5的底
部接近水面时，尽管海水往运水槽闸门里注水增加重力，但下沉的速度还是较慢，这时可启
动外部笼体41上设置的驱动装置辅助给力，确保在大海开始落潮前到达设定深度。浮沉运
水装置到达设定深度前，通气管道427长度逐渐增长，通气管道上端的伸缩段在浮动圈的浮
力作用下拉开，进而增长通气管道427的长度，保证通气管道427的上端口始终伸出水面2-3
米，防止海水进入。
浮沉运水装置达到设定深度时，运水槽的上口与落潮平面基本持平，此时运水槽
早已注满了水，可关闭闸门，然后浮沉运水装置启动外侧锁止部锁止固定，通过收绳装置将
第二绳索9收紧。之后大海开始落潮，在落潮过程的四个小时中，前、后两侧的两个牵拉浮动
体7随着海平面的下降而下降，带动第二绳索9移动，第二绳索9移动将浮漂装置从前、后两
侧同时拉开，随着大海落潮的结束，浮漂装置被完全拉开，启动内侧锁止部将伸缩浮体42与
外部笼体41固定，此时浮沉运水装置受到的浮力又达到最大值，松开外侧锁止部，浮沉运水
装置在浮力的作用下向上运动，直至浮沉运水装置浮出海面，浮漂装置4的上方浮出落潮平
面一段距离。此时低位水槽3的槽底高出运水槽5的槽口一段距离，然后运水槽5自上而下打
开闸门，低位水槽3自下而上关闭闸门，将海水注入低位水槽中，这时开启低位水槽的低位
下水管道31，在高位水槽2中的水用完之前进入发电状态。同理，在这个过程中，浮沉运水装
置因为海水的倒出，整体重力会逐渐减小，浮漂装置的吃水深度也会逐渐减小，浮沉运水装
置的高度会随之升高，最终使运水槽5的槽底高出低位水槽3的槽口一段距离，将运水槽5中
的水完全倒入低位水槽3中。海水在这个时间处于落潮平面的2小时12分钟时间段，闸门放
水时间可控制2小时之内放完。2小时内发电已消耗掉少部分水，剩余的大部分水分配在下
次上升开闸放水时。这样在海水涨潮落潮的一个周期内，运水槽5通过两次运水以保证潮汐
发电系统的持续运行发电。
闸门放水结束后，启动外侧锁止部，将浮沉运水装置固定，解除内侧锁止部，打开
前缩动装置425和后缩动装置426将浮漂装置4收缩，之后在大海涨潮之前将浮沉运水装置
沉入海水中，等待下一个涨潮落潮的循环周期。
潮汐发电系统的整体尺寸设计时，要满足的条件是：假设浮漂装置4完全展开时浮
漂装置受到的最大浮力为F浮漂装置大；浮漂装置4完全收缩时浮沉运水装置受到的最大浮力为
F浮漂装置小；浮沉运水装置装满水后浮沉运水装置自身的最大重力为G装置1；浮沉运水装置未装
水时浮沉运水装置自身的最大重力为G装置2拉开浮漂装置4所需的力为F拉；牵拉浮动体7自身
的重力为G块；牵拉浮动体7完全没入水中时受到的最大浮力为F块；则本发明潮汐发电系统的
装置之间受到的力的关系为：
F浮漂装置大> G装置1 ；保证浮漂装置4可以支撑装满水的浮沉运水装置浮在海面上，从而将
运水槽5中的水运至设计高度；
G装置2>F浮漂装置小 ；保证浮漂装置4收缩后浮沉运水装置可以自由的沉入海水中将运水槽5
灌满水；
F块> F拉+G块 ；保证牵拉浮动体7在上升过程中可以将浮漂装置4拉开；
G块> F拉 ；保证牵拉浮动体7在下降过程中可以将浮漂装置4拉开；
在上述尺寸设计的基础上，本发明的潮汐发电系统中各个装置的尺寸大致为：
结合上述文中提到的尺寸，浮沉运水装置自重为15000吨，浮漂装置在收缩时，伸缩浮
体的小节段均收入中节段中，中节段左右宽度为60米、前后长度为5.4米、上下高度为15.2
米，其体积是4924.8立方米，3个伸缩浮体的体积和是14774.4立方米，此时浮漂装置受到的
浮力远小于浮沉运水装置自身的重力，浮沉运水装置可以自由向水中下沉。浮漂装置4拉开
后前后净长81米，即82米长减去笼体厚1米，浮漂装置左右宽60米、净高15米，其体积为
72900立方米，运水槽5槽前后长度为81米、左右宽度为60米、上下深度为10米，盛水总重
48600吨，加上浮沉运水装置的自重为63600吨，此时浮漂装置受到的浮力远大于浮沉运水
装置的整体重力，浮沉运水装置可以自由的向水面上升。
牵拉浮动体7的前后长度设计为30米，左右宽度为60米，漂浮在水面上时的吃水深
度为2米，可形成3600立方米的排开水体积；潮汐发电系统前后两侧的牵拉浮动体7在涨潮
过程中的4个小时内各拉开浮漂装置的三个伸缩浮体的15个小节段时浮漂装置向前后两侧
各伸长33米，拉开的过程抵消了浮漂装置上部水的压力，其所消耗的力只是排水力，这样浮
漂装置两侧同步每分钟向前移动4.6厘米共占140.76立方米，这140.76立方米在外部笼体
中实际处于悬浮状态，因为浮沉运水装置上部的所有压力都在外部笼体上，根据漂浮物体
浮力与重力相等的原理，牵拉浮动体7排开水所产生的浮力足以拉开浮漂装置。此外，牵拉
浮动体7采用与水比重相近的材料制成，所以，当牵拉浮动体7下降时，其自身重量随落潮下
沉的重力也能拉开浮漂装置。
此外，本发明的潮汐发电系统的另一个优点是发电量大，水力发电要具备两个要
点，一个是流量，一个是落差，相同的流量落差越大发电量越大，相同的落差流量越大发电
量越大。当浮沉运水装置浮上水面后，浮漂装置裸露出1.7米，当处于落潮平面时，低位水槽
3的槽底低于运水槽5的槽口0.7米；当处于涨潮平面时，高位水槽2的槽底低于运水槽5的槽
口0.7米；本发明设计的浮漂装置15米高，浮漂装置拉开后的内径体积总量是72900立方米，
运水槽5深10米，可盛水48600吨，浮动装置自重设计15000吨，立柱6设计高为25米。当运水
槽5的水放完后，浮沉运水装置只是其自重浮在水中，这时的浮漂装置承载力小仅吃水3米，
其余12米升向高处，可以利用9米加立柱25米，等于34米，高位水槽2底部到涨潮平面的高也
是34米，这34米就是高位水槽的发电落差，同样的道理低位水槽的发电落差是26米，二者平
均发电落差30米。
在本实施例中，0.01平方公里水域的有效提升水的面积是81米×60米，每次提升
10米深的水，共提升48600吨，其流量是2.17吨选2吨落差30米，那么每小时的平均发电量
518KW,也就是装机容量，年发电总量4537680KW。由于本系统部分动力要消耗掉百分之二十
的电，真正的年发电量是3626640KW，那么1平方公里海域年发电量是3.6亿多。目前我国大
坝蓄水发电每平方公里水域平均年发电量在1000万KW上下，传统的潮汐发电在几百万KW，
使用本发明的潮汐发电系统的年发电量是大坝蓄水发电的30多倍，是传统潮汐发电的60倍
以上。如果该方法用于70米到100米深的海域，其发电量还会极大提高。
作为本发明的另一种实施方式，因为整个潮汐发电系统的运行动作少，所以可以
把这些动作输入数码系统，可使发电系统实行数字化操作和管理。
作为本发明的另一种实施方式，可以根据发电系统的大小和浮漂装置拉伸长度的
不同设置多组伸缩浮体42，例如可以设置为一组，也可以设置为五组或七组。
作为本发明的另一种实施方式，所述浮漂装置4的伸缩浮体在收缩的时候可以不
采用设置驱动装置的方式，可以在伸缩浮体内设置弹簧和卡止结构，当伸缩浮体被拉开时，
弹簧也随之被拉开，当伸缩浮体拉到设计长度时通过卡止结构将弹簧卡住固定。当伸缩浮
体需要收缩时，只需将卡止结构松开，伸缩浮体在弹簧的弹性势能下被拉回，这样就可以不
通过另设动力装置即可实现伸缩浮体的收回，进一步的减小能源的消耗。但是这种方式相
对于具体实施例1中设置驱动装置和拉线的方式来说，弹簧装置的占用空间大，不利于伸缩
浮体的收回，而且对弹簧装置的弹性要求高，增加材料成本。
作为本发明的另一种实施方式，具体实施例1中设置在系统前后两侧的固定水槽
也可以根据需要只设计一侧，只要能够满足发电量的需要即可。
作为本发明的另一种实施方式，所述浮漂装置4与牵拉浮动体7之间滑轮的设置方
式也可以发生改变，例如，将第一定滑轮10由两个定滑轮代替，其中一个设置在伸缩浮体的
伸缩方向上，作为第一转向定滑轮，另一个沿滑轨的轨道方向设置在滑轨的下方，作为第三
转向定滑轮，而具体实施例1中的第二定滑轮作为第二转向定滑轮，第一绳索8绕过所述第
一转向定滑轮和第三换向定滑轮，第二绳索9绕过第一转向定滑轮和第二转向定滑轮，这种
绕线方式同样可以将牵拉浮动体的移动距离转化为绳索的伸长距离。或者具体实施例1中
第二绳索9只绕过第一定滑轮10和第二定滑轮11，同样可以将牵拉浮动体的移动距离转化
为绳索的伸长距离。
作为本发明的另一种实施方式，牵拉浮动体7的移动路径也可以发生改变，例如，
牵拉浮动体7也可以不是具体实施例1中的在上升过程中同时沿前后方向平移，而是改变滑
轨的倾斜方向，使牵拉浮动体7在上升过程中沿左右方向平移，在这种情况下，潮汐发电系
统在前后方向上就不需要留出牵拉浮动体7的平移空间，进而减小整个潮汐发电系统的体
积。或者改变所述滑轨的倾斜角度以满足不同的拉伸长度的要求。
作为本发明的另一种实施方式，潮汐发电系统也可以不设置固定水槽，直接利用
运水槽中的水发电，这是需要设置两套浮沉运水装置，一套浮沉运水装置的浮漂装置在涨
潮时被拉开，然后浮沉运水装置浮出水面，将运水槽中的水运往高出，然后这一套浮沉运水
装置不再下沉，在涨潮平面处的2小时12分和落潮时的4个小时内直接用第一套浮沉运水装
置的运水槽中的水发电，在落潮时第二套浮沉运水装置的浮漂装置被拉开，落潮结束后第
二套浮沉运水装置浮出海面，将运水槽中的水运向高出，接替第一套浮沉运水装置进行发
电，在落潮平面的2小时12分和下一次涨潮的4个小时中由第二套浮沉运水装置的运水槽中
的水发电。第二套浮沉运水装置的运水槽开始发电时，第一套浮沉运水装置的浮漂装置收
缩，沉入海水中灌水，等待下一次循环。这种方式虽然减少了设备数量，但设备之间的接口
方式更加的复杂，例如运水槽与发电系统的连接方式。
作为本发明的另一种实施方式，所述伸缩浮体也可以不设置为伸缩浮体的形式，
而设置为波纹伸缩管的形式，同样可以起到伸缩的作用。
作为本发明的另一种实施方式，上述实施方式中设计的尺寸设计均可以根据实际
情况和不同的发电量需求进行调整，并不限于上述实施方式中提到的尺寸。
作为本发明的另一种实施方式，所述浮沉运水装置也可以只在涨潮过程中抬升一
部分水，在涨潮过程利用牵拉浮动体7将伸缩浮体拉开，提升一部分海水进行发电，在落潮
时不工作，这样在整个海水涨潮循环中，浮沉运水装置只工作一次，为了保证在整个涨潮循
环中有足够的水进行不间断发电，可以增大固定水槽的储水量，在涨潮期间同时用多个浮
沉运水装置进行供水。
作为本发明的另一种实施方式，浮漂装置的外部笼体也可以设置为支撑架的形
式，包括上支撑板和下支撑板，上支撑板和下支撑板之间通过连接柱连接。
本发明的潮汐发电系统的具体实施例，与上述潮汐发电方法中使用的潮汐发电系
统的结构相同，此处不再赘述。