潮汐发电模块以及利用该潮汐发电模块的潮汐发电方法

摘要

本发明提供了潮汐发电模块以及利用该潮汐发电模块的潮汐发电方法。所述潮汐发电模块即使在除了竖直运动单元由于涨潮与落潮而引起的竖直运动以外还在海水的高度不波动的高潮位与低潮位时也能利用压缩空气与海水的重力来连续地发电。

说明书

技术领域

本发明涉及一种潮汐发电模块以及一种利用该潮汐发电模块的潮汐发电方法， 更具体地涉及一种即使是在除了竖直运动单元由于涨潮与落潮而引起的竖直运动以 外还在海水的高度不波动的高潮位与低潮位时也能够利用压缩空气与海水的重力来 连续地发电的潮汐发电模块，以及一种利用该潮汐发电模块的潮汐发电方法。

背景技术

近年来，由于化石燃料已经枯竭各种替代能源与环境问题已经引起了极大的注 意。具体地说，人们已经在研究使用不导致环境污染并且能够稳定获得的自然能源的 方法。

这种方法之一是潮汐发电。在涨潮与落潮之间的差异很大的位置处构建水坝。 在涨潮时水坝的水闸关闭，并且，当水闸打开时发电机的涡轮被水旋转而发电。在落 潮时，发电机的涡轮朝相反的方向旋转而发电。

获得清洁能源的该潮汐发电具有基于涨潮与落潮之间的预计差异来产生预计发 电量的作用。特别地，在韩国的黄海中涨潮与落潮之间的差异很大，这适合于潮汐发 电。

然而，在传统的潮汐发电方法中，需要构建一个水坝。因此，初始的构建成本 非常高，维护水坝很困难。此外，在海底构建大尺寸人工结构，因此严重地影响了生 态系统。

此外，不能在海水高度不波动的高潮位与低潮位发电。因此，不能在期望的时 区平稳地供给所需要的电量并且不能任意地调节发电量。

发明内容

因此，鉴于上述问题做出本发明，并且本发明的一个目的是提供一种能够利用 为永久能源的潮汐力来经济而稳定地发电的潮汐发电模块，以及利用该模块的潮汐发 电方法。

本发明的另一个目的是提供一种即使在除了竖直运动单元由于涨潮与落潮而竖 直运动以外还在海水的高度不波动的高潮位与低潮位时也能够利用压缩空气与海水 的重力来连续地发电的潮汐发电模块以及利用该模块的潮汐发电方法。

本发明的另一个目的是提供一种潮汐发电模块，该潮汐发电模块不是永久地构 建在海上而是被移动并且固定到能够潮汐发电的位置处以便发电，并且当不需要潮汐 发电时上升到海平面并且被移动，从而能够降低潮汐发电模块的初始构建成本，以便 大大地降低对海底生态系统的破坏，并且以便轻易地维修和维护所述潮汐发电模块， 以及提供一种利用该模块的潮汐发电方法。

根据本发明，上述目的和其它目的能够通过提供一种潮汐发电模块来实现，该 潮汐发电模块包括：至少两个下部结构，该至少两个下部结构相互隔开预定距离，所 述下部结构通过连接件相互连接，各个所述下部结构均在底部设有锚以便将各个所述 下部结构固定到海底，各个所述下部结构均构造为在该下部结构中储存海水或者从该 下部结构排放海水；多个压缩空气形成箱，各个所述压缩空气形成箱均以柱形形状设 置在所述下部结构中的相应一个所述下部结构的上部，各个所述压缩空气形成箱均在 上侧设有空气引入与排放单元，空气通过所述空气引入与排放单元被引入和排放，各 个所述压缩空气形成箱均在下侧设有海水引入与排放单元，海水通过所述海水引入与 排放单元被引入和排放，所述压缩空气形成箱构造为被独立地操作；上部结构，该上 部结构设置在所述压缩空气形成箱的上部，所述上部结构具有在中央区域形成的中空 部；竖直运动单元，该竖直运动单元构造为通过所述上部结构的中空部而竖直地移动， 所述竖直运动单元在上部设有空气供给单元以便将来自各个所述压缩空气形成箱的 压缩空气供给到所述竖直运动单元，所述竖直运动单元在下部设有多个空间部以便储 存通过所述空气供给单元供给的空气，各个所述空间部均在底部设有开口，海水通过 所述开口引入到各个所述空间部中；以及发电单元，该发电单元设置在所述上部结构 处以将所述竖直运动单元的竖直运动转换为旋转运动从而发电。

附图说明

从下面结合附图的详细描述将会更清楚地理解本发明的上述目的和其它目的、 特征和其它优点，在附图中：

图1是示出了根据本发明的一个实施方式的潮汐发电模块的立体图；

图2是示出了根据本发明的实施方式的潮汐发电模块的示意性侧视图；

图3是示出了根据本发明的实施方式的潮汐发电模块的分解立体图；

图4是示出了根据本发明的一个实施方式的下部结构的立体图；

图5A和图5B分别是根据本发明的实施方式的潮汐发电模块的压缩空气形成箱 和发电单元的示意性侧面剖视图，分别示出了压缩空气形成箱在低潮位与高潮位时利 用潮汐力形成压缩空气；

图6是示出了根据本发明一个实施方式的上部结构的视图；

图7和图8分别是示出根据本发明一个实施方式的竖直运动单元的立体图和示 意性剖视图；

图9是示出了海水从根据本发明的实施方式的潮汐发电模块的压缩空气形成箱 到竖直运动单元的空间部的运动的视图；

图10是示出了根据本发明的实施方式的竖直运动单元的竖直运动转化为发电 单元的旋转运动的示意性视图；

图11和图12分别是在低潮位与高潮位时的根据本发明的实施方式的潮汐发电 模块的前视图；

图13A和图13B是示出了根据本发明的实施方式的潮汐发电模块的用于形成高 压压缩空气的其它类型的压缩空气形成箱的视图，其中，图13A是示出了压缩空气 形成箱的基本实施例的视图，并且图13B是示出了压缩空气形成箱的应用实施例的 视图；

图14是根据本发明的另一个实施方式的潮汐发电模块的立体图；

图15是示出各个下部结构的内部的视图；

图16是示出根据本发明的一个实施方式的潮汐发电方法的流程图；

图17是示出根据本发明的实施方式的潮汐发电方法的连续执行发电的实施例 的示意图(竖直轴线H表示潮汐的高度并且水平轴线t表示时间)；以及

图18和图19分别是示出了安装在根据本发明的实施方式的潮汐发电模块处的 风力发电装置的视图。

具体实施方式

现在将参照附图详细描述本发明的优选实施方式。

首先，将详细描述根据本发明的实施方式的潮汐发电机模块1000的整体构造。 整体上，潮汐发电机模块1000可以包括下部结构100、压缩空气形成箱200、上部结 构300、竖直运动单元500以及发电单元400。

<下部结构100的构造和操作>

下部结构100是在潮汐发电机模块1000的下侧用于支撑潮汐发电模块1000的 其它部分的部分。在本实施方式中，一对下部结构100被设置成该下部结构100相互 间隔开预定距离。下部结构100通过连接件101相互连接。锚120安装到各个下部结 构100的底部以使各个下部结构100固定到海底。

具体地说，在各个下部结构100中形成有海水压载箱130(参见图15)以便储 存海水或排放海水。此外，在各个下部结构100均安装有用于从海水压载箱130传输 海水以使海水排放到外部的输送单元150以及用于将储存在海水压载箱130中的海水 排放到外部的排水泵141。下部结构100如此构造以便上升到海水表面。

海水压载箱130的引导通道与海水引入与排放单元220相连通，该海水引入与 排放单元220连接至压缩空气形成箱200中的相应的一个压缩空气形成箱的下端。在 引导通道中设有第一输送阀151，以便将第一输送阀151打开或关闭来调节海水通过 海水引入与排放单元220的引入。除了第一输送阀151以外，输送单元150还包括布 置在排放泵141前端的第二输送阀152以及布置在排放泵141后端的第三输送阀153。

因此，为了排放海水，在第二输送阀152和第三输送阀153打开而第一输送阀 151关闭的状态下驱动排放泵142，从而使得海水通过海水引入与排放单元220被强 制排放。

此外，可以在海水压载箱130的一个侧面形成与上部结构300上方的外部空气 相连通的空气引入与排放单元160，以使得在海水从海水压载箱130排放时空气通过 空气引入与排放单元160引入海水压载箱130以及从海水压载箱130排放。

如图4所示，下部结构100平行于潮汐流的方向而布置，并且下部结构100通 过连接件101牢固地相互连接。在图4中，箭头示出了潮汐流的方向。

除了下部结构100之间的连接，连接件101还具有以下作用。当潮汐流的波高 很高时，连接件101使流过其间的潮汐流的波高降低以使潮汐流在竖直运动单元500 附近水平地流动。

当海水压载箱130中没有储存海水时，具有上述构造的各个下部结构100像船 一样保持漂浮在海水上。当海水被引入到海水压载箱130时，各个下部结构100均运 动到海底并且通过锚120固定到海底。在发电期间，海水保持储存在海水压载箱130 中。

同时，需要在陆地上检查或维修根据本发明的实施方式的潮汐发电模块或者停 止使用根据本发明的实施方式的潮汐发电模块。在这种情形中，利用输送单元150 和安装在泵舱140中的排放泵141将海水排出海水压载箱130，从而将浮力施加至海 水压载箱130。因此，潮汐发电模块1000可以上升到海水表面并且可以被拖船拖动。

总之，根据本发明的实施方式的潮汐发电单元1000需要发电的位置处被移动到 海底，被固定到海底，并且发电。当需要移动潮汐发电模块1000时，将海水从各下 部结构100的海水压载箱130排出以便潮汐发电模块1000上升到海水的表面。因此， 能够极大地降低用于将发电设施安装到海底所需的构建成本并且防止了对海底生态 系统的破坏。

<压缩空气形成箱体200的构造和操作>

在本实施方式中，设置有四个压缩空气形成箱200以便通过在各个压缩空气形 成箱200的供给通道中安装的第六阀门563的选择性的打开和关闭控制而独立地供给 压缩空气。各个压缩空气形成箱200均形成为具有预定高度的柱形形状。各个压缩空 气形成箱200均竖直地安装到下部结构100中的相应一个下部结构100的上部。压缩 空气形成箱200的数量和形状可以进行各种调整以便稳定地支撑下部结构100和上部 结构300。

空气引入与排放单元210以及海水引入与排放单元220分别形成在各个压缩空 气形成箱200的上部和下部，以使空气和海水被选择性地储存在各个压缩空气形成箱 200的内部空间中。基于海水表面的波动在各个压缩空气形成箱200中均形成压缩空 气。

空气引入与排放单元210与各个压缩空气形成箱200上方的外部空气相连通以 便调节空气的引入与排放。空气引入与排放单元210可以形成为多种形状。例如，如 图5A和图5B所示，空气引入与排放单元210的打开和关闭由第二阀门211控制， 以便空气通过空气引入与排放单元210被引入与排放。

海水引入与排放单元220穿过各个压缩空气形成箱200下侧处的下部结构100 的对应一个被钻孔。可以由第三阀门221来控制海水引入与排放单元220的打开和关 闭。

参见图5A，空气引入与排放单元210以及海水引入与排放单元220均打开(第 二阀门211和第三阀门221均打开)，结果空气和海水都同时地被容纳在各个压缩空 气形成箱200中。内部空气的压力与大气压力相等，并且容纳在各个压缩空气形成箱 200中的海水的高度与海水表面保持相同。

在另一个方面，在涨潮时，空气引入与排放单元210关闭并且海水引入与排放 单元220打开(第二阀门211关闭并且第三阀门221打开)，结果与由于海水高度上 升而引起的水位差相对应的压力被施加到在各个压缩空气形成箱200中容纳的空气， 并且因此，在各个压缩空气形成箱200中形成压缩空气，如图5B所示。

也就是说，利用基于海水表面的波动的压力而形成压缩空气。可以通过简单地 控制空气引入与排放单元210以及海水引入与排放单元220的打开和关闭来形成压缩 空气，而不用附加的电子操作。(各个压缩空气形成箱200均可被分为利用多级活塞 260形成高压压缩空气的实施例或者形成与高压压缩空气相比具有低压力的压缩空 气的另一个实施例。在形成低压压缩空气的实施例中，在各个压缩空气形成箱200 中限定的压缩空气形成空间在图13B中被显示为低压箱280。下面将描述形成高压压 缩空气的实施例。)

也就是说，如图13A所示，高压箱240、缸体250以及活塞260布置在各个压 缩空气形成箱200中以便形成具有比由于涨潮与落潮之间的差异所导致的水位差而 引起的水压更高的压力的压缩空气。

潮汐力的水位差压力根据海水表面的上升和回落而被均匀地提供。在根据本发 明的实施方式的潮汐发电模块1000中，高压压缩空气利用活塞260形成，活塞260 包括具有不同面积的运动部件(第一运动部件261的面积＞第二运动部件262的面 积)，从而进一步提高压缩空气的压缩程度。

更具体地说，高压箱240是用于储存高压压缩空气的空间。高压箱240在压缩 空气形成箱200的上侧独立地布置在各个压缩空气形成箱200中。空气引入与排放单 元210布置在高压箱240上方，该空气引入与排放单元210包括第二阀门211和具有 大气引入阀213的大气引入部212。空气引入与排放单元210连接到空气供给单元560 以便将压缩空气供给到限定在竖直运动单元500中的空间部550。

缸体250布置在高压箱240的下方。缸体250包括用于控制缸体250与高压箱 240之间的连通的第一控制阀251、用于控制缸体250与大气存储单元270之间的连 通的第二控制阀252以及大气引入部212。

缸体250的截面面积小于各个压缩空气形成箱200的截面面积，以使得缸体250 形成一个空间，在该空间中双活塞260可与各个压缩空气形成箱200一起运动。

双活塞260包括：第一运动部件261，该第一运动部件261构造为根据海水引 入各个压缩空气形成箱200中并从各个压缩空气形成箱200排放而竖直运动；杆263， 该杆263从第一运动部件261的中央延伸到形成缸体250的位置以使杆263具有预定 高度；以及设置在杆263上面的第二运动部件262。第二运动部件262的面积小于第 一运动部件261的面积。第二运动部件262布置在缸体250中。

用于限制第一运动部件261的竖直运动的上限定部件和下限定部件264可以形 成在各个压缩空气形成箱200中。

高压压缩空气利用在上侧处的压力正比于活塞260的第一运动部件261与第二 运动部件262之间的面积差而增加的原理形成。

更具体地说，在落潮时，活塞260由于海水表面的下降以及双活塞的重量而向 下运动，并且打开大气引入与排放单元210的大气引入阀213和第二阀门252，结果 空气被引入到缸体250。

在另一个方面，在涨潮时，关闭第六阀门563和空气引入与排放单元210的第 二阀门211，并且活塞260根据海水表面的上升而向上运动从而将空气压缩。此时， 第二控制阀252关闭且第一控制阀251打开，结果高压压缩空气被储存在高压箱240 中。

储存在高压箱240中的高压压缩空气经由空气引入与排放单元210和空气供给 单元560而被供给到竖直运动单元500的空间部550。

此外，可以将非污染润滑剂供给到活塞260的第一运动部件261的顶端以及活 塞260的第二运动部件262的顶端以便减小活塞260与缸体250之间的摩擦。

与此同时，如图9所示，各个压缩空气形成箱200均包括海水供给部件230， 以便在海水在高潮位时被储存在各个压缩空气形成箱200中的状态下，通过连通孔 521将海水供给到竖直运动单元500的海水储存部520。

当需要供给在高潮位处被储存在各个压缩空气形成箱200中的海水时，打开海 水供给部件230以使海水供给到竖直运动单元500。海水供给部件230中形成有第四 阀门231以便控制海水的供给。

此外，海水供给部件230可以形成为具有可调节长度的波纹管的形状并且可以 与连通孔521连接，从而即使竖直运动单元500的高度改变也能够稳定地供给海水。

<上部结构300的构造和操作>

在本实施方式中，上部结构300布置在压缩空气形成箱200的上方，以使得在 高潮位时上部结构300位于海水表面上方。上部结构300具有在中央形成的中空部 310。

中空部310是一个空间，通过这个空间竖直运动单元500的竖直运动被引导。 中空部310可以形成为多种形状，诸如多边形或圆形，以便与竖直运动单元500的截 面形状相对应。

如图6所示，上部结构300的中空部310可以在与竖直运动单元500相接触的 内侧设置惰性辊311，从而引导竖直运动单元500的竖直运动。

具有上述构造的上部结构300控制压缩空气形成箱200的高度以使上部结构 300在高潮位时位于比海水高度更高的位置。

<发电单元400的构造和操作>

在本实施方式中，发电单元400布置在上部结构300内以便将竖直运动单元500 的运动转换为旋转运动，从而发电。

也就是说，如图5A、图5B、图7、图10、图11和图12所示，发电单元400 包括：发电机410；压缩式小齿轮470，该压缩式小齿轮470可旋转地与在竖直运动 单元500侧面形成的齿条501相啮合；用于增加压缩式小齿轮470的旋转力的齿轮箱 420；以及用于使转速均匀的第一飞轮440和第二飞轮460。

也就是说，压缩式小齿轮470和齿条501相啮合以便将竖直运动单元500的竖 直运动转换成旋转运动。压缩式小齿轮470的旋转能通过齿轮箱420、传动带430、 第一飞轮440、旋转方向转换式离合器450和第二飞轮460传递到发电机410以便通 过发电机410发电。

齿轮箱420使小齿轮470的转速增加到能够发电的转速。传动带430防止发生 超速旋转。

第一飞轮440是用于积聚当竖直运动单元500的向下或向上的运动速度在低潮 位和高潮位时由低速度变为高速度时空转的齿轮箱420的旋转力的设备，从而实现了 齿轮箱420与旋转方向转换式离合器450之间的平稳连接。第一飞轮440形成为具有 足够储存旋转能量的尺寸。

旋转方向转换式离合器450具有可调节齿轮，该可调节齿轮的旋转方向能在竖 直运动单元500的竖直运动转换的低潮位处和高潮位处转换为向前的旋转方向或者 相反的旋转方向。

当离合器450为了转换旋转方向而断开连接时，第二飞轮460使得能够利用积 聚的旋转能量来发电直到离合器450重新连接。

<竖直运动单元500的构造和操作>

在本实施方式中，竖直运动单元500是由上部结构300的中空部310所支撑的 结构，以使得竖直运动单元500能够根据涨潮与落潮之间的差异而竖直运动。

竖直运动单元500在中央部分设有海水储存部520。竖直运动单元500在下部 设有空间部550。竖直运动单元500在上部设有高度形成部510。在海水储存部520 与空间部550之间设有空气储存部530和海水运动部540。

即使在海水的高度不波动的高潮位与低潮位时，海水重量或者由压缩空气产生 的浮力被施加到海水储存部520和空间部550，或者被施加到海水储存部520和空间 部550的浮力由于压缩空气的排放而被移除，结果除了由于涨潮与落潮而引起的竖直 运动单元500的运动以外，竖直运动单元500也被移动。

具体地说，海水储存部520是一个这样的空间，来自各个压缩空气形成箱200 的海水通过海水供给部件230供给到该空间中，结果附加的海水重量被选择性地施加 到海水储存部520。海水存储部520在一侧的上部设有连通孔521，来自海水供给部 件230的海水通过该连通孔521供给到海水储存部520。海水储存部520在一侧的下 部设有用于排放海水的第五阀门522。

此外，空间部550是用于储存压缩空气和海水的空间。空间部550在底部设有 开口555，在正常状态下海水通过开口555引入并储存在空间部550中。通过各个压 缩空气形成箱200的空气引入与排放单元210以及海水引入与排放单元220的操作以 及潮汐力而形成压缩空气。空气供给单元560和空气引入与排放单元210相连接以使 压缩空气被传输到空间部550。

空气供给单元560可以包括：软管，该软管与空气引入与排放单元210相连通； 四个第六阀门563，该四个第六阀门563设置在空气引入与排放单元210附近以控制 压缩空气的运动；第八阀门566；第七阀门564，该第七阀门564设置在竖直运动单 元500的上侧以控制压缩空气到空间部550的供给；以及排放阀565，该排放阀565 用于控制空间部550中的压缩空气到外部的排放。

也就是说，当压缩空气不被供给到空间部550或者当来自空间部550的压缩空 气排放到外部时，海水被引入并储存在空间部550中。结果，竖直运动单元500由于 海水重量而向下运动。在另一个方面，当压缩空气通过空气供给单元560供给到空间 部550时，海水通过压缩空气而从空间部550排放，从而使得浮力施加到空间部550， 并且由此竖直运动单元500向上移动。

具体地说，空间部550包括：第一空间部551，该第一空间部551设置在海水 运动部540下方；第二空间部552，该第二空间部552设置在第一空间部551下方以 便与第一空间部551连通；以及水平地设置在第二空间部552的相对两侧的第三空间 部553和第四空间部554。第二空间部552在底部设有开口555。而且，第三空间部 553在底部设有开口555。而且，第四空间部554在底部设有开口555。

也就是说，第一空间部551和第二空间部552与压缩空气和海水相连通。压缩 空气被引入到第一空间部551中并被移动到第二空间部552中。在另一方面，海水被 引入到第二空间部552中并且被移动到第一空间部551中。

此外，第三空间部553和第四空间部554设置在第二空间部552的相对两侧。 优选地，第三空间部553和第四空间部554沿着潮汐流的方向设置在第二空间部552 的相对两侧以便不干扰潮汐流的流动。

空气供给单元560包括：用于将压缩空气供给到第一空间部551和第二空间部 552的第一空气供给部561；以及用于将压缩空气供给到第三空间部553和第四空间 部554的第二空气供给部562。独立地控制到第一空间部551、第二空间部552、第 三空间部553以及第四空间部554的压缩空气的供给以便以多级来调节施加到竖直运 动单元500的浮力或重力。

此外，第三空间部553和第四空间部554防止当竖直运动单元500移动到最高 位置时竖直运动单元500与上部结构300的中空部310分离。

在本实施方式中，高度形成部510具有预定高度以使高度形成部510在上部结 构300的顶端上方突出以便当竖直运动单元500移动到最低位置时与外部空气连通。 高度形成部510用作当竖直运动单元500下落时或在其他不同的重要时刻时的紧急情 况下的预备性浮力。通过设置高度形成部510，竖直运动单元500不是向下移动到海 底而是而上升到海水表面。

空气储存部530是这样的部分，其用于储存空气以便将预定水平的浮力提供给 海水储存部520的下侧。空气储存部530被永久密封以提供抵消竖直运动单元500 的重量的浮力。

各个海水运动部540均形成为平板的形状。海水运动部540被竖直堆叠并且被 水平固定到空气储存部530的底部以使海水在海水运动部540之间流动。当海水在海 水运动部540之间流动时海水形成层流。因此，当竖直运动单元500浸没在海水表面 以下时海水运动部540充当重力而不产生浮力以便容易地使竖直运动单元500向下移 动。需要有部件来将海水运动部540固定成被形成为不干扰潮汐流的流动。

同时，在本实施方式中，可以以有线或者无线的方式独立地控制用于打开和关 闭相应流道的阀门。

在下文中，将详细地描述具有根据本发明的实施方式的上述构造的潮汐发电模 块的操作。

图17是示出根据本发明的一个实施方式的潮汐发电方法的实施例的示意图。竖 直运动单元50基于海水的高度被示意性示出，并且储存在竖直运动单元500中的海 水以黑色示出。海水运动部540是竖直运动单元500的从顶端起的第四个部分，由于 海水运动部540是连续充当负载的区域，因此海水运动部540被显示为斜线。压缩空 气储存在竖直运动单元500的海水储存部520和空间部550的未被示为黑色的区域 中。

如图17所示，根据本发明的实施方式的潮汐发电方法包括第一发电步骤(S21) 至第六发电步骤(S26)。重复执行第一发电步骤(S21)至第六发电步骤(S26)。

首先，第一发电步骤(S21)是这样的步骤，在该步骤中将海水引入第三空间部 553和第四空间部554，以使在涨潮以后在海水的表面位于最高位置的高潮位时竖直 运动单元500被向下移动以便发电。

此时，第六阀门563关闭以防止压缩空气运动返回到各个压缩空气形成箱200。 当操作员以有线或无线的方式来控制第七阀门564和排放阀已被打开时，海水通过相 应的开口555被引入到储存有压缩空气的第三空间部553和第四空间部554中，从而 使得空气被排出第三空间部553和第四空间部554，并且因此浮力减小。因而，执行 竖直运动单元500的第一向下运动。

第二发电步骤(S22)这样的步骤，在步骤中海水的表面随着落潮而下降，从而 执行竖直运动单元500的第二向下运动来发电。在该步骤中，竖直运动单元500中的 压缩空气和海水的量与第一发电步骤(S21)的最终状态下的竖直运动单元500中的 压缩空气与海水的量保持相等。

第三发电步骤(S23)是这样的步骤，在步骤中海水被引入第一空间部551、第 二空间部552以及海水储存部520，以使竖直运动单元500被进一步向下移动以便在 海水表面位于最低位置的低潮位时通过发电单元400发电。此时，第六阀门563关闭 以防止压缩空气向后移动到各个压缩空气形成箱200。第八阀门566和排放阀565被 打开以使第一空间部551和第二空间部552中的压缩空气排放到外部。因此，海水通 过相应的开口555被引入到第一空间部551和第二空间部552，从而使得竖直运动单 元500的浮力进一步减小。此外，压缩空气形成箱200中的两个压缩空气形成箱的海 水供给部件230的第四阀门231被打开，以使在各个压缩空气形成箱200中储存到预 定高度的海水通过如图9所示的连通孔521被输送并储存到竖直运动单元500的海水 储存部520。

因此，由于压缩空气被从第一空间部551和第二空间部552排放，海水自然地 被引入到第一空间部551和第二空间部552中，从而使得从竖直运动单元500移除浮 力。此外，海水供给部件230的第四阀门231打开以使海水通过连通孔521引入到海 水储存部520，并且因此，竖直运动单元500由于载荷的增加而向下移动。

同时，第四发电步骤(S24)是这样的步骤，在该步骤中通过来自在第三发电步 骤(S23)未被操作以供给海水的两个压缩空气形成箱200中的一个压缩空气形成箱 所供给的压缩空气，使海水排出第一空间部551和第二空间部552，并且此时，打开 海水储存部520的第五阀门522以将海水排出海水储存部520，从而使得竖直运动单 元500缓慢地向上运动以通过发电单元400发电。

此时，打开压缩空气形成箱200中的相对应的一个压缩空气形成箱的第六阀门 563和第八阀门566以通过第一空气供给部561供给压缩空气。

第五发电步骤(S25)是这样的步骤，在该步骤中海水的表面随着涨潮而上升， 从而使得竖直运动单元500根据海水表面的变化缓慢向上运动以通过发电单元400 发电。在此步骤中，竖直运动单元500中的压缩空气和海水的量与第四发电步骤(S24) 的最终状态下的竖直运动单元500中的压缩空气和海水的量保持相等。

第六发电步骤(S26)是这样的步骤，在该步骤中通过压缩空气形成箱200中的 在高潮位时未被操作的一个压缩空气形成箱所形成的压缩空气，使海水排出第三空间 部553和第四空间部554的步骤，结果产生浮力，并且因此竖直运动单元500进一步 向上移动以便发电。

此时，打开压缩空气形成箱200中的相应一个压缩空气形成箱的第六阀门563 和第七阀门564以使压缩空气通过第二空气供给部562供给到第三空间部553和第四 空间部554，并且因此，海水通过相应的空间部的开口555排出第三空间部553和第 四空间部554。

因此，在根据本发明的实施方式的潮汐发电方法中，如在第二发电步骤(S22) 和第五发电步骤(S25)中，基于涨潮时与落潮时海水高度的变化来发电。此外，在 海水高度不波动的高潮位时执行第一发电步骤(S21)与第六发电步骤(S26)，并且 在海水高度不波动的低潮位时执行第三发电步骤(S23)和第四发电步骤(S24)，从 而实现连续发电。

此外，在根据本发明的实施方式的潮汐发电方法中，利用涨潮与落潮之间的差 异重复地执行第一发电步骤(S21)至第六发电步骤(S26)，该第一发电步骤(S21) 至第六发电步骤(S26)永久地重复从而实现了稳定且有效的发电。

此外，在根据本发明的实施方式的潮汐发电方法中，如图16所示，在执行包括 第一发电步骤(S21)至第六发电步骤(S26)的发电步骤(S20)之前，执行将潮汐 发电模块1000固定到合适位置的潮汐发电模块固定步骤(S10)，并且在执行发电步 骤(S20)以后，在需要移动潮汐发电模块1000时执行上升运动步骤(S30)。

潮汐发电模块固定步骤(S10)这样的步骤，在该步骤中海水被引入到下部结构 100中以在执行发电步骤(S20)之前使下部结构100向下运动并且通过锚120固定 到海底。在潮汐发电模块1000中未储存海水的状态下，即在潮汐发电模块1000漂浮 在海水上的状态下，将潮汐发电模块1000由拖船拖到待发电的位置处，然后将下部 结构100固定到海底以便通过潮汐发电模块1000平稳地发电。

上升运动步骤(S30)是这样的步骤，在该步骤中当需要移动潮汐发电模块1000 时，例如当需要改变待发电的位置或者当潮汐发电模块1000的运行异常时，海水通 过排放泵141排出各个下部结构100的海水压载箱130，以使得潮汐发电模块1000 上升到海水表面。

也就是说，潮汐发电模块1000通过海水的排放而上升到海水表面并且通过拖船 拖动。

在如上所述的根据本发明的实施方式的潮汐发电方法中，能够移动并固定潮汐 发电模块1000，这消除了在海底构建永久结构的必要，从而极大地降低了生产成本 并且极大地减小了对海底生态系统的损害。

同时，能够通过根据本发明的实施方式的潮汐发电方法的连续的周期循环来连 续且反复地发电的原因在于通过反复将海水引入到压缩空气形成箱200中而产生压 力。

也就是说，在步骤S26中，在由于由潮汐上涨导致的潮汐力而就要形成满潮之 前，被独立控制的在各个压缩空气形成箱200中形成的压缩空气被供给到第三空间部 553和第四空间部554，以使得附加的上升力被施加到竖直运动单元500。

此外，关闭第六阀门563和第七阀门564以使得压缩空气不在独立控制的各个 压缩空气形成箱200与第三空间部553和第四空间部554之间向回流动，并且打开第 二阀门211(参见图5A)和大气引入阀213(参见图13A和图13B)以使得外部空气 引入到各个压缩空气形成箱200中。因此，在落潮时自然地实现了外部空气的引入。 在低潮以后就在刚要开始涨潮时，关闭用于空气引入的第二阀门211(参见图5A和 图5B)以及大气引入阀213(参见图13A和图13B)以便在各个压缩空气形成箱200 中形成压缩空气，一直到满潮。

就在刚要满潮之前，在独立控制的各个压缩空气形成箱200中储存的压缩空气 被供给到第三空间部553与第四空间部554中以便产生附加的上升力。

也就是说，空气被引入到独立控制的各个压缩空气形成箱200，在各个压缩空 气形成箱200中形成压缩空气，在各个压缩空气形成箱200中储存的压缩空气被供给 到第三空间部553和第四空间部554(此时，竖直运动单元500上升到海水表面)， 在落潮时外部空气被重新引入到各个压缩空气形成箱200(在步骤S21中，压缩空气 从第三空间部553和第四空间部554排放，并且海水被引入到第三空间部553和第四 空间部554)，并且在涨潮时重新独立地在各个压缩空气形成箱200中形成压缩空气。 连续地执行该周期性循环过程。

接下来，将描述在图17的步骤S24中形成、利用、排放、引入以及重新压缩供 给到第一空间部551和第二空间部552中的压缩空气的连续的循环过程。

在海水高度不波动的平台潮汐期间的中间点，在落潮后的低潮位时，打开第六 阀门563和第八阀门566以使在独立控制的各个压缩空气形成箱200中储存的压缩空 气在高潮位时被供给到竖直运动单元500的第一空间部551和第二空间部552。因此， 竖直运动单元500上升至海水的表面，一直到潮汐开始上涨。

在潮汐就要开始上涨之前，关闭第六阀门563和第八阀门566以使得压缩空气 不会从第一空间部551和第二空间部552回流，并且打开用于海水引入与排放的第三 阀门221以及用于空气引入的第二阀门211以使得保留在独立控制的各个压缩空气形 成箱200中的剩余海水在高潮位时自然地排放到外部。

当开始涨潮时，关闭用于引入空气的第二阀门211，并且在独立控制的各个压 缩空气形成箱200中形成压缩空气，一直到满潮。

也就是说，空气被引入到各个压缩空气形成箱200，空气在各个压缩空气形成 箱200中被压缩，压缩空气储存在各个压缩空气形成箱200中，来自各个压缩空气形 成箱200的压缩空气被供给到第一空间部551和第二空间部552中，空气被重新引入 到各个压缩空气形成箱200中，并且空气在各个压缩空气形成箱200中被压缩。连续 地执行该周期性循环过程。

在下文中，将描述形成压缩空气的另一个实施例。如图13B所示，压缩空气可 以储存在球形低压箱280中，一直到满潮。另选地，如图13A所示，压缩空气可以 储存在球形高压箱240中，打开用于引入海水的第三阀门221和大气引入阀213以便 在落潮时将外部空气引入到大气储存单元270中，并且同时，在各个压缩空气形成箱 200中的海水被自然地排放到外部。

在压缩空气储存在球形低压箱280和球形高压箱240中的状态下，打开第六阀 门563和第八阀门566，以在落潮以后的低潮位时的海水高度不波动的平台潮汐期间 的中间点，将在球形低压箱280和球形高压箱240中储存的压缩空气供给到竖直运动 单元500的第一空间部551和第二空间部552，以使得竖直运动单元500上升到海水 表面，一直到潮汐开始上涨。就在刚涨潮之后，关闭第六阀门563与第八阀门566， 从而防止第一空间部551和第二空间部552中的压缩空气回流。

此外，关闭大气引入阀213，并且在独立控制的球形低压箱280和球形高压箱 240中形成压缩空气，直到在开始涨潮以后的满潮。在高潮位形成的压缩空气被储存 在低压箱280和高压箱240中，并且如上所述，在高潮和落潮以后的低潮位时的海水 高度不波动的平台潮汐期间的中间点，压缩空气被供给到竖直运动单元500的第一空 间部551和第二空间部552中，以使得竖直运动单元500上升到海水表面。

在刚要开始涨潮以前，关闭第六阀门563和第八阀门566以使得压缩空气不会 从第一空间部551和第二空间部552回流，并且打开用于海水引入与排放的第三阀门 221和大气引入阀213以使得保持在各个独立控制的压缩空气形成箱200中的剩余海 水在高潮位时被自然地排放到外部。

当开始涨潮时，大气引入阀213关闭，并且在各个独立控制的压缩空气形成箱 200中形成压缩空气，一直到满潮。

也就是说，空气被引入到独立控制的各个压缩空气形成箱200中，空气在各个 压缩空气形成箱200中被压缩，压缩空气被储存在各个压缩空气形成箱200中，来自 各个压缩空气形成箱200的压缩空气被供给到第一空间部551和第二空间部552，空 气被重新引入到各个压缩空气形成箱200中，并且在各个压缩空气形成箱200中形成 压缩空气。连续地执行该周期性循环过程。

尽管已经如上所述公开了本发明的优选的实施方式，明显的是本领域的普通技 术人员可以对根据本发明的潮汐发电模块的构造做出多种改变。

例如，如图18或图19所示，还可以在根据本发明的潮汐发电模块1000的上部 结构300的顶端安装风力发电单元600，以利用潮汐力和海上风力同时发电。

因此，这些修改不能独立地从技术概念或者本发明的范围来理解，并且这些修 改应该包括在所附的权利要求书中。

如从上述所显而易见的，本发明具有利用为永久能源的潮汐力来经济地且稳定 地发电的效果。

具体地说，本发明具有即使在除了竖直运动单元由于涨潮和落潮而引起的竖直 运动以外，还在海水的高度不波动的高潮位和低潮位时也能利用压缩空气和海水的重 量连续发电的效果。

此外，根据本发明，所述潮汐发电模块不是永久构建在海上的，而是被移动并 固定到可以潮汐发电的位置以便发电，并且当不需要潮汐发电的时候上升到海平面并 且被移动，由此能够降低潮汐发电模块的初始构建成本并且大大地降低了对海底生态 系统的损害。