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来自海洋的馈赠
潮差能
潮起潮落带来的能量
住在海边的人都知道,有时海水汹涌奔腾而来,卷起层层浪花;有时海水又远远流去,露出一片沙滩。海水的这种涨落现象叫作潮汐。
这种涨落潮现象是月亮和太阳对地球上海水的引力产生的。因为月亮绕地球旋转,月亮和地球又一起绕太阳旋转,都是十分有规律、有固定周期的,所以海边的潮汐涨落也是按照固定周期,严守规律的变化。
在沿岸某些喇叭口形的海湾、海峡和河口地区,由于地形等因素的影响,潮汐往往十分发达,潮差(涨潮的最高海面与相邻的落潮的最低海面之差)可达7~8米甚至十几米。我国著名的钱塘江大潮的杭州湾沿岸,,加拿大东海岸的蒙克顿港,最大潮差达19米。在这些地方,每逢涨潮,潮峰前面壁立如山,潮水以万马奔腾之势,溯流上涌,呼啸声闻数十里,形成“滔天浊浪排空来,翻江倒海山为摧”的壮观景象,所以潮汐涨落运动蕴藏着巨大的能量――潮汐能(包括潮差能和潮流能)。据科学家估算,全世界海洋的潮汐能总储量约30亿千瓦,技术上可利用的储量约为1亿千瓦。
潮差能是最早被人类开发利用的海洋能资源。早在1000多年的唐朝,我国沿海居民就利用潮力碾磨五谷,欧洲也有类似的利用。世界上科学发达的国家,从上世纪初已经开始了现代利用潮差能发电的研究。
潮差能发电,俗称潮汐发电的原理,是利用潮差能建设潮汐电站,一般是在口小肚子大的海湾口或河口建筑一座拦海大坝,将海湾或河口上游与外海隔开,并在大坝的一侧建水闸和发电厂房,厂房内安装有水轮机和发电机等设备,厂房内的水轮机流道通过渠道分别与水库和外海连通。涨潮时,水库外因海水不断涌来,库外水位高于库内水位,落潮时,水库外因海水不断落去,库内水位高于库外水位,电站就是利用这个水位差―势能推动水轮机旋转,并带动发电机发电。潮汐电站国内外在20世纪60年代已经实现实用化生产,是迄今唯一实现商业化发电的海洋能。
潮流能
海潮的另外一种用法
潮流发电的原理与风力发电类似。如有一种叫“水下风车”的潮流发电装置,利用潮流推动叶轮,进而带动发电机发电。叶轮有水平轴螺旋桨式,也有垂直轴转轮式。但是,潮流发电装置的叶片比风力发电机的叶片小很多,因为海水密度比空气密度大很多。
国内外从20世纪80年代开始进行潮流发电的研究,90年代中期出现研究热潮。当前研究潮流发电的国家有很多,以英国最先进,我国也属先进行列。现在,国内外潮流发电装置的研究已进入发电装置示范试验阶段,就目前的情况来看,投入实用已经指日可待。
波浪能
大海给予的双刃剑
到过海边的人都会对大海惊心动魄的波涛留下深刻的印象,大风一起,滚滚巨浪就像不驯服的野马,在海面上跳跃奔腾。海浪是许多海难的肇事者,但也是一种宝贵的能源。据科学家估算,全世界海洋的波浪能总储量约30亿千瓦,技术上可利用的储量约为10亿千瓦。
波浪能利用的形式很多,上下运动、摇摆、压力等都可利用,其中比较简单常用的一种是利用垂直运动的倒打气筒式。
利用波浪的上下垂直运动,推动装在漂浮装置中的活塞,好像一个倒过来的打气筒,活塞与装置的相对运动产生的压缩空气推动涡轮机转动,带动发电机发电。这种最简单的发电装置早已在为航标和灯塔供电。
当前研究波浪发电的国家很多,以英国最先进,我国也进入先进行列。不过现在国内外对波浪发电装置的研究,还处于发