海洋能
文章出处：新科技启蒙   发布时间：2005-04-05  


雷奔


　　浩瀚无边的海洋，约占地球表面的71%，它汇集了97%的水量，蕴藏着丰富的能源。随着陆地资源的不断消耗而逐渐减少，人类赖以生存与发展的能源，将越来越依赖于海洋。中国大陆的海岸线长达1.8万千米，海域面积470多万平方千米，海洋能资源非常丰富。


　　海洋能主要包括潮汐能、波浪能、海水温差能、洋流能和盐度差能等。


　　据权威统计，全世界海洋能的理论可再生量超过760亿千瓦。其中，海水温差能约400亿千瓦，盐度差能约300亿千瓦，潮汐能大于30亿千瓦，波浪能约30亿千瓦。目前，世界各国正竞相探索海洋能开发利用技术。


潮汐能


　　因月球引力的变化引起潮汐现象，潮汐导致海水平面周期性地升降，因海水涨落及潮水流动所产生的能量，称为潮汐能。


　　现代潮汐能的利用，主要是潮汐发电。潮汐发电是利用海湾、河口等有利地形，建筑水堤，形成水库，以便于大量蓄积海水，并在坝中或坝旁建造水力发电厂房，通过水轮发电机组进行发电。


　　潮汐发电与普通水力发电原理类似，差别在于海水与河水不同，蓄积的海水落差不大，但流量较大，并且呈间歇性，从而潮汐发电的水轮机的结构要适合低水头、大流量的特点。


　　目前世界上最大的潮汐发电站，是法国朗斯的24万千瓦潮汐电站。中国的江厦潮汐试验电站，建于浙江省乐清湾北侧的江厦港，装机容量3200千瓦，于1985年正式投入运行。


波浪能


　　波浪是由于风和水的重力作用形成的起伏运动，它具有一定的动能和势能。


　　波浪能利用的关键是波浪能转换装置。通常波浪能要经过三级转换：第一级为受波体，它将大海的波浪能吸收进来；第二级为中间转换装置，它优化第一级转换，产生出足够稳定的能量；第三级为发电装置，与其他发电装置类似。


　　1985年，英国在苏格兰的艾莱岛建造了一座75千瓦的振荡水柱波力电站，1991年建成且并入当地电网。1995年8月，英国建造了第一座商业性波浪能发电站，输出功率为2兆瓦，可满足2000户家庭的用电要求。日本已有数座波浪能发电站投入运行，其中兆瓦级的“海明号” 波浪能发电船，是世界上最著名的波浪能发电装置。


　　值得一提的是，若在海岸边排列几艘大型的波浪能发电装置，不仅可利用波浪发电，而且还可将它们当作防波堤，起消波作用。


海水温差能


　　海水温差能是因深部海水与表面海水的温度差而产生能量。


　　首次提出利用海水温差发电设想的，是法国物理学家阿松瓦尔。1926年，阿松瓦尔的学生克劳德试验成功海水温差发电。1930年，克劳德在古巴海滨建造了世界上第一座海水温差发电站，获得了10千瓦的功率。1979年，美国在夏威夷的一艘海军驳船上安装了一座海水温差发电试验台，发电功率53.6千瓦。1981年，日本在南太平洋的瑙鲁岛建成了一座100千瓦的海水温差发电装置，1990年又在鹿儿岛建起了一座兆瓦级的同类电站。


　　海水温差发电涉及耐压、绝热、防腐材料、热能利用效率等诸多问题，目前各国仍在积极探索中。


洋流能


　　海水不是固定的，它受天体运动和潮水涨落，以及海水温度变化等多种因素的影响，总是在流动着。川流不息的洋流，就像江河的水流一样，携带着巨大的能量。


　　洋流的动能非常大，如佛罗里达洋流所具有的动能，约为全球所有河流具有的总能量的50倍。目前洋流发电技术仍处于研究试验阶段，欧、美、日等发达国家和地区居领先水平。


盐度差能


　　海水中含有大量的矿物盐，海水含盐浓度大于江河水，形成了盐度差。当两种不同浓度的溶液混合在一起时，淡的溶液就会向浓的方向渗透，直至浓度平衡为止，这种渗透就带有压差。


　　研究人员提出了用化学渗透膜隔开浓、淡水，构成盐度差能电站的设想，预计21世纪将取得实质性的突破。