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海洋科技:开发海洋电能

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【摘要】:
在海洋电能的开发方面,人类主要利用潮汐、海浪和潮流进行发电。
  当今社会快速发展,所需要的能源也越来越多,陆地上的能源日益枯竭,于是人们又将目光放在了浩瀚的海洋中。相比于陆地,海洋中拥有更多可利用的资源,其中海洋电能的开发已经成为人类极其重视的项目之一。在海洋电能的开发方面,人类主要利用潮汐、海浪和潮流进行发电。
 
一、潮汐发电站
 
 
  潮汐来自于月球、太阳及其他天体对地球的引力。人类最早利用海水发电的方式便是潮汐发电。它的发电原理与水力发电类似,首先建造一个蓄水库,在潮汐到来时将海水储存起来,退潮时再把海水放出来,利用潮位的高低变化来推动水轮机发电。
 
  1967年,法国建造了世界上第一个大规模的潮汐发电站——朗斯潮汐电站。朗斯河口的平均潮位落差达到8.5米,最大的潮位落差可以达到13.5米,非常适合建立潮汐发电站。朗斯潮汐电站内装有24台可逆式涡轮机组,每一台的功率都为1万千瓦,而且还能够自由旋转,适用于潮起潮落时的两种不同水流发电。它的总功率达到24万千瓦,一年的发电总量达到5.44亿度。后来还添加了水泵,发电量又得到了提高。
 
二、潮流发电站
 
 
  潮流一般和潮汐同时发生,即海水在水平方向发生的周期性流动。潮流发电不需要电门建造水库,而是直接利用水流推动安装在海底或海中的水轮机发电。潮流发电不仅造价较低,污染也较小,地球上可利用的潮流能总量约为30亿千瓦。
 
  2005年,亚洲第一座潮流发电站在浙江岱山建成,它的功率可以达到40千瓦,前景十分广阔,甚至受到联合国工业发展组织的青睐,打算在岱山再建一座潮流发电站。
 
三、海上风电站
 
 
  建造在海上的风力发电厂海洋中可利用的资源十分丰富,除了潮汐、潮流等海洋资源可以用来发电以外,海风也可以利用来发电,这也是一种取之不竭、用之不尽天然能源。
 
  1890年,丹麦制造出世界上第一台风能发电机,到现在已经100多年过去了,风力发电也已经成为风能利用的最普及方式。风力发电就是利用风力带动风车叶的旋转来发电,它既不需要燃料,也不会造成环境的污染,只要常年风速较大的地区和沿岸海域,都非常适合利用风能来发电。另外,那些缺少燃料和水资源的地区,交通不便的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带等,也很适合开发风能发电。
 
  虽然陆地上修建风力发电站比较容易,不过随着各国大力发展风力发电项目,导致陆地上适合修建风力发电站的地方越来越少。于是,人们便将目光放在了海洋之上。比如英国、丹麦、瑞典、德国等都建立了属于自己的海上风电站。
 
  海上风电站最大的优点就是不需要占用宝贵的陆地资源,不过它所需要的成本较高,而且设备常年浸泡在海水中,比较容易被腐蚀,养护和维修起来也比较麻烦。
 
四、温差能发电站
 
 
  太阳所散发的热量,有很大一部分都被浩瀚的海洋吸收了。海洋表层100米的部分,每天都会吸收大量的太阳量。根据科学家的估算,每天被海洋吸引的太阳能相当于燃烧1亿吨的煤炭资源。因此,人们又将海洋称为“太阳能的存储池”。如果人类能够将海洋的太阳能“打捞”起来,必定会获得巨大的能源。
 
  法国科学家克劳德发现,海水的温度会随着深度的增加而不断下降,海洋表层的温度要比海洋深处的温度高出20摄氏度左右。为此,克劳德产生了一个大胆的想法:假如能够将海洋表面的温度冷却到深层海水的温度,那浩瀚的大海能够释放出多大的能量啊!
 
  1930年,克劳德建成了世界上第一座海洋温差发电站。不过,它的发电量远远小于耗电量,其发电量为负值。尽管这一次实验不算成功,但是却大大激发了人们利用海水温差来发电的信心。目前,美国、日本等发达国家都在研究海洋温差发电系统,其成果也十分显著。
 
——本文转载自“科普中国-科学原理一点通”——

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