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海洋電能:能量倉庫

發佈日期:2018-05-04

當今社會快速發展,所需要的能源也越來越多,陸地上的能源日益枯竭,于是人們又將目光放在了浩瀚的海洋中。相比于陸地,海洋中擁有更多可利用的資源,其中海洋電能的開發已經成為人類極其重視的項目之一,人類主要利用潮汐、海浪和潮流進行發電。

人類如何利用海水發電潮汐來自于月球、太陽及其他天體對地球的引力。人類最早利用海水發電的方式便是潮汐發電。它的發電原理與水力發電類似,首先建造一個蓄水庫,在潮汐到來時將海水儲存起來,退潮時再把海水放出來,利用潮位的高低變化來推動水輪機發電。

1967年,法國建造了世界上第一個大規模的潮汐發電站——朗斯潮汐電站。

朗斯河口的平均潮位落差達到8.5米,最大的潮位落差可以達到13.5米,非常適合建立潮汐發電站。朗斯潮汐電站內裝有24臺可逆式渦輪機組,每一臺的功率都為1萬千瓦,而且還能夠自由旋轉,適用于潮起潮落時的兩種不同水流發電。它的總功率達到24萬千瓦,一年的發電總量達到5.44億度。後來還添加了水泵,發電量又得到了提高。

潮流一般和潮汐同時發生,即海水在水平方向發生的周期性流動。潮流發電不需要電門建造水庫,而是直接利用水流推動安裝在海底或海中的水輪機發電。潮流發電不僅造價較低,污染也較小,地球上可利用的潮流能總量約為30億千瓦。

2005年,亞洲第一座潮流發電站在浙江岱山建成,它的功率可以達到40千瓦,前景十分廣闊,甚至受到聯合國工業發展組織的青睞,打算在岱山再建一座潮流發電站。

建造在海上的風力發電廠海洋中可利用的資源十分豐富,除了潮汐、潮流等海洋資源可以用來發電以外,海風也可以利用來發電,這也是一種取之不竭、用之不盡天然能源。

1890年,丹麥制造出世界上第一臺風能發電機,到現在已經100多年過去了,風力發電也已經成為風能利用的最普及方式。風力發電就是利用風力帶動風車葉的旋轉來發電,它既不需要燃料,也不會造成環境的污染,只要常年風速較大的地區和沿岸海域,都非常適合利用風能來發電。另外,那些缺少燃料和水資源的地區,交通不便的沿海島嶼、草原牧區、山區和高原地帶等,也很適合開發風能發電。

雖然陸地上修建風力發電站比較容易,不過隨著各國大力發展風力發電項目,導致陸地上適合修建風力發電站的地方越來越少。于是,人們便將目光放在了海洋之上。比如英國、丹麥、瑞典、德國等都建立了屬于自己的海上風電站。

海上風電站最大的優點就是不需要佔用寶貴的陸地資源,不過它所需要的成本較高,而且設備常年浸泡在海水中,比較容易被腐蝕,養護和維修起來也比較麻煩。

怎樣“打撈”海洋中的太陽能太陽所散發的熱量,有很大一部分都被浩瀚的海洋吸收了。海洋表層100米的部分,每天都會吸收大量的太陽量。根據科學家的估算,每天被海洋吸引的太陽能相當于燃燒1億噸的煤炭資源。因此,人們又將海洋稱為“太陽能的存儲池”。

如果人類能夠將海洋的太陽能“打撈”起來,必定會獲得巨大的能源。

法國科學家克勞德發現,海水的溫度會隨著深度的增加而不斷下降,海洋表層的溫度要比海洋深處的溫度高出20攝氏度左右。為此,克勞德産生了一個大膽的想法:假如能夠將海洋表面的溫度冷卻到深層海水的溫度,那浩瀚的大海能夠釋放出多大的能量啊!

1930年,克勞德建成了世界上第一座海洋溫差發電站。不過,它的發電量遠遠小于耗電量,其發電量為負值。盡管這一次實驗不算成功,但是卻大大激發了人們利用海水溫差來發電的信心。目前,美國、日本等發達國家都在研究海洋溫差發電係統,其成果也十分顯著。

 

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