從總體上看,現今潮汐能開發利用的技術難題已基本解決,國內外都有許多成功的實例,技術更新也很快,具有廣闊的發展前景。到目前為止,由於常規電站廉價電費的競爭,建成投產的商業用潮汐電站不多。然而,由於潮汐能蘊藏量的巨大和潮汐發電的許多優點,人們還是非常重視對潮汐發電的研究和試驗。
三、高效的波浪發電
英國“海蟒”波浪能發電高效實用
近來英國科學家發明一種海上發電裝置,稱之為“海蟒”。它是一種波浪發電設備,不會產生汙染和噪音,也沒有油汙滲漏危險,不會對海洋生態帶來威脅。這種裝置長約200米,直徑7米,由橡膠製成。“水蟒”工作原理十分簡單,安裝在距離海岸1~3千米遠、水下40~90米的地方,固定在海床上。將海水充滿“水蟒”的橡膠管。每當波浪經過時,彈性極強的橡膠管就會上下擺動,管內產生脈衝水流,推動尾部的水力渦輪發電機產生電流,然後通過海底電纜傳輸出去。每條“海蟒”能產生100萬瓦電能,可以滿足2000個家庭日常需要。
首批“水蟒”將在5年內安裝完畢。選在可以產生長距離水下波浪的地方。“水蟒”用橡膠製成,比其他波浪發電裝置更輕,結構更簡單,製造和維修成本低,為可再生能源利用開發出一條新路。最近葡萄牙宣布研製成一條海上發電的“水蛇”,發電效果也很理想。
波浪能與潮汐能、海洋溫差能、鹽梯度能、洋流能等能源一樣,是海洋能源中最豐富、最普遍、卻較難利用的資源之一。波浪能又是海洋能中所占比重較大的海洋能源。海水波浪運動產生巨大的能量。據估算,世界海洋中的波浪能達700億千瓦,占全部海洋能量的94%,是各種海洋能中的“首戶”。
波浪能發電原理
與“海蟒”不同的是,大多數波浪發電是以空氣為介質。其原理是將波力轉換為壓縮空氣來驅動空氣蝸輪發電機發電。它像一隻倒置在水中的打氣筒,當波浪上升時,將空氣室中的空氣頂上去,被壓空氣穿過正壓水閥室進入正壓氣缸,驅動發電機軸端的空氣蝸輪,使發電機發電;當波浪落下時,空氣室內形成負壓,空氣被吸入氣缸,驅動發電機另一軸端的空氣蝸輪,使發電機發電,其旋轉方向不變。
1982年,中國科學院廣州能源所研製的航標用波浪發電裝置通過鑒定。該裝置用於直徑2.4米的航標,在平均波高0.5米、平均周期3秒的情況下,滿足航標燈用電需要。目前長江口使用的就是該裝置。
1989年,廣州能源研究所在廣東珠海建成第一座示範實驗波力電站。1996年,在廣東省汕尾市建設100千瓦岸式振蕩水柱波力電站。該電站設有過壓自動卸載保護、過流自動調控、水位限製、斷電保護、超速保護等功能,使我國波浪能轉換研究實現跨越式發展,達到國際先進水平。總之,海洋能利用是八仙過海各顯神通,對可再生能源利用起到推動作用。
20世紀50年代,世界各國開始重視潮汐能發電技術開發。其中投入運行最早,容量最大的潮汐電站,是法國1968年建成的朗斯電站。朗斯電站裝機容量24萬千瓦,年發電量5.44億度。而後,1984年加拿大在安那波利斯建成裝機容量為1.78萬千瓦的世界第二大潮汐電站。近20多年來,美國、英國、印度、韓國、俄羅斯等相繼投入相當大的力量進行潮汐能開發。