在這裏,海浪的升降運動起著一般發動機活塞的作用,它使海浪緩慢的升降運動變成高速氣流衝動渦輪機後形成的快速旋轉運動。由於裝置結構簡單,“海明”號能把 27%的海浪能轉變成電能。
“海明”號海浪發電裝置1978年建成,可以發電2500千瓦,發電成本要比其他發電方法低,1980年完成第一期試驗,現在仍在試驗之中。
挪威的科技人員克服重重困難,在1985年建成了兩座海浪電站,地點在這個國家的南部大西洋沿岸的卑爾根市附近。
第一座海浪電站的工作原理與“海明”號完全一樣,一根12米高、40噸重的鋼製圓筒豎立在海邊峭壁的裂縫中,當海浪通過管道進出圓筒時,圓筒裏的水麵跟著升降漲落,就像強力的活塞一樣,使得圓筒頂部的空氣排出或吸入,從而驅動渦輪機轉動而發電。這個電站每年發電120萬千瓦小時;如果把沿岸幾個圓筒連接起來一道工作,就能利用海浪產生更多的電力。
第二座海浪電站的工作原理與第二座完全不同,它修建了一個錐形隧道,讓海浪從幾十米寬的隧道口進入,隨著隧道越來越窄,湧來的海浪越升越高,最後在比海平麵高3米的地方通過隧道出口流進一個小水庫。水庫的出口安裝有水輪發電機,結果就像普通的水力發電一樣,當水庫裏的海水從3米高處通過出口流回海洋的時候,就會推動水輪發電機發電。
挪威的海浪發電技術已經出口國外。他們首先在印度尼西亞的巴厘島承建了一項海浪發電工程,電站的裝機容量為1000千瓦。接著又在湯加王國建造一座2000千瓦的海浪電站,1990年竣工。
不僅可以利用海浪上下垂直運動的力量來發電,也可以利用海浪的左右橫向運動把海浪能轉換成機械旋轉或擺動運動的能量。
英國人索爾特研製了一種“點頭鴨”式的海浪發電裝置,它的外形像個大凸輪,凸輪尖的一頭繞凸輪軸轉動,另一頭是個中空的圓筒,圓筒上有向內向外的葉片。“點頭鴨”連成一串,浮在海麵上,海浪一來,它們就繞著凸輪軸左右搖擺,而圓筒上的葉片也跟著來回轉動,把水趕進渦輪機,轉動渦輪發電機發電。
瑞典人與英國人異曲同工,開發出一種海浪葉輪發電裝置。這種發電裝置由一串葉輪組成,當海浪迎麵湧向葉輪時,海水進入葉輪,轉動葉輪上的葉片,最後通過變速機構帶動發電機旋轉發電。
新型的海浪發電裝置還有一種叫環礁式海浪電站,是由美國人開發設計的。這種電站是模仿海上圓環形礁石的產物,從海麵上隻能看到一個直徑10米的圓圈,可水下的人工環礁卻是個龐然大物,底部直徑76米,有一個足球場那麼大。
人工環礁的圓形壁是個導流罩,用來引導海浪向環礁中心流動。當海浪衝向環礁式電站時,海水將沿著環礁壁從四麵八方按螺旋形路線湧向環礁中心,並在那裏形成旋渦,轉動水輪機發出電來。
一般來說,海浪發電裝置利用海浪發電之後,海浪的能量大部分被消耗掉,結果是使大浪變小浪,小浪變微浪。因此,海浪發電不僅安全可靠,節省燃料,不汙染環境,而且如果把發電裝置連成一排,安置在海上,還可以起到消除海浪的防波堤的作用,對保護海岸和發展海洋漁業、養殖業等都有好處。
海流湍急好發電
浩瀚無際的海洋,亦像人的身體一樣,有縱橫交錯、無以數計的“脈絡”。這些“脈絡”就是海流。海流種類繁多,有風吹成的“風海流”,有海水流動互補的“補償流”,有海麵高低氣壓造成的“傾斜流”,還有海水密度差異產生的“密度流”……海流有的在表層流,有的在深層動;有的向西行,有的朝東走;有流速湍急的,也有流速緩慢的;有長短不一,有寬窄不同;有溫度高的暖流,也有水溫低的寒流……正是這些川流不息,無處不見的海流,使海洋充滿了活力;也正是這些奔騰不息的海流,生發著巨大的能量。
從加勒比海、墨西哥灣開始,橫跨大西洋流向寒冷的北極的灣流,是世界第一大暖流,它以每小時4海裏的速度快速流動,其流量約相當於全世界河川流量總和的120倍。如果從灣流中僅提取4%的能量,就可獲得大約10~20億瓦電,這相當於一座核電站的輸出功率。
著名的黑潮是世界第二大暖流。它由北赤道發源,經菲律賓,緊貼我國台灣東部進入東海,然後經琉球群島,沿日本列島的南部流去,於東經142°、北緯32°附近海域結束行程。黑潮總行程達6000千米,平均流寬度150千米,平均流厚度300~400米,最大流速可達6~7節,比普通機帆船還要快,流量超過世界所有河流總流量的20倍。