第二章科技新潮2
怎樣用海水溫差來發電呢?
在美國凱路亞科納實驗電路裏,用13根白色塑料管道,把吸收了太陽熱能的上層海水,注入一個壓力很低的容器裏。溫海水在這裏立刻就沸騰起來,產生許多蒸氣。用這些蒸氣去推動汽輪發電機,就能夠發出電來。
用過的蒸氣被送入管道,利用從800米深處抽上來的冷海水使它冷卻,凝固成淡化水。
用這種方法發電的優點是:不受多變的潮汐和海浪的影響,不消耗任何燃料,也不會汙染環境,不但可以發電,而且每天還能夠得到大量味道甜美的淡化海水。
另一種利用海水溫差發電的辦法,是利用被太陽曬熱的溫海水,使被加壓的一種液體氨變成蒸氣,用這種蒸氣去推動汽輪發電機發電。然後再用深海的冷水使氨蒸氣冷卻,變成液體循環使用。
海水溫差大的地方進行海水溫差發電的最佳之地就是熱帶海洋。熱帶地區陽光強烈,海水裏儲存的太陽能最多,上下層海水溫差也最大。我國西沙群島海域,在5月份測得表層海水水溫有30℃,但1000米深處的冷海水隻有5℃。這裏的海水溫差大,很適合發電。我國位於東半球,海洋溫差條件很好,特別是台灣附近的海水溫差較大,是建造海水溫差發電站的好地方。
利用海水溫差發電的前景寬闊。可是,還有許多技術難關需要突破,才能降低成本,建立實用性的大型發電站。
海洋是世界上最大的太陽能收集器,6000萬平方千米的熱帶海洋一天吸收的太陽能,就相當於2500億桶石油燃燒時釋放出的熱量。海洋每年吸收的太陽能相當於37萬億千瓦時,約為人類目前用電量的4000倍。如此誘人的能量,去開發這一領域是人類責無旁貸的大事。
海洋潮汐發電
潮汐發電的原理和通常的水力發電相似,是在海灣或有潮汐的河口上建築一座攔水堤壩,將入海河口或海灣隔開,建造一個天然水庫,並在堤壩中或壩旁安裝水輪發電機組,利用潮汐漲落時海水水位的升降,使海水通過水輪機來推動水輪發電機組發電。
潮汐能無止無息,開發潛力非常大。潮汐發電的主要優點是:①潮汐電站的水庫都是利用河口或海灣建成的,不占用耕地,也不像河川水電站或火電站那樣要淹沒或占用大量的良田;②不受洪水和枯水季節的影響,也不像火電站那樣汙染環境,是一種既不受氣候條件影響而又十分幹淨的發電站;③潮汐電站的堤壩較低,容易建造,投資也很少。
海洋潮汐是怎樣發電的呢?
海洋潮汐是因為月球和太陽引潮力的作用而引起的海水周期性漲落現象。人們通常把海水在白天的漲落叫做“潮”,把海水在夜間的漲落叫做“汐”,合起來稱為“潮汐”。潮汐時時發生,無止無息。月球雖然比太陽小得多,但它離地球比太陽近得多,月球對地球上海水的引潮力大約是太陽的217倍。
海洋的潮汐中蘊藏的巨大的能量。在漲潮的過程中,洶湧而來的海水帶有非常龐大的動能,而隨著海水水位的升高,就把海水的巨大動能轉化為勢能。在落潮的過程中,海水奔騰而去,水位逐漸降低,大量的勢能又轉化為動能。海水在潮漲潮落運動中所包含的大量動能和勢能,稱為潮汐能。
海洋的潮汐能非常大。在我國浙江省蕭山縣新灣海塘上,有兩塊鋼筋混凝土塊,每塊的重量有12噸左右,在1968年的一次潮頭過後發現,這兩塊巨大的鋼筋混凝土塊竟被海潮推移了30多米的距離,可見海潮的力量之大!
潮汐漲落而形成的水位差,也就是相鄰高潮潮位與低潮潮位的高度差,稱為潮位差或潮差。一般,海洋中的潮差比較小,一般隻有幾十厘米,多者也隻有1米左右。而在喇叭狀海岸或河口的地區,潮差就很大。例如,加拿大的芬迪灣、法國的塞納河口、我國的錢塘江口、英國的泰晤士河口、巴西的亞馬遜河口、印度和孟加拉國的恒河口等,都是世界上潮差很大的地區。其中芬迪彎的潮差最高,達18米,是世界上潮差最大的地區。
海洋潮汐能的大小隨潮差而變,潮差越大那麼潮汐能也越大。比如,在1平方千米的海麵上,潮差5米時,其潮汐能的最大發電能力約為5500千瓦;而潮差為10米時,其潮汐能的最大發電能力可達22000千瓦。科學家們預算,全世界海洋蘊藏的潮汐能大概有27億千瓦,其每年的發電量可達33480萬億度。所以巨大的海洋潮汐有“藍色的煤海”之稱。
我國的海岸線長達2萬千米,潮汐能的蘊藏至少有2億千瓦,約占世紀潮汐能總蘊藏量的8%。其中,渤海3000萬千瓦,黃海5500萬千瓦,東海7400萬千瓦,南海4000萬千瓦。錢塘江的潮汐能大約700萬千瓦。
建國以後,在我國的廣東、上海、福建、浙江、山東和江蘇等地先後建成了數十座小型潮汐發電站。1980年我國建成的浙江溫嶺縣江廈潮汐電站,其裝機總容量為3000千瓦,有幾台500~700千瓦的機組已相繼正式並網發電。這座潮汐電站的規模僅次於法國的朗斯潮汐電站,居世界第二位。
人類越來越重視對天然資源的開發和利用,其中海洋潮汐發電的開發前影很大,如能讓人類全麵利用,那會給人類帶來更多的便利。