第二章科技新潮1(2 / 3)

海浪發電

一提到大海,人們立刻就會想到洶湧澎湃、波濤起伏,確實大海從來就不曾平靜過,無風時微波蕩漾,有風時巨浪翻滾,這正是海洋的“習性”。那奔騰咆哮的海浪猛烈拍打著岸邊的岩石,發出響雷般的轟鳴聲,激濺起高高的浪花,這正是海浪在顯示它那無窮的力量。盡管海浪的高度一般超不過20米,可是當它衝擊海岸時,卻能激起高達六七十米的浪花。這浪花猶如利劍,它曾將斯裏蘭卡海岸上一座屹立在60米高處的燈塔一舉擊碎。

海浪稱得上是一位“大力士”,它創造的記錄令人歎為觀止:拍打岸邊的激浪曾把法國契波格海港的3噸半重物拋過60米的高牆;在蘇格蘭的威克地方,巨大的海浪將1350噸的龐然大物移動了10米;在荷蘭的阿姆斯特丹,一塊20噸重的海中混凝土被海浪舉起了7米多高,然後又拋到距海麵15米的防波堤上;1952年,一艘美國輪船在意大利西部的海麵上被海浪劈為了兩半,殘船被衝得無影無蹤。

據測試,海浪對海岸的衝擊力可達每平方米20~30噸,在特殊情況下甚至達到60噸。科學家們決定利用海浪能發電,為人類造福。

我國的黃海和東海的年平均波高為15米,南海的年平均波高為1米,年平均波周期為6秒左右。專家預算,我國領海的海浪能總量達17億千瓦;全世界的海浪能總量高達25億千瓦,如此能量,令人驚歎不已。

1964年,日本造出了世界上第一個海浪發電裝置——航標燈。雖然這台發電機的發電能力隻有60瓦,隻夠一盞航標燈使用,但它卻開創了人類利用海浪來發電的新紀元。

利用海浪發電,不僅不消耗任何燃料和資源,也不產生任何汙染,是一種“幹淨”的發電技術。還有它不占用任何土地,隻要是有海浪的地方就能發電。對於那些無法架設電線的沿海小島,海浪發電是最適用不過的。

目前,利用海浪發電的方法主要有三種:一、利用海浪的上下運動所產生的空氣流或水流,使氣(水)輪機轉動,以帶動發電機發電;二、利用海浪裝置的前後擺動或轉動以產生空氣流或水流,使氣(水)輪機轉動,帶動發電機發電;三、將低大波浪變為小體積的高壓水,然後再把高壓水引入某一高位水池積蓄起來,使其產生高壓水頭,以衝動水輪發電機組進行發電。

浮標式波浪發電裝置就是利用海浪的上下運動所產生的空氣流來發電的裝置。這種發電裝置有一個空氣管,管內的水麵(相當於一個活塞)是相對靜止的,而水麵可以上下運動。因為海浪的起伏波動而使浮標作上下運動,這樣浮標體內的空氣活塞室裏的空氣就被水麵這個“活塞”所壓縮和擴張,使空氣從空氣活塞室裏衝出來,從而推動氣輪發電機組發電。

日本還研製一種錐形浮體式海浪發電裝置,也是浮標式發電裝置,但它是利用共振原理來發電。這種發電裝置的浮體,其固有頻率與海浪上下運動的頻率相等,因而出現共振,正是利用這種共振來發電。浮體的下端為錐體,錐體的頂端有一個能作正向和逆向轉動的螺旋槳。當浮體與海水作相對運動時,便驅使螺旋槳轉動而帶動發電機發電。

另外,還有一種固定式海浪發電裝置,其構造及工作原理跟浮標式極為相似,所不同的是將空氣活塞室固定在海岸,通過中央管道內水麵的上下升降來代替浮標的上下運動,以實現空氣活塞室內空氣的壓縮和擴張,以推動氣輪發電機組發電。

日本在20世紀70年代末就造出了一艘海浪發電兼消波的“海明”號大型海浪發電船,它能發出100~150千瓦的電能,並具有遠離海岸的電力傳輸裝置。這艘海浪發電船長80米,寬12米,總重500噸,船內安裝了幾台(空)氣輪機式海浪發電裝置。它經常錨泊在距離海岸3000米的海上,其錨泊海域的水深為40米左右。

90年代初英國在蘇格蘭的艾萊島上建造了一座發電能力為75千瓦的海浪發電站,它是繼挪威、日本之後利用海浪發電的第三個國家。此外英國愛丁堡大學目前正在研製發電能力為5萬千瓦的海浪發電裝置,英國人還計劃在海岸以外的海麵上建造海浪發電站。

挪威科學家提出了更為激動人心的設想:要人為地製造強大的波浪來進行海浪發電。如果這個設想能夠實現,人類將會進入一個完完全全的天然能使用時代。我國的科學家也正在朝這一方麵努力地研究探索著。

海流發電

海流中所蘊藏的動能是河洋能中蘊藏量最大的一種能源,科學家們發現海流也可以用來發電,它發電能產生50億千瓦左右,能量大得驚人。

海流發電是依靠海流的衝擊力來使水輪旋轉,再通過變速裝置變換成高速,然後帶動發電機發電。利用海流進行發電,比利用陸地上的河流進行發電要好得多。海流不受洪水的威脅,也不受枯水季節的影響,它幾乎以常年不變的流量不停地運動,它是取之不盡用之不竭的能源。

目前的海流發電多是浮在海麵上進行的。例如有一種花環式海流發電站,它由一串螺旋槳組成,其兩端固定於浮筒上,發電機裝在浮筒裏。整個電站迎著海流的方向而漂浮在海麵上,看上去就像是一個花環。這種發電站之所以用一串螺旋槳組成,主要是因為海流的流速小的緣故。這種海流發電站的發電能力一般是比較小的,通常隻能為燈塔和燈船提供電力,充其量也不過為潛艇上的蓄電池充一充電而已。