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5e科普 | 蓝色的能源—海洋能

来源:网络整理 作者:华侨时报 发布时间:2018-01-02
摘要:海洋中除了有丰富的动植物资源和矿物资源外,还蕴藏着巨大的可再生能源,这就是潮汐能、海流能、波浪能、海水

5e科普 | 蓝色的能源—海洋能

海洋中除了有丰富的动植物资源和矿物资源外,还蕴藏着巨大的可再生能源,这就是潮汐能、海流能、波浪能、海水温差能、海水浓度差能等,统称海洋能。其中波浪能、潮汐能、海流能是机械能;海水的温差能和浓度差能则是热能和化学能。

潮汐主要是由月球的引力所引起的,在地球上正对月球的区域的海水受月球的引力最大,同时由于地球自转产生的离心力,使海水向上凸出,这就是涨潮,潮涨到最高位置叫作“平潮”。在地球上背对着月球的一面,由于月球的引力最小,海水散开,形成凹面,这就是落潮,其最低水面称为“停潮”。

在一昼夜内,地球上任何一处的海水都会正对和背对月球各一次,因此海水要涨落两次:夜晚和白天各一次,但每天的平潮和停潮的水位都不相同,每月有一次大潮和低潮。太阳虽然也对地球上的海水有引力作用,但太阳离地球比月球离地球远得多,因此太阳对海水的引力仅是月球对海水引力的2/5。因此在考察海洋潮汐时,主要考虑月球对海水的引力。

虽然地球上各处的海洋都有潮汐,但各海域的地理条件不同,平潮和停潮的水位差异(叫潮差)也不同。加拿大的芬迪湾有世界上最大的潮差—18米;我国杭州湾的最大潮差也达8.93米。每年阴历八月十八日前后,钱塘江口的海宁潮则是天下奇观,成了重要的旅游资源。

另外,英国的泰晤士河口、巴西的亚马逊河口、孟加拉的恒河口都是潮差较大的海域。潮差越大,所蕴藏的潮汐能量越大。全世界海洋中的潮汐能资源量约30亿千瓦,其中我国的潮汐能资源量约2.4亿千瓦,占世界资源量的8%。

我国早在1000多年以前就知道利用潮汐过程中水的冲力推动水磨,加工谷物。18世纪我国还有过利用潮汐能的锯木厂。只是在近代才有利用潮汐的水位落差推动涡轮机发电的技术。法国西北部英吉利海峡的朗斯河口,由于潮差有13.5米,而河口仅750米,因此修筑了拦海大坝,在涨潮时拦蓄海水,在落潮时,放水发电。1956年开始建设试验性的发电站,1967年建成24台单机容量为1万千瓦的潮汐发电机组。1984年在加拿大芬迪湾安纳波利斯安装了一台2万千瓦的潮汐发电机,这是世界上最大的潮汐发电机。

我国于1961年在浙江的温岭建成第一座装机容量为40千瓦的潮汐发电站,此后又在东南沿海的广东、福建、浙江、江苏、山东等地建成了潮汐发电站,其中浙江乐清湾的江厦潮汐发电站的装机容量仅次于法国的朗斯和加拿大的安纳波利斯。

海洋能还包括波浪能,地球上海洋面积3.6亿平方千米,按每平方千米海面波浪的能量为25万千瓦计算,全球波浪能总量达90万亿千瓦,如果全部用来发电,每年可发电567亿亿千瓦时,是目前全世界发电量的4万倍以上。但是利用波浪发电还有许多技术问题,目前只有日本、挪威等国研制了较大规模的波浪发电。我国研制成功利用波浪能发电的航标灯,并在1990年投入使用。

海水的表层和深层有明显的温差,这种温差可转换为电能,但还有许多技术问题要解决,目前还在研究阶段。

蓝色的海洋不仅有丰富的物质资源,而且也蕴藏着巨大的、无污染的、可再生的能源,这是人类将来要研究和开发的领域。

5e科普 | 蓝色的能源—海洋能

责任编辑:华侨时报