2015年第5期 科普之林  
 
 
绿色能源——海流能发电
高峰
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近年来,可再生能源不再仅仅是环保人士热衷的话题,而且成为能源专家认真思考的课题。现在,欧洲的科研人员也把注意力放到了隐含在潮汐中的海水能量。科研人员将来准备利用风能发电技术,在海下开发隐藏在潮汐中的巨大能源潜力。 

根据太阳能研究联合会的调查数据,世界能源总需求量的5%可以通过利用各种形式的海能予以满足。2月中旬,靠近英国西海岸的全球第一个水下叶片转动设备的试验样机正式启用。这个安装在布里斯托尔湾的名为“海流”的装置,看上去容易让人联想到倒立的风车。在水下20米的地方,一台直径为11米的叶片转动装置,以每分钟15转的速度随着潮涨潮落的水流稳稳地旋转着。根据水位的高低不同,这个竖塔上面部分的510米会露出水面。 

至今普遍使用的水力发电设备,其涡轮机一般都安装在一个封闭式的管道里转动。与此不同,“海流”型的叶片转动装置却是开放式的,也就是说,用不着建造水坝。如果没有在风能利用方面的进展,这种新式的海能发电技术是不可想象的。 

太阳能供应技术研究所认为,由潮汐带动的海下旋转叶片,是太阳能和风能发电的最佳补充。其优势在于水下风车不受天气的影响,可以较好地预先计算出它的工作效益。只要地球还在自转,月亮还在围绕地球公转,这个能源就一直存在。 

这种技术主要是对拥有较长海岸线的国家有意义,比如说英国。据英国估算,利用“海流”技术可满足英国20%~30%的能源需求。现在这台试验样机的发电功率大约是300千瓦,但将来的设备将可以达到兆瓦级的发电功率。就整个欧洲而言,总共有100多个地方适合于设立海能发电装置,共生产12 500兆瓦的电能,差不多相当于12个核电站的发电量。在今后的5年之内,这个试验项目将会发展成商业化的技术。 

估计海能生产的电力价位在每千瓦小时5~10欧分,常规电站的电价每千瓦小时大约是3欧分,而太阳能发电的电价却高达50欧分左右。这个价位,不算低得无可竞争,但是也不算高得太多,以至于没有希望或者不值得继续开发这一技术。以实际的眼光来看,未来的能源供应将建立在各种可再生能源的组合上。

国际环保组织“绿色和平”也认为,海能将是未来能源结构的一个重要组成部分。海流技术是风能发电技术的进一步逻辑发展,特别是对北大西洋的沿岸国家来说,很具吸引力。 

相比之下,水流的能量密度要比质量轻许多的空气的能量密度大得多。因此,规格较小的海能设备所能够生产的电能,就已经和较大的风车一样多了。比如说,为了获得一个兆瓦的发电量,风车的叶片直径必须是55米左右,但是到了水下,直径大约为20米的叶片就已经足够了。 

对海下生物来说,这种新技术也可能会造成一定的威胁。因此必须研究海能发电设备对海下生物可能产生的影响,尤其是海下哺乳动物鲸和海豹等。

 
 
 
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