人們是怎樣利用海水發(fā)電的?

【專家解說(shuō)】：名稱: 海水溫差發(fā)電 主題詞或關(guān)鍵詞: 發(fā)電站 能源科學(xué) 內(nèi)容 利用海水表層(熱源)和深層(冷源)之間的溫度差發(fā)電的電站，叫海水溫差發(fā)電站。 早在1881年9月，巴黎生物物理學(xué)家德·阿松瓦爾就提出利用海洋溫差發(fā)電的設(shè)想。 1926年11月，法國(guó)科學(xué)院建立了一個(gè)實(shí)驗(yàn)溫差發(fā)電站，證實(shí)了阿松瓦爾的設(shè)想。1930年，阿松瓦爾的學(xué)生克洛德在古巴附近的海中建造了一座海水溫差發(fā)電站。 1961年法國(guó)在西非海岸建成兩座3500千瓦的海水溫差發(fā)電站。美國(guó)和瑞典于1979年在夏威夷群島上共同建成裝機(jī)容量為1000千瓦的海水溫差發(fā)電站，美國(guó)還計(jì)劃在21世紀(jì)初建成一座100萬(wàn)千瓦的海水溫差發(fā)電裝置，以及利用墨西哥灣暖流的熱能在東部沿海建立500座海洋熱能發(fā)電站，發(fā)電能力達(dá)2億千瓦。 把熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能必須具備三個(gè)基本條件:熱源、冷源和工質(zhì)。普通熱機(jī)用水作工質(zhì)，熱源加熱工質(zhì)，產(chǎn)生蒸汽，驅(qū)動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電，排出廢汽被冷凝器冷卻，凝結(jié)水送回鍋爐，繼續(xù)被加熱，循環(huán)使用。海洋熱能主要來(lái)自太陽(yáng)能。世界大洋的面積浩瀚無(wú)邊，熱帶洋面也相當(dāng)寬廣。海洋熱能用過(guò)后即可得到補(bǔ)充，很值得開發(fā)利用。海水溫差發(fā)電技術(shù)，是以海洋受太陽(yáng)能加熱的表層海水(25℃~28℃)作高溫?zé)嵩?，而?00米~1 000米深處的海水(4℃~7℃)作低溫?zé)嵩?，用熱機(jī)組成的熱力循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電的技術(shù)。從高溫?zé)嵩吹降蜏責(zé)嵩矗赡塬@得總溫差15℃~20℃左右的有效能量。最終可能獲得具有工程意義的11℃溫差的能量。 據(jù)計(jì)算，從南緯20度到北緯20度的區(qū)間海洋洋面，只要把其中一半用來(lái)發(fā)電，海水水溫僅平均下降1℃，就能獲得600億千瓦的電能，相當(dāng)于目前全世界所產(chǎn)生的全部電能。專家們估計(jì)，單在美國(guó)的東部海岸由墨西哥灣流出的暖流中，就可獲得美國(guó)在1980年需用電量的75倍。 據(jù)海洋學(xué)家估計(jì)，全世界海洋中的溫度差所能產(chǎn)生的能量達(dá)20億千瓦。 潮汐發(fā)電 由于引潮力的作用，使海水不斷地漲潮、落潮。漲潮時(shí)，大量海水洶涌而來(lái)，具有很大的動(dòng)能;同時(shí)，水位逐漸升高，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能。落潮時(shí)，海水奔騰而歸，水位陸續(xù)下降，勢(shì)能又轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。海水在運(yùn)動(dòng)時(shí)所具有的動(dòng)能和勢(shì)能統(tǒng)稱為潮汐能。 我國(guó)大陸海岸線長(zhǎng)，島嶼眾多，北起鴨綠江口，南到北侖河口，長(zhǎng)達(dá)18000多公里，加上5000多個(gè)島嶼的海岸線14000多公里，海岸線共長(zhǎng)32000多公里，因此潮汐能資源是很豐富的。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國(guó)潮汐能蘊(yùn)藏量為1.1億千瓦，年發(fā)電量可達(dá)2750千瓦時(shí)，其中可供開發(fā)的約3850萬(wàn)千瓦，年發(fā)電量870億千瓦時(shí)，大約相當(dāng)于40多個(gè)新安江水電站。目前我國(guó)潮汐電站總裝機(jī)容量已有1萬(wàn)多千瓦。 潮汐能的重要應(yīng)用之一是發(fā)電。1913年德國(guó)在北海海岸建立了第一座潮汐發(fā)電站。1957年我國(guó)在山東建成了第一座潮汐發(fā)電站。1978年8月1日山東乳山縣后沙口潮汐電站開始發(fā)電，年發(fā)電量230萬(wàn)千瓦時(shí)。1980年8月4日我國(guó)第一座“單庫(kù)雙向”式潮汐電站--江廈潮汐試驗(yàn)電站正式發(fā)電，裝機(jī)容量為3000千瓦，年平均發(fā)電1070萬(wàn)千瓦時(shí)，其規(guī)模僅次于法國(guó)朗斯潮汐電站(裝機(jī)容量為24萬(wàn)千瓦，年發(fā)電5.4億千瓦時(shí))，是當(dāng)時(shí)世界第二大潮汐發(fā)電站。 簡(jiǎn)單地說(shuō)，潮汐發(fā)電就是在海灣或有潮汐的河口建筑一座攔水堤壩，形成水庫(kù)，并在壩中或壩旁放置水輪發(fā)電機(jī)組，利用潮汐漲落時(shí)海水水位的升降，使海水通過(guò)水輪機(jī)時(shí)推動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。從能量的角度說(shuō)，就是利用海水的勢(shì)能和動(dòng)能，通過(guò)水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能。 潮汐發(fā)電的型式有三種。 第一種是單庫(kù)單向電站。即只用一個(gè)水庫(kù)，僅在漲潮(或落潮)時(shí)發(fā)電，我國(guó)浙江省溫嶺縣沙山潮汐電站就是這種類型。 第二種是單庫(kù)雙向電站。用一個(gè)水庫(kù)，但是漲潮與落潮時(shí)均可發(fā)電，只是在平潮時(shí)不能發(fā)電，廣東省東莞縣的鎮(zhèn)口潮汐電站及浙江省溫嶺縣江廈潮汐電站，就是這種型式。 第三種是雙庫(kù)雙向電站。它是用二個(gè)相鄰的水庫(kù)，使一個(gè)水庫(kù)在漲潮時(shí)進(jìn)水，另一個(gè)水庫(kù)在落潮時(shí)放水，這樣前一個(gè)水庫(kù)的水位總比后一個(gè)水庫(kù)的水位高，故前者稱為上水庫(kù)，后者稱為下水庫(kù)。水輪發(fā)電機(jī)組放在兩水庫(kù)之間的隔壩內(nèi)，兩水庫(kù)始終保持著水位差，故可以全天發(fā)電。 潮汐發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)是成本低，每度電的成本只相當(dāng)火電站的八分之一。