海浪發(fā)電

一提到大海，人們立刻就會(huì)想到?jīng)坝颗炫?、波濤起伏，確實(shí)大海從來就不曾平靜過，無風(fēng)時(shí)微波蕩漾，有風(fēng)時(shí)巨浪翻滾，這正是海洋的“習(xí)性”。那奔騰咆哮的海浪猛烈拍打著岸邊的巖石，發(fā)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(dāng)它沖擊海岸時(shí)，卻能激起高達(dá)六七十米的浪花。這浪花猶如利劍，它曾將斯里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(chuàng)造的記錄令人嘆為觀止：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米的高墻；在蘇格蘭的威克地方，巨大的海浪將1350噸的龐然大物移動(dòng)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，然后又拋到距海面1.5米的防波堤上；1952年，一艘美國輪船在意大利西部的海面上被海浪劈為了兩半，殘船被沖得無影無蹤。

據(jù)測(cè)試，海浪對(duì)海岸的沖擊力可達(dá)每平方米20～30噸，在特殊情況下甚至達(dá)到60噸?？茖W(xué)家們決定利用海浪能發(fā)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(yù)算，我國領(lǐng)海的海浪能總量達(dá)1.7億千瓦；全世界的海浪能總量高達(dá)25億千瓦，如此能量，令人驚嘆不已。

1964年，日本造出了世界上第一個(gè)海浪發(fā)電裝置——航標(biāo)燈。雖然這臺(tái)發(fā)電機(jī)的發(fā)電能力只有60瓦，只夠一盞航標(biāo)燈使用，但它卻開創(chuàng)了人類利用海浪來發(fā)電的新紀(jì)元。

利用海浪發(fā)電，不僅不消耗任何燃料和資源，也不產(chǎn)生任何污染，是一種“干凈”的發(fā)電技術(shù)。還有它不占用任何土地，只要是有海浪的地方就能發(fā)電。對(duì)于那些無法架設(shè)電線的沿海小島，海浪發(fā)電是最適用不過的。

目前，利用海浪發(fā)電的方法主要有三種：一、利用海浪的上下運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的空氣流或水流，使氣（水）輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，以帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電；二、利用海浪裝置的前后擺動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)以產(chǎn)生空氣流或水流，使氣（水）輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電；三、將低大波浪變?yōu)樾◇w積的高壓水，然后再把高壓水引入某一高位水池積蓄起來，使其產(chǎn)生高壓水頭，以沖動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電。

浮標(biāo)式波浪發(fā)電裝置就是利用海浪的上下運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的空氣流來發(fā)電的裝置。這種發(fā)電裝置有一個(gè)空氣管，管內(nèi)的水面（相當(dāng)于一個(gè)活塞）是相對(duì)靜止的，而水面可以上下運(yùn)動(dòng)。因?yàn)楹＠说钠鸱▌?dòng)而使浮標(biāo)作上下運(yùn)動(dòng)，這樣浮標(biāo)體內(nèi)的空氣活塞室里的空氣就被水面這個(gè)“活塞”所壓縮和擴(kuò)張，使空氣從空氣活塞室里沖出來，從而推動(dòng)氣輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。

日本還研制一種錐形浮體式海浪發(fā)電裝置，也是浮標(biāo)式發(fā)電裝置，但它是利用共振原理來發(fā)電。這種發(fā)電裝置的浮體，其固有頻率與海浪上下運(yùn)動(dòng)的頻率相等，因而出現(xiàn)共振，正是利用這種共振來發(fā)電。浮體的下端為錐體，錐體的頂端有一個(gè)能作正向和逆向轉(zhuǎn)動(dòng)的螺旋槳。當(dāng)浮體與海水作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，便驅(qū)使螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。

另外，還有一種固定式海浪發(fā)電裝置，其構(gòu)造及工作原理跟浮標(biāo)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(nèi)水面的上下升降來代替浮標(biāo)的上下運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)空氣活塞室內(nèi)空氣的壓縮和擴(kuò)張，以推動(dòng)氣輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。

日本在20世紀(jì)70年代末就造出了一艘海浪發(fā)電兼消波的“海明”號(hào)大型海浪發(fā)電船，它能發(fā)出100～150千瓦的電能，并具有遠(yuǎn)離海岸的電力傳輸裝置。這艘海浪發(fā)電船長80米，寬12米，總重500噸，船內(nèi)安裝了幾臺(tái)（空）氣輪機(jī)式海浪發(fā)電裝置。它經(jīng)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(fā)電能力為75千瓦的海浪發(fā)電站，它是繼挪威、日本之后利用海浪發(fā)電的第三個(gè)國家。此外英國愛丁堡大學(xué)目前正在研制發(fā)電能力為5萬千瓦的海浪發(fā)電裝置，英國人還計(jì)劃在海岸以外的海面上建造海浪發(fā)電站。

挪威科學(xué)家提出了更為激動(dòng)人心的設(shè)想：要人為地制造強(qiáng)大的波浪來進(jìn)行海浪發(fā)電。如果這個(gè)設(shè)想能夠?qū)崿F(xiàn)，人類將會(huì)進(jìn)入一個(gè)完完全全的天然能使用時(shí)代。我國的科學(xué)家也正在朝這一方面努力地研究探索著。