[科普中國]-海流能利用

中國開發(fā)利用海洋能，始于20世紀50年代中期。起初著重研究開發(fā)利用潮汐能資源，建設(shè)潮汐發(fā)電站。70年代以后，出現(xiàn)了建立潮汐電站的第二個高潮，同時開始進行波浪能和潮流能的利用研究。近年來又著手海水溫差能和鹽度差能開發(fā)原理和發(fā)電技術(shù)的研究。目前，中國的海洋能開發(fā)利用研究，特別是潮汐能和波浪能發(fā)電技術(shù)已接近世界先進水平。

簡介中國開發(fā)利用海洋能，始于20世紀50年代中期。起初著重研究開發(fā)利用潮汐能資源，建設(shè)潮汐發(fā)電站。70年代以后，出現(xiàn)了建立潮汐電站的第二個高潮，同時開始進行波浪能和潮流能的利用研究。近年來又著手海水溫差能和鹽度差能開發(fā)原理和發(fā)電技術(shù)的研究。目前，中國的海洋能開發(fā)利用研究，特別是潮汐能和波浪能發(fā)電技術(shù)已接近世界先進水平。1

我國海流能利用70年代末，中國舟山的何世鈞先生曾進行過海流能開發(fā)研究，建造了一個試驗裝置并得到了6.3kw的電力輸出。80年代初，哈爾濱工程大學(xué)開始研究一種直葉片的新型海流透平，獲得較高的效率，并于1984年完成60W模型的實驗室研究，之后開發(fā)出千瓦級裝置在河流中進行試驗。

90年代以來，中國開始計劃建造海流能示范應(yīng)用電站，在八五、九五科技攻關(guān)中均對海流能進行連續(xù)支持。目前，哈爾濱工程大學(xué)正在研建75kw的潮流電站。意大利與中國合作在舟山地區(qū)開展了聯(lián)合海流能資源調(diào)查，計劃開發(fā)140kw的示范電站。1

海流能發(fā)電技術(shù)海流能發(fā)電技術(shù)比陸地上的河流發(fā)電優(yōu)越得多，既不受洪水的威脅，又不受枯水季節(jié)的影響，水量和流速常年不變，是一種非常可靠的能源。由于海水的密度約為空氣的1 000倍，且發(fā)電裝置必須放置于水下，故海流能發(fā)電存在著一系列的關(guān)鍵技術(shù)問題，如安裝維護、電力輸送、防腐、海洋 環(huán)境中的載荷與安全性能等。

海流能發(fā)電原理與風(fēng)力發(fā)電、水力發(fā)電原理相似，是利用流動的介質(zhì)來推動水輪機發(fā)電。英國科學(xué)家法拉第提出還可以利用海流切割地球磁場的磁力線所作的功來發(fā)電，但是地球磁場的強度很弱，這種發(fā)電方式產(chǎn)生的電流強度不大，難以為人們提供電力。超導(dǎo)材料的出現(xiàn)給這種設(shè)想帶來了希望，利用超導(dǎo)材料制成的超導(dǎo)磁體可獲得高強度的磁場。所以一些科學(xué)家提出了一個大膽的設(shè)想，只要將一個3.1 T的超導(dǎo)磁體放入黑潮區(qū)，海流切割超導(dǎo)磁體磁場的磁力線即可發(fā)出1 500 kW電來。盡管這種設(shè)想在技術(shù)上還難以實現(xiàn)，但它為建立一種全新的海流能發(fā)電技術(shù)提供了最基本的框架。2

發(fā)展趨勢在小容量示范裝置試驗成功的基礎(chǔ)上，海流能發(fā)電裝置將向大型化發(fā)展，以降低裝置的單位裝機容量造價。英國IT公司論證后認為，只有當(dāng)裝機容量達500 kW以上才可以獲得商業(yè)性收益。

海流能發(fā)電領(lǐng)域的前沿技術(shù):1、易上浮的坐底式技術(shù)，這種技術(shù)可避免對航運的影響，抗臺風(fēng)能力強，易于維修。2、防海水腐蝕、海洋生物附著的技術(shù)，如特種涂料的研制、陰極保護等技術(shù)。2

存在的問題(1)海流能具有大功率低流速特性，因此要求海流能發(fā)電裝置的葉片、結(jié)構(gòu)、地基(錨泊點或打樁樁基)要比風(fēng)能利用裝置有更大的強度。

(2)海水腐蝕和海洋生物附著問題。

(3)海水中的泥沙進入裝置后，易對裝置中的軸承造成一定的損壞。

(4)漂浮式裝置存在抗臺風(fēng)問題。

(5)位于水道上的漂浮式裝置對航運有一定影響。2

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

胡芳碧 - 副教授 - 西南大學(xué)