海流能及其开发利用：潜力与前景

海流发电不必像潮汐发电那样,需要修筑大坝,担心泥沙淤积；也不必担心电力输出不稳定。目前海流发电虽然还处于在小型试验阶段,它的发展还不及潮汐发电和海浪发电,但人们相信,海流发电将以稳定可靠、装置简单的优点,在海洋能的开发利用中独树一帜。

海流发电装置的基本形式与风车、水车相似,所以海流发电装置常被称为水下“风” 车,或潮流水车。海流发电装置基本上有以下几种形式。

叶轮式发电原理就是海流推动轮叶,轮叶带动发电机发电。轮叶可以是螺旋架式的,也可以是转轮式的。轮叶的转轴有与海流平行的,也有与海流垂直的。轮叶可以直接带动发电机,也可以先带动水泵,再由泵产生高压来驱动发电机组。整个装置可以是固定式的,也可以是半潜式的。虽然形式不同,但它们的原理都是相同的。

日本设计的这种形式的海流发电装置,轮叶的直径达53m,输出功率可达2500kW。美国设计的类似海流发电装置,螺旋桨直径达73m,输出功率为5000kW。澳大利亚建成的一台“潮流水车”,可装在锚泊的船上或者海上石油开采平台上,用时放下发电,不用时可以吊起来。法国设计了固定在海底的螺旋桨式海流发电装置,直径为10.5m,输出功率达5000kW。(www.xing528.com)

降落伞式整个装置设计独特,别具一格,结构简单,造价低廉,不论流速大小,都能顺利工作。整个装置用12个“降落伞”组成,它们串联在环形的铰链绳上。“降落伞”长约12m,每个“降落伞”之间相距约30m。当海流方向顺着“降落伞”时,依靠海流的力量撑开“降落伞”,并带动它们向前运动；当海流方向逆着“降落伞”时,依靠海流的力量收拢“降落伞”,结果铰链绳在撑开的“降落伞”的带动下,不断地转动着。铰链绳又带动安装在船上的绞盘转动,绞盘则带动发电机发电。

磁流式这种海流发电方式还处在原理性研究阶段。它的基本原理与磁流体发电原理大体相同。磁流体发电是当今新型的发电方式,它用高温等离子气体为工作介质,高速垂直流过强大的磁场后直接产生电流。现在以海水作为工作介质,当存有大量离子(如氯离子、钠离子)的海水垂直流过放置在海水中的强大磁场时,就可以获得电能。磁流式发电装置没有机械传动部件,不用发电机组,海流能的利用效率很高,可成为海流发电的最优装置。