涨潮为潮,落潮为汐,合起来称为潮汐。潮汐犹如大海的呼吸一样遵守着规律,每隔12小时35分钟发生一次,循环往复,永无休止。这是地球上的海水在月球的引力作用下形成的自然规律。潮汐蕴藏着巨大的能量,据科学家估计,整个地球上的每次潮汐蕴藏着10亿多千瓦的能量,如果能够充分利用,可以带给人类巨大的能源供应,而且永不枯竭,毫无污染。
潮汐发电的原理比较简单,和一般的水力发电差不多,修建一座大坝把靠海的河口或是海湾和大海分隔开,形成一座水库,在大坝中间修建闸门和水轮发电机,利用海水的涨落,推动发电机的叶轮旋转做功,进而发电。我国的海岸潮汐能储量是非常丰富的,大约有1.9亿千瓦,其中浙江、福建沿海就超过7400万千瓦。
浙江是潮汐发电的主力省,浙江江厦潮汐电站是我国已建成的最大的潮汐电站,隶属中国国电集团,总装机容量3200千瓦,年发电量600万度。
目前来看,潮汐发电的发展水平还不是很高,主要是对电站选址的要求较高,且相应的发电技术还不完全成熟。但考虑到潮汐与风力相比有着极强的规律性,便于掌控;相对太阳能,太阳能板的制造对环境有一定污染,而潮汐能是无污染的,所以相信在未来等潮汐发电的技术更加完备后,它也有希望成为未来的新能源之星。
独辟蹊径的温差能发电
海洋受阳光的照射,表层的海水温度比深层要高,两者的温差能可以用于发电,我国的南海表层水温大约为25℃,海面下500米的水温则只有5℃,温度相差20℃的海水,每吨蕴藏的热能大约相当于3吨煤。地球上所有海水温差所包含的热能相当于40亿亿吨煤的发热量,而这一能源来自太阳,永不枯竭。
那么怎么利用温差能来发电呢?通过热水泵从海洋表层抽取温海水送到蒸发器当中,蒸发器里有液氨,液氨的特性是在温度超过零下20℃时就能沸腾,当液氨吸收了温海水的能量后就会沸腾变为氨气,大量氨气受热膨胀就会推动发电机做功,从而达到发电的目的。做功后的氨气蒸气失去能量,压力和温度都已经降低,此时会进入冷凝器,利用海洋深处的冷海水进行进一步降温,再用增压器加压,此时氨气会变回液氨,被输送回蒸发器,这样循环使用,不断发电。海水温差能发电的原理说起来似乎很简单,但在2012年之前,只有美国和日本掌握应用海洋温差能发电的技术,因此这属于世界尖端科技。(www.xing528.com)
2012年10月26日,中国的“15千瓦温差能发电装置研究及试验”课题研发获得成功并通过验收,使得我国成为第三个独立掌握海洋温差能发电技术的国家。海水温差能发电技术还将继续发展,相信终会有大规模投入使用的那一天。
源自大地深处的礼物
我们经常会在电视上看到火山喷发的场景,由此不难想象地球内部很多地方都相当于一个个巨大的“锅炉”,会寻找时机向地面喷发无穷的热量。科学家估计每年从地球内部传递到地表的热量,大约相当于1000亿桶石油燃烧发出的总量,因此地热资源是非常庞大的。那么怎么才能把地热资源转化为我们能够利用的形式呢?在地表的一些地方,存在会向外界喷射蒸汽和热水的区域,比如温泉就是其中的代表,这类地方地热区域距离地表很近,方便人们开发。人们会打一眼竖井到达热岩层,再挖一眼斜井与竖井的底端相连。用炸药使得竖井底部的干热岩层出现空洞或缝隙,然后从斜井灌水进入空洞或缝隙,水被地热加热后变为蒸汽沿竖井上升到地表,推动地表的发电机做功产生电流。
西藏羊八井地热电站是我国最大的商业地热发电站,也是世界上海拔最高的地热电站,初期承担拉萨市平时供电的50%和冬季供电的60%,被誉为世界屋脊上的一颗明珠。1977年至2011年年底,累计发电26.79亿千瓦时,与燃煤电厂相比,节约标准煤88.4万吨,减少二氧化碳排放量318万吨。
我国地热发电规划根据《地热能开发利用“十三五”规划》要求,在“十三五”规划(2016—2020年)时期,新增地热发电装机容量500千瓦,到2020年,地热发电装机容量约为530千瓦。在西藏、川西等高温地热资源区建设高温地热发电工程;在华北、江苏、福建、广东等地区建设若干中低温地热发电工程。
此外,还有沼气能源、垃圾能源等多种新的能源形式在不断研究当中,终有一天,新能源将逐步取代旧能源,以更科学、更环保的方式点亮我们的生活。
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