海洋能源中的海流与潮流能

海洋中的海流和潮流所储存的动能称为海流能和潮流能，海流的流速一般是0.5～1 n mile/h，高的可达3～4 n mile/h，海流蕴蓄的动能估计在5×109kW左右。由于海流流量极大，又没有枯水期，因此利用障碍体等装置把海流能提取出来，进而转换为电能的方式称作海流能、潮流能发电。

海流的能量密度较低，目前还没有非常理想的方案出现。

1.伞式发电装置

又称“WLVEC”装置，是由美国的H.E.沙伊茨提出的方案。在这个方案中，用来收集海流动能的，是一把一把的“雨伞”，这些“雨伞”串在一条长带子上，这条带子绕在一艘海流能发电船的转轮上。顺着海流流向一侧的伞，在海流冲击下，全部张开，以充分吸收海流的动能。而另一侧逆海流流向的伞，在海流作用下，全部收拢，以减小水阻力。这样，阻力伞在张开和收拢时几何形状的变化造成了回转轴两侧伞带的阻力差，这个阻力差形成了带动轮轴转动的力矩。伞带在海流中绕着转轮不停地转动着，从而带动发电机发电，方案的示意图见图2-21。

图2-21　伞式海流发电装置

2.海流发电驳船

潮流发电驳船是在用锚固定的船型浮体的两侧各安装几台螺旋桨水轮机，水轮机与舱内的发电机相连。美国把经过改装的驳船，停泊在加利福尼亚海流中，该海流的流速为22 000m/d。在驳船两侧分别装1～3个反应轮，海流使轮转动，转速为1r/min。通过增速齿轮，使转速提高到1 000r/min，便可带动装在船上的发电机而发电。当大风暴来临前，该船可驶到附近海港避风。该船的发电量为5×104kW，见图2-22。

3.科里奥利斯式海流发电装置

该装置是采用科里奥利斯型螺旋桨的发电装置，类似导管推进器装置。其示意图见图2-23。据计算，直径为50m的螺旋桨，可利用通过海水能量的15%，在潮流流速为6 n mile/h，一台发电机发出的电量约为4kW。(www.xing528.com)

图2-22　海流发电驳船示意图

图2-23　科里奥利斯螺旋桨立体剖视简图

4.超导体海流发电装置

该装置采用装有31 000高斯超导体的、直径为30m的圆板型发电元件，放在黑潮暖流中。当平均流速为1.5m/s时，发电量为1 500kW。如采用33个上述的元件，配置成直径为300m、长1km的辐射状巨大的圆形发电机，则发电量可达45 000kW。

5.“花环式”潮流能发电方案

因为海流发电机的一串转子看起来像个花环(图2-24)，因此得名。这种电站也可以在河流里用，所不同的是在海上需要有密封的浮筒以承受转子的张力，用钢索和锚以维持浮筒的深度和彼此间的距离。

图2-24　花环式海流能发电装置想象