從海洋身上“剪羊毛”

雷浩

人們把羊身上的長(zhǎng)毛剪下來(lái)，制成保暖的衣服。但羊不會(huì)因此受到傷害，過(guò)不了多久，羊毛又會(huì)長(zhǎng)出來(lái)。如果我們把大海看成一頭巨大的羊，人類能不能從它身上剪些“毛”下來(lái)呢？

仔細(xì)想想，還真可行！

海洋體積那么大，就像一座巨大的寶庫(kù)，海水又一直在運(yùn)動(dòng)，蘊(yùn)含著巨大的能量，所以，人們就想，如果將這些能量轉(zhuǎn)化成電能該多好啊！

為此，科學(xué)家和工程師想了很多奇妙的主意，比如利用海水的溫度差發(fā)電、利用海水的鹽度差發(fā)電等。但由于這些方法的限制條件過(guò)多，難以大規(guī)模應(yīng)用。后來(lái)，一種新型的發(fā)電技術(shù)——潮汐發(fā)電被研究出來(lái)啦！

什么是潮汐呢？簡(jiǎn)單說(shuō)，就是漲潮和落潮。潮汐一般早晚各一次，是在太陽(yáng)和月球的引潮力作用下產(chǎn)生的。人們站在海邊，看潮起潮落，突然靈機(jī)一動(dòng)：漲潮和落潮意味著水位變化，這不正和水力發(fā)電的原理很像嘛。

說(shuō)干就干，1913 年，人們?cè)诘聡?guó)的北海海岸建造了世界上第一座潮汐發(fā)電站;20 世紀(jì)60 年代，人們?cè)诜▏?guó)圣馬洛灣朗斯河口建造了世界上第一座具有商業(yè)實(shí)用價(jià)值的潮汐發(fā)電站——朗斯潮汐發(fā)電站……今天，越來(lái)越多的潮汐發(fā)電站被投入使用，人類對(duì)潮汐能的研究也越來(lái)越深入。

潮汐發(fā)電站的原理是，在海流湍急的海域或者潮汐差大的海灣入口建一座大壩，把海灣或河——潮汐發(fā)電站從海洋身上“剪羊毛”口與大海隔開，使它們成為天然的水庫(kù)。在大壩上留一個(gè)缺口，并在缺口處安裝水輪發(fā)電機(jī)。在巨大的水輪發(fā)電機(jī)上安裝葉片，漲潮時(shí)海水從缺口處流進(jìn)水庫(kù)，落潮時(shí)海水原路流回大海。此時(shí)，水流就像風(fēng)一樣撞擊葉片，推動(dòng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電，于是電能就從水輪發(fā)電機(jī)里源源不斷地輸出來(lái)了。

但在實(shí)際操作過(guò)程中，人們發(fā)現(xiàn)建造潮汐發(fā)電站面臨著很多挑戰(zhàn)。

第一，潮汐發(fā)電站要求漲潮落潮的水位差必須較大。

第二，建壩蓄水需要能儲(chǔ)存大量海水的海岸地形，海灣要肚大口小。

第三，要有良好的環(huán)境，比如地基要穩(wěn)，不能有大地震，風(fēng)浪要小，泥沙淤積要少。

即便建成了潮汐發(fā)電站，在運(yùn)行過(guò)程中，人們還面臨著一些問(wèn)題，其中最大的問(wèn)題就是發(fā)電成本高，效率低。原來(lái)，潮汐發(fā)電站的建造費(fèi)用很高，而且是一次性投入，但潮汐一般是早晚出現(xiàn)，因此很多潮汐發(fā)電站并不能一天24 小時(shí)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，因?yàn)殡娏茈y儲(chǔ)存，所以其電力輸出并不穩(wěn)定。除此之外，建筑結(jié)構(gòu)被海水腐蝕、海洋生物附著等問(wèn)題都會(huì)影響設(shè)備運(yùn)行。

那么，既然有那么多問(wèn)題，人們?yōu)槭裁催€要研究它、建造它呢？這是因?yàn)槌毕l(fā)電站的優(yōu)點(diǎn)也很突出。和水電站相比，潮汐發(fā)電站不僅不會(huì)損壞大量農(nóng)田，還會(huì)促進(jìn)水產(chǎn)養(yǎng)殖和交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展。這對(duì)于人多地少、農(nóng)田非常寶貴的沿海地區(qū)來(lái)說(shuō)，是非常重要的。

潮汐發(fā)電站是人類利用海洋能源的又一大創(chuàng)舉，也將隨著未來(lái)科技的進(jìn)步而逐漸完善。