為什么潮起潮落也能發(fā)電?
1966年,世界上第一座具有經濟價值的潮汐發(fā)電站在法國布列塔尼的圣馬洛灣建成啟用。潮汐發(fā)電的原理是什么?
你聽說過“海寧觀潮”嗎?它指的是在浙江杭州灣海寧附近錢塘江入??谔帲嫣氐某毕坝^吸引了許多人前來觀潮。每逢農歷的八月十八日前后潮汐現象達到最高峰,海浪從東海滾滾而來,在錢塘江入海口處形成滔天的涌潮,最高超過了10米,聲勢巨大,洶涌雄奇。這就是典型的潮汐現象,它是由于日、月引力的共同作用,再加上河口的特殊地形,從而形成的一種自然景觀。
其實,潮汐現象每個晝夜都在發(fā)生。根據萬有引力定律,地球上的海水會受到月球、太陽和其他天體的吸引力作用,由于月球距離地球最近,它對海水的吸引力起到主要作用。然而,地球和月球都是在不斷地運動的,地球、月球和太陽的相對位置會發(fā)生周期性變化,所以它們對海水的吸引力也在發(fā)生周期性變化,即在一天之內會產生兩次潮起潮落的潮汐現象。這種潮起潮落的過程,就像是海洋在有節(jié)奏地進行“呼吸”,而且永不衰竭。和波浪一樣,潮汐的漲落中也蘊藏著巨大的能量,只是波浪能源于海風,而潮汐能源于日月引力。漲潮時,海水將洶涌的動能轉化成勢能;退潮時,處于高位的海水又將勢能轉化成奔散遠去的動能。
利用這種潮汐能量發(fā)電的原理很多,最簡單的方法,就是在海灣或河口建造一座有攔水堤壩的水庫,漲潮時將洶涌而來的海水儲存在水庫內,然后在落潮時將海水放出,利用高、低潮位之間的落差,便可把海水的巨大勢能轉化為動能,用來推動水輪機旋轉,最終帶動發(fā)電機發(fā)電。為了使潮汐發(fā)電站能夠全天連續(xù)發(fā)電,可以采用雙水庫方式,即建兩個相鄰的水庫,水輪發(fā)電機組放在兩個水庫之間的隔壩內,一個水庫負責漲潮時進水,另一個水庫只在落潮時放水,兩個水庫之間始終保持有水位差,這樣就可以全天發(fā)電了。
潮汐能是一種用之不竭的再生能源,它無需消耗燃料,不形成污染。和波浪能的利用相比,潮汐能發(fā)電更加實際方便。因為潮汐周期可以提前預測,不像波浪的變動性那樣不可捉摸;潮汐能水電站主要建造在陸地江河的入??诟浇?,而波浪能發(fā)電設施則需要在海上作業(yè)。