第7章 海浪发电

一提到大海，人们立刻就会想到汹涌澎湃、波涛起伏，确实大海从来就不曾平静过，无风时微波荡漾，有风时巨浪翻滚，这正是海洋的“习性”。那奔腾咆哮的海浪猛烈拍打着岸边的岩石，发出响雷般的轰鸣声，激溅起高高的浪花，这正是海浪在显示它那无穷的力量。尽管海浪的高度一般超不过20米，可是当它冲击海岸时，却能激起高达六七十米的浪花。这浪花犹如利剑，它曾将斯里兰卡海岸上一座屹立在60米高处的灯塔一举击碎。

海浪称得上是一位“大力士”，它创造的记录令人叹为观止：拍打岸边的激浪曾把法国契波格海港的3吨半重物抛过60米的高墙；在苏格兰的威克地方，巨大的海浪将1350吨的庞然大物移动了10米；在荷兰的阿姆斯特丹，一块20吨重的海中混凝土被海浪举起了7米多高，然后又抛到距海面1.5米的防波堤上；1952年，一艘美国轮船在意大利西部的海面上被海浪劈为了两半，残船被冲得无影无踪。

据测试，海浪对海岸的冲击力可达每平方米20～30吨，在特殊情况下甚至达到60吨。科学家们决定利用海浪能发电，为人类造福。

我国的黄海和东海的年平均波高为1.5米，南海的年平均波高为1米，年平均波周期为6秒左右。专家预算，我国领海的海浪能总量达1.7亿千瓦；全世界的海浪能总量高达25亿千瓦，如此能量，令人惊叹不已。

1964年，日本造出了世界上第一个海浪发电装置——航标灯。虽然这台发电机的发电能力只有60瓦，只够一盏航标灯使用，但它却开创了人类利用海浪来发电的新纪元。

利用海浪发电，不仅不消耗任何燃料和资源，也不产生任何污染，是一种“干净”的发电技术。还有它不占用任何土地，只要是有海浪的地方就能发电。对于那些无法架设电线的沿海小岛，海浪发电是最适用不过的。

目前，利用海浪发电的方法主要有三种：一、利用海浪的上下运动所产生的空气流或水流，使气（水）轮机转动，以带动发电机发电；二、利用海浪装置的前后摆动或转动以产生空气流或水流，使气（水）轮机转动，带动发电机发电；三、将低大波浪变为小体积的高压水，然后再把高压水引入某一高位水池积蓄起来，使其产生高压水头，以冲动水轮发电机组进行发电。

浮标式波浪发电装置就是利用海浪的上下运动所产生的空气流来发电的装置。这种发电装置有一个空气管，管内的水面（相当于一个活塞）是相对静止的，而水面可以上下运动。因为海浪的起伏波动而使浮标作上下运动，这样浮标体内的空气活塞室里的空气就被水面这个“活塞”所压缩和扩张，使空气从空气活塞室里冲出来，从而推动气轮发电机组发电。

日本还研制一种锥形浮体式海浪发电装置，也是浮标式发电装置，但它是利用共振原理来发电。这种发电装置的浮体，其固有频率与海浪上下运动的频率相等，因而出现共振，正是利用这种共振来发电。浮体的下端为锥体，锥体的顶端有一个能作正向和逆向转动的螺旋桨。当浮体与海水作相对运动时，便驱使螺旋桨转动而带动发电机发电。

另外，还有一种固定式海浪发电装置，其构造及工作原理跟浮标式极为相似，所不同的是将空气活塞室固定在海岸，通过中央管道内水面的上下升降来代替浮标的上下运动，以实现空气活塞室内空气的压缩和扩张，以推动气轮发电机组发电。

日本在20世纪70年代末就造出了一艘海浪发电兼消波的“海明”号大型海浪发电船，它能发出100～150千瓦的电能，并具有远离海岸的电力传输装置。这艘海浪发电船长80米，宽12米，总重500吨，船内安装了几台（空）气轮机式海浪发电装置。它经常锚泊在距离海岸3000米的海上，其锚泊海域的水深为40米左右。

90年代初英国在苏格兰的艾莱岛上建造了一座发电能力为75千瓦的海浪发电站，它是继挪威、日本之后利用海浪发电的第三个国家。此外英国爱丁堡大学目前正在研制发电能力为5万千瓦的海浪发电装置，英国人还计划在海岸以外的海面上建造海浪发电站。

挪威科学家提出了更为激动人心的设想：要人为地制造强大的波浪来进行海浪发电。如果这个设想能够实现，人类将会进入一个完完全全的天然能使用时代。我国的科学家也正在朝这一方面努力地研究探索着。