“大海的脈搏”

每年中秋節前後,四麵八方的人群,都會湧向浙江杭州灣的錢塘江畔,為的是去觀潮。其實,大海朝朝夕夕都在漲落,隻不過中秋節前後的錢塘江潮更壯觀而已。

自古以來,人們就懂得潮汐的規律。唐朝詩人白居易寫的《看潮詩》中,就有“早潮才落晚潮來,一月周流六十回。”的詩句。可是古時人們並不懂得,造成海洋潮汐的“禍首”是遠在天外的月亮。

月球用它巨大的引力,吸引著地球的海水。使海水有時漲、有時落。當月球引力和地球自轉的離心力的合力背向地心時,就漲潮;麵向地心時,就落潮。白天在海麵漲落的叫“潮”,晚上在海麵漲落的叫“汐”。合起來,就稱作“潮汐”。由於海洋中同一地點的海水受的力,每天都有一次麵向月球,一次背向月球,周期為24小時48分,所以,潮汐也有周期性的變化,這就像人的脈搏。正因為這樣,所以有人稱潮汐為“大海的脈搏”。當然,其他天體,如太陽等,也對地球的海洋有吸引力,但由於它們離地球太遠,所以作用不明顯。

由於地形因素的影響,世界各臨海地產生的潮汐大小會不同。我國杭州灣的潮差最大有893米,而北美芬地灣蒙克頓的潮差高達196米。潮漲潮落,就會產生動能。據統計,全世界的海洋潮汐能約有10億多千瓦。其中,英吉利海峽為8000萬千瓦,馬六甲海峽為5500萬千瓦,北海為3500萬千瓦,北美芬地灣為2000萬千瓦,我國黃海為5500萬千瓦。“大海的脈搏”是如此地大,那麼,能不能利用它來作動力呢?

其實,早在1000多年前的唐朝,我國勞動人民就利用了潮汐的動力,當時沿海一帶的人民利用潮水來碾磨糧食和壓榨甘蔗汁。50年代,我國還建起了潮汐水輪泵站,利用潮汐帶動水泵,提取水來灌田。

潮汐能作動力,也一定可用來發電吧?科學家早就有這個想法。1912年,法國工程師在北海沿岸修了一座試驗性的潮汐電站,拉開了潮汐發電的序幕。20年代,科學家們來到法國西北部的英吉利海峽朗斯河口,發現這裏的潮汐適合發電。它的潮汐落差大,有135米;河口窄,隻有750米寬,有利於修建攔海大壩。如果在大壩中間裝上水輪發電機,就可以讓潮水推動葉輪,帶動發電機發電。1956年,終於在這裏建起了一座試驗性潮汐電站。通過試驗,驗證了發電是可行的。於是,從1960年開始,在這裏正式建立起實用性潮汐電站,1966年工程完工。這座電站共裝有24台1000千瓦的水輪發電機組,一年可發電544億度。

我國也於1958年開始研製潮汐電站。到1979年,已經建成了山東乳山潮汐電站,裝機容量為300千瓦;山東金港潮汐電站,裝機容量165千瓦;浙江小沙山潮汐電站,原裝機容量為40千瓦,後改造為200千瓦;浙江象山潮汐電站,裝機容量為100千瓦。我國沿海潮汐資源豐富,據統計,如果全部用來發電,可得到11億千瓦的電力,其中可供開發的達3500千瓦。如果這些潮汐都能利用,將是一種可觀的動力。

浪高千尺可發電

浩瀚的大海充滿活力。“無風三尺浪”,即使在無風的日子裏,海麵也在上下動蕩著。

海浪的大小首先取決於風力。風越大,浪越高。大風起處,波濤洶湧,白浪滔天,真可謂“海濤洶湧似有千鈞力,巨浪滾滾猶如萬重山。”

一般海浪高度小於4米,大風暴的時候可達七八米甚至十幾米。1933年2月7日,美國油船“拉梅波”號曾記錄到34米高的特大海浪,足可使10層大樓“淹沒”。

海浪拍擊海岸,浪花飛濺,可產生極大的衝擊力。實測結果告訴我們,海浪衝擊海岸的力量,往往可達每平方米二三百千牛頓甚至590千牛頓以上!

曆史有記載,巨大的海浪曾把一塊60多公斤的石頭卷到岸邊40多米的高處,把一段上千噸重的混凝土防波堤連“根”拔走,把一艘巨輪攔腰斷成兩截……

這就是說,海浪確實是個了不起的“大力士”。在每一平方公裏的海麵上,運動著的海浪平均蘊藏有20萬千瓦的能量。當巨浪像一座“水山”撲向海岸的時候,可在20秒鍾之內對1公裏長的海岸線產生幾萬千瓦小時的電能,這些電能足供上萬個家庭使用1年。按照前蘇聯科學家的估算,全世界光是沿海區域的海浪能就有6億千瓦,相當於全部電站裝機容量的1/3。

但是可惜,像這樣一筆巨大的可以再生的而且絲毫不會汙染環境的能量資源,卻至今還沒有得到很好的開發利用。

100年以前就有人想到利用海浪發電,理論上已探討了多年,40年代開始進行試驗,50年代取得了一些進展,60年代有一些海浪發電裝置投入運行。近年來,日本已有幾百個小型海浪發電裝置向導航浮標提供電力;美國、前蘇聯、瑞典等國開發了容量為1~20千瓦的小型海浪發電設備;後來居上的挪威建成了兩個海浪電站,並開始對外承包建造海浪發電工程。