第九章
海洋潮汐發電
潮汐發電的原理和通常的水力發電相似，是在海灣或有潮汐的河口上建築一座攔水堤壩，將入海河口或海灣隔開，建造一個天然水庫，並在堤壩中或壩旁安裝水輪發電機組，利用潮汐漲落時海水水位的升降，使海水通過水輪機來推動水輪發電機組發電。
潮汐能無止無息，開發潛力非常大。潮汐發電的主要優點是：①潮汐電站的水庫都是利用河口或海灣建成的，不占用耕地，也不像河川水電站或火電站那樣要淹沒或占用大量的良田；②不受洪水和枯水季節的影響，也不像火電站那樣汙染環境，是一種既不受氣候條件影響而又十分幹淨的發電站；③潮汐電站的堤壩較低，容易建造，投資也很少。
海洋潮汐是怎樣發電的呢?
海洋潮汐是因為月球和太陽引潮力的作用而引起的海水周期性漲落現象。人們通常把海水在白天的漲落叫做“潮”，把海水在夜間的漲落叫做“汐”，合起來稱為“潮汐”。潮汐時時發生，無止無息。月球雖然比太陽小得多，但它離地球比太陽近得多，月球對地球上海水的引潮力大約是太陽的217倍。
海洋的潮汐中蘊藏的巨大的能量。在漲潮的過程中，洶湧而來的海水帶有非常龐大的動能，而隨著海水水位的升高，就把海水的巨大動能轉化為勢能。在落潮的過程中，海水奔騰而去，水位逐漸降低，大量的勢能又轉化為動能。海水在潮漲潮落運動中所包含的大量動能和勢能，稱為潮汐能。
海洋的潮汐能非常大。在我國浙江省蕭山縣新灣海塘上，有兩塊鋼筋混凝土塊，每塊的重量有12噸左右，在1968年的一次潮頭過後發現，這兩塊巨大的鋼筋混凝土塊竟被海潮推移了30多米的距離，可見海潮的力量之大！
潮汐漲落而形成的水位差，也就是相鄰高潮潮位與低潮潮位的高度差，稱為潮位差或潮差。一般，海洋中的潮差比較小，一般隻有幾十厘米，多者也隻有1米左右。而在喇叭狀海岸或河口的地區，潮差就很大。例如，加拿大的芬迪灣、法國的塞納河口、我國的錢塘江口、英國的泰晤士河口、巴西的亞馬遜河口、印度和孟加拉國的恒河口等，都是世界上潮差很大的地區。其中芬迪彎的潮差最高，達18米，是世界上潮差最大的地區。
海洋潮汐能的大小隨潮差而變，潮差越大那麼潮汐能也越大。比如，在1平方千米的海麵上，潮差5米時，其潮汐能的最大發電能力約為5500千瓦；而潮差為10米時，其潮汐能的最大發電能力可達22000千瓦。科學家們預算，全世界海洋蘊藏的潮汐能大概有27億千瓦，其每年的發電量可達33480萬億度。所以巨大的海洋潮汐有“藍色的煤海”之稱。
我國的海岸線長達2萬千米，潮汐能的蘊藏至少有2億千瓦，約占世紀潮汐能總蘊藏量的8%。其中，渤海3000萬千瓦，黃海5500萬千瓦，東海7400萬千瓦，南海4000萬千瓦。錢塘江的潮汐能大約700萬千瓦。
建國以後，在我國的廣東、上海、福建、浙江、山東和江蘇等地先後建成了數十座小型潮汐發電站。1980年我國建成的浙江溫嶺縣江廈潮汐電站，其裝機總容量為3000千瓦，有幾台500～700千瓦的機組已相繼正式並網發電。這座潮汐電站的規模僅次於法國的朗斯潮汐電站，居世界第二位。
人類越來越重視對天然資源的開發和利用，其中海洋潮汐發電的開發前影很大，如能讓人類全麵利用，那會給人類帶來更多的便利。
海浪發電
一提到大海，人們立刻就會想到洶湧澎湃、波濤起伏，確實大海從來就不曾平靜過，無風時微波蕩漾，有風時巨浪翻滾，這正是海洋的“習性”。那奔騰咆哮的海浪猛烈拍打著岸邊的岩石，發出響雷般的轟鳴聲，激濺起高高的浪花，這正是海浪在顯示它那無窮的力量。盡管海浪的高度一般超不過20米，可是當它衝擊海岸時，卻能激起高達六七十米的浪花。這浪花猶如利劍，它曾將斯裏蘭卡海岸上一座屹立在60米高處的燈塔一舉擊碎。
海浪稱得上是一位“大力士”，它創造的記錄令人歎為觀止：拍打岸邊的激浪曾把法國契波格海港的3噸半重物拋過60米的高牆；在蘇格蘭的威克地方，巨大的海浪將1350噸的龐然大物移動了10米；在荷蘭的阿姆斯特丹，一塊20噸重的海中混凝土被海浪舉起了7米多高，然後又拋到距海麵15米的防波堤上；1952年，一艘美國輪船在意大利西部的海麵上被海浪劈為了兩半，殘船被衝得無影無蹤。
據測試，海浪對海岸的衝擊力可達每平方米20～30噸，在特殊情況下甚至達到60噸。科學家們決定利用海浪能發電，為人類造福。
我國的黃海和東海的年平均波高為15米，南海的年平均波高為1米，年平均波周期為6秒左右。專家預算，我國領海的海浪能總量達17億千瓦；全世界的海浪能總量高達25億千瓦，如此能量，令人驚歎不已。
1964年，日本造出了世界上第一個海浪發電裝置——航標燈。雖然這台發電機的發電能力隻有60瓦，隻夠一盞航標燈使用，但它卻開創了人類利用海浪來發電的新紀元。
利用海浪發電，不僅不消耗任何燃料和資源，也不產生任何汙染，是一種“幹淨”的發電技術。還有它不占用任何土地，隻要是有海浪的地方就能發電。對於那些無法架設電線的沿海小島，海浪發電是最適用不過的。
目前，利用海浪發電的方法主要有三種：一、利用海浪的上下運動所產生的空氣流或水流，使氣（水）輪機轉動，以帶動發電機發電；二、利用海浪裝置的前後擺動或轉動以產生空氣流或水流，使氣（水）輪機轉動，帶動發電機發電；三、將低大波浪變為小體積的高壓水，然後再把高壓水引入某一高位水池積蓄起來，使其產生高壓水頭，以衝動水輪發電機組進行發電。
浮標式波浪發電裝置就是利用海浪的上下運動所產生的空氣流來發電的裝置。這種發電裝置有一個空氣管，管內的水麵（相當於一個活塞）是相對靜止的，而水麵可以上下運動。因為海浪的起伏波動而使浮標作上下運動，這樣浮標體內的空氣活塞室裏的空氣就被水麵這個“活塞”所壓縮和擴張，使空氣從空氣活塞室裏衝出來，從而推動氣輪發電機組發電。