波力發電的另一個嚐試，是環礁式海浪發電站，這是美國科學家提出的新設想。
環礁，是礁石的一種，隻不過在海上顯現出來的是一個圈兒，宛如沉在海裏的一個大大的木盆，隻在水麵上露出一個圈兒。
你注意過這種現象嗎？當我們把水涪著圓桶邊例進去，或者用木棒攪動桶裏的水時，就會看到水在沿著一個方向轉動，中心部分則形成了一個漩渦。
人們在觀察海浪衝擊環形礁群時，也發現海浪並不直接拍向環礁的中心，而是繞著整個環礁，從四麵八方沿著螺旋形的路線湧到環礁的中心，並且在中心部位形成渦流，仿佛用木棒攪過似的。
這種渦流就是一種能源。它可以推動水輪機的葉片，使水輪機帶著發電機一起飛快轉動而發出電來。
不過，天然的理想環礁在地球上恐怕是太少了，怎麼辦呢？美國的兩位工程師就根據這個原理設計了人工環礁式的海浪發電站。
人工環礁式海浪發電站的形狀很奇特，海麵上隻看到一個圈兒，直徑有10米，似乎並不大。當你潛入水下再一看。可不得了，比海麵上看到的大多了。它象一個大大的圓形屋頂，又象一個特製的瓷飯碗扣在了水裏。這個“瓷飯碗”的邊，直徑達76米，相當於一個正規足球場的大小。它的名字叫導流罩，可以更好地把波浪螺旋式地導向中心。“碗”無底，立著一根空心的圓筒，足有20米高，圓筒裏裝著小輪機，它在筒內渦流的推動下轉動，再帶動安裝在頂部的發電機發出電來。
目前，這種裝置的模型試驗已經成功，不久的將來，你就會看到海上一座座人工的環礁裏源源不斷地送出由波浪轉換成的電力。
在英國，采用是“點頭鴨”式波力發電裝置，也叫索爾特凸輪式發電裝置。這一裝置是英國愛丁堡大學的索爾特發明的。了鴨式裝置的內部結構，其中：a是鴨搖擺體；b是中空的圓筒體；c是中空圓筒片向外突出的部分；d是搖擺體向內突出的部分。許多凸輪並排，中間有一根長管串起來，漂浮於海麵上隨波浪上下起伏跳動，就象水上一排鴨子遊動，不斷點著頭一樣。
在波浪作用下，a以b為軸搖擺，在c和d兩突出部分之間的空間形成水壓泵。它們產生高壓水，衝動水輪發電機而發出電來。鴨的搖擺體和中空圓筒是用鋼和混凝土做成的，中空圓筒直徑為10～15米，一個搖擺體長30～40米。1977年5月至1978年，英國在內斯湖進行了連續長60米的機組實驗。實驗表明，該裝置經受了有記錄以來最惡劣的冬季的考驗；而且即使在五、六倍力的條件下某個鴨式裝置已被衝翻的情況下，還能在水力的作用下翻轉過來繼續工作；再者，鴨串成功地經受了11倍力的考驗，並且保證在良好環境中能以較好的效率發電。
根據他們的推算，商業化的“點頭鴨”式波浪發電裝置可能要串成1公裏長，在這種情況下，隻要能吸取50%的波能，就可以發電4500千瓦。
目前，除了日本和英國研究波浪發電裝置外，美國、法國、加拿大、聯邦德國、瑞典等國也參加了研究和發展波浪能發電的行列，到現在已有幾百種不同的發電方案提出來了。他們說，為了使波浪能發電均勻，為了使發電成本降低，今後的主攻方向要放在研究多個空氣活塞的組合方法、慣性輪法以及收集幅度較大的波浪設備上。
從六十年代起，我國就有單位開始了海浪發電的研究，並已獲得了海上試驗的成功。目前我國的波浪發電裝置，在風力三級，波高0.2米的情況下就能發電，一天的發電量就可供航標燈使用三天。雖然，這種波浪發電裝置功率很小，隻有60瓦，但卻為我國波力資源的開發展示了美好的前景。
溫差發電
進入海洋的太陽輻射能，一部分轉變為海流的功能，還有一部分以熱能的形式儲存在海水中，海水中所含的熱能就是海洋熱能。一般說來，海洋熱能隨緯度的變化而變化，緯度越低，海洋熱能儲藏量越大，反之亦然。
海水中儲藏的熱能是非常巨大的，估算蘊藏量約500億千瓦，根據實驗表明，可能利用的能量約20億千瓦。從理論上講，如果通過某種方式使熱帶海洋中的海水溫度下降1℃，就可以獲得1200億千瓦的能量，這比現今全世界發電站的總功率還大近百倍。那麼怎樣才能利用海洋熱能呢？
人們發現進入海洋的太陽輻射能，在通過表層一米的海水時，有80%的能量被吸收，大約有5%的能量可以透入到海麵以下5米，因此形成了海水溫度的垂直差異：表層海水溫度高，越往下海水溫度越低。在低緯度地區上下層海水的溫差可達到20～30℃，人們從熱電站發電原理中得到啟發，有一個熱源（鍋爐），一個冷源（冷卻水），因此可以發電。海洋中表層溫度高的海水就是熱源，底層溫度低的海水就是冷源。上層海水在低壓或真空下產生蒸汽，推動汽輪發電機發電，通過汽輪機的蒸氣，用底層海水冷卻凝結成水，這樣可以順利發電。這種發電稱為開式循環。如果用低佛點的物質，如氨、氟裏昂等作為工作流體，表層海水使其沸騰，推動汽輪發電機發電，通過汽輪機以後用底層海水將其冷凝，再送去用熱海水加熱，如此循環不已，這種方式稱為閉式循環。這種利用上下層海水溫度差的發電技術稱為海水溫差發電。
世界上第一個提出利用海洋溫差的是法國物理學家德爾瓦鬆。他認為溫差也是一種能源，人類可以從這種溫度的差異中提取有用的功推動熱機，再用它發電，這就是海水溫差發電的最原始的構想。隻是因為當時技術條件的限製，無法實現這個構想，才不得不使這個大膽的設想一下子就湮沒了接近半個世紀，最後，還是由他的學生克勞德付諸實現的。
1926年11月15日，在法蘭西科學院的大廳裏，克勞德和布射羅當眾進行了溫差發電的實驗。他們取來兩隻燒瓶，在其中一隻燒瓶中裝入28℃的溫水，在另一隻燒瓶中裝入冰塊，然後用導管和噴嘴把兩個燒瓶連接起來。在導管內裝了汽輪發電機，在發電機的輸出端接了三隻小電燈泡。當克勞德用真空泵抽出燒瓶內的空氣時，不一會兒，28℃的溫水在低壓下沸騰了，蒸汽從噴嘴噴出，形成一股強勁的氣流推動汽輪發電機轉動。瞬時，三隻小燈泡同時發出了光芒。溫差發電的曆史，就從這微不足道的三隻小燈泡開始了它的第一頁。這個隻有三瓦輸出的溫差發電實驗隻進行了八分鍾，當水溫降到18℃時，小燈泡就慢慢暗淡下來了。
這三盞電燈的明亮，為人類指明了方向。溫熱海水已為尋找新型能源的人們帶來新的希望。據科學家估計，全球熱帶海洋的水溫隻要下降1℃，就能釋放出1200億千瓦的能量。海洋的溫差能居於海洋裏各種能源之首。
日本的科學家說得就更形象了。他們說，隻要把日本海域內的熱能利用起來，那麼根據1975年日本消耗能量的情況看，這些熱能可以夠24個日本同時使用，此時，其它形式的發電廠就都可以關門休息了。
當然，科學的道路並非一帆風順。克勞德實驗成功以後年，於1930年在古巴海濱按照他實驗的方法為人類建造了第一座容量為22千瓦的海水溫差電站，獲得了10千瓦的輸出功率，為實際開發利用海洋溫差開辟了道路。遺憾的是，電站隻工作了兩周的時間，就因為一次狂風惡浪把冷水管衝入海底而不得不中斷了。
1934年，克勞德又搞出一個新設計，取名叫“浮標式溫差發電站”。他把發電機安裝在一條叫“突尼斯”號的駁船上，駁船用錨固定在巴西的一處海邊。抽水管垂直地放入海中，它的上端是一個浮標，下端係著重物以保持管事垂直。令人遺憾的是，懸在海中的管子受到海浪的衝擊搖來擺去，最終斷裂開了。極度失望的克勞德一氣之下，把整個設備沉到了海底。
為了擺脫海浪的幹擾，後來克勞德又想到幹脆在海底挖一條隧道，把管子放進遂道。結果也沒有成功。1948年，法國在非洲象牙海岸首都阿比讓附近海邊又建立溫差發電站，並在抽水管質量上作了改進。由於這個電站仍采用克勞德的方式，有效利用率不大。盡管克勞德的種種努力都未取得理想的結果，但他的嚐試給後人留下有益的經驗。
由於海洋熱能轉換技術複雜，設備成本昂貴，加之當時熱能發電供需不存在問題，海洋熱能發電研究被擱置起來。直到20世紀60年代，世界出現“能源危機”時，海洋熱能開發利用又引起了人們的重視。
1964年，美國的安德森父子總結前人成功與失敗的經驗教訓之後，提出了海水溫差發電的新方案。他們父子的新方案有兩點突破性改進：一是把整個發電設備安裝在一個巨大的浮體上，使之浮於海中，這樣就可以大大縮短冷水取水管的長度；二是不再直接以海水為工作介質，而采用低沸點的液態丙烷、氨、氟裏昂等物質作為閉路係統中的工作介質。這樣，可使用小的高壓渦輪氣體發電機，而不必采用克勞德使用的那種龐大的低壓蒸汽渦輪機了。安德森父子的這種工作方式叫“閉路循環方式”。這是相對於克勞德式的“開式循環”而言的。
除了開式循環和閉式循環外，人們已經開始在嚐試將兩種循環的優點結合在一起的混合循環方式。為了解決深海提取冷海水的種種困難，也有人設法與太陽能利用結合起來，如把海水引進太陽能加溫池加溫；製造人工海上油膜來提高表層海水的溫度；也有人設想利用高山上的積雪來代替深層冷海水。這樣一來，不僅不必到深層去提取冷海水，而且在溫帶海洋也有可能進行海水溫差發電了。更有甚者，有人試圖到冰封的極地去進行海水發電；在極地，冰層下的海水溫度在3℃到-1℃之間，而空氣溫度在-20℃以下，它們的溫差很大，距離卻很近，相距隻有幾米到幾十米，如果利用它們的溫差來發電再也方便不過了。
自從安德森發明的閉式循環問世以來，海水溫差發電開創了一個新的局麵，世界各國紛紛加以研究和試驗。這其中要數美國人最熱衷了。早在六十年代初，研究海水溫差發電的熱潮就已經從法國轉移到大西洋彼岸的美國了。在短短的二十年來的時間內，美國已經躍為海水溫差發電方麵最先進的國家。其研究單位之眾多，研究內容之廣泛，研究經費之雄厚，研究成果之豐碩，都居世界首位。
美國對海洋熱能研究的範圍簡直是無所不包。從原理設計研究到工程總體規劃；從海水溫差發電裝置的研製生產、安裝施工，到設備的防汙防蝕、操縱維修；從電力的輸送、電能的消費對海洋環境的影響，都一一加以研究。甚至已經開始研究海洋熱能開發後帶來的經濟問題和法律問題。
1979年5月29日，世界上第一座海水溫差發電站，在美國的夏威夷成功地投入了運行，為島上的居民、車站和碼頭供應了照明用電。這座海水溫差電站安裝在駁船型的海上平台上，平台錨係在夏威夷島東部約2.4公裏的海上。電站運行的機組容量為50千瓦，采用液態氨為工作物質的閉式循環係統，還計劃安裝幾十台50千瓦的機組，總裝機容量要達到1000千瓦以上。世界第一座海水溫差發電站的建成和正常運行，不但證明了海水溫差發電技術的可行性，以及提供了大量豐富的實踐經驗，還標誌著海水溫差發電已經開始從試驗性發電轉向大規模的開發利用階段，夏威夷的海水溫差發電站也將成為海水溫差發電史上的又一裏程碑。
近幾年來，熱衷於海水溫差發電的美國人，朝著更高的目標邁進。已經製訂出各種浮式的、海底固定式的以及各種循環係統的設計方案，而且這些方案都十分成熟可行。
日本對海洋熱能發電的開發也十分重視，提出了10萬千瓦的溫差發電設計，並開始試驗使用沸點低的氨或氟作為發電的介質。1975年，日本完成了閉路循環溫差發電裝置；此後，又試製了兩種溫差發電裝置。
我國南海海域，處於北緯20°左右，表層水溫較高，5～8月表在水溫26～28℃，2月～11月也在20～26℃之間。南海水深大部分地區都在2000米以上。自表層向下500一t000米處，即可獲得5℃的冷卻水。特別是我國南海擁有那麼多的島嶼、淺灘、從島緣向外，很快就可達到2000米的水深處，可稱得上是溫差發電的天然場所。
目前對海洋熱能的開發利用尚未進入大規模實用階段，還有一些技術問題、經濟問題、對環境的影響等問題，有待於進一步研究解決。但是，海洋熱能發電，在技術上畢竟取得了重大突破，其前景是令人樂觀的。
鹹水與淡水彙出電能
人類在利用海水曬鹽的同時，發現海水和淡水相交彙的地方，蘊含著一種神奇的能量，這就是濃度差能。於是一個大膽而新穎的設想出現了：利用海洋濃度差發電。
海洋的鹽度差產生的能量源於滲透作用。我們不妨做個實驗：在水槽中放入一個半透明膜，一邊放鹽水，一邊注淡水。海水中的鹽離子被半透明膜“封鎖”住過不到淡水一邊，而淡水可以“通行”列放鹽水的一邊，這就是半透膜的特性。這樣，淡水就透過半透明的膜往鹽水裏滲透。如果原來放入鹽水的水位和放入淡水的水位相平，那麼過一段時間，鹽水的水位就高於淡水的水位了。如果建一座水塔的話，那麼在滲透壓的作用下，水位就能升高到250米，即大約25個大氣壓，海水和淡水的滲透壓才會達到平衡狀態。這高高在上的250米的水，其力量足以帶去水輪機來發電了。
滲透壓的大小和海水中的含鹽度有關。一般的海水含鹽35%。這樣濃度的海水，能形成25個大氣壓，即能把水抬高到250米。這也就是說，當把1公斤淡水混入海水中時，這些淡水實際具有了250公斤/米的能量。陸地上的江河，日夜不停地向海裏流淌著淡水，可以想見，在江河入海口的地方，蘊含著多麼巨大的鹽度差能量啊！根據聯合國教科文組織1981年有關出版物估計，世界上鹽度差能約為30億千瓦。
海洋鹽度差能發電的設想，是1939年美國人提出的。1954年，美國建造並試驗了一套根據電位差的理論運行的裝置，最大輸出功率為15毫瓦。1975年以色列人建造並試驗了一套滲透法裝置。美國曾於1975年、1976年兩次舉行專題研討會，研究海洋鹽度差發電的技術問題。目前，美、日、以色列、瑞典等國均行人進行鹽度能發電的研究。其中，日本科學技術廳從1978年開始研究，目前又在試製模型設備、高壓泵、半透明膜、耐壓容器等，不久將進行發電試驗。
鹽度差發電較早的設想是利用滲透膜兩側海水和淡水之間的水位差驅動水輪機發電。這種發電方法，存在一些問題：由於海水和淡水之間的滲透壓較大，使水壓塔中的水柱高達250米，這就使水壓塔下麵的個透明膜承受很大的壓力，容易被壓壞，影響使用壽命。另外，由於淡水中的水分子源源不斷地向水壓塔滲透，會使海水鹽度降低，引起水柱高度下降，從而直接影響輸出功率。再者，在河口建造一座200多米高的水塔，也決非易事。
為了克服這些問題，R·S·諾曼博士在原有設計的基礎上，增加了一個海上導入泵。他把水輪機與水泵聯係起來，海水依然從導管中流出，但導管的高度卻相當於海水與淡水滲透壓差的一半還低，約10～11兆帕。這樣，就能延長半透明膜的壽命。同時，海水導入泵把海水打人，使海水維持一定的鹽度，不致於使水的滲透壓差降低。
以後，美國國家健康學院的約翰·韋因斯坦和內政部的弗蘭克·雷茲兩位科學家，抓住鹽能換能器過程中出現的氯離子和鈉離子運動的現象，設計了一種濃差電池，也叫反向滲電池。為了更充分利用電能，這種電池在海水通道兩側，分別設置了陰離子交換膜和陽離子交換膜。這樣，氯離子通過陰離子交換膜向一個方向流動，鈉離子通過陽離子交換膜向另一個方向流動，使電勢雙倍增強。另外，為了得到足以供外部用戶使用的電力，就把許多個單個的電池串連使用。
鹽度差能，是一種神奇的能量，人們對它的認識較晚，對它的特點和規律的認識還不太清楚，需要從基礎理論上作些探討。另外，實現濃度差能開發利用的關鍵材料是半透明膜，目前半透明膜的研究質量還不過關。所以離大規模開發鹽度差能，還有一道道難關。但是，鹽度差能又是充足和強大的，具有遠大的開發和利用前景，相信，人們不會對它有所忽視。