第8章 潮汐之謎
- 宇宙大發現(宇宙瞭望書坊)
- 李宏主編
- 1220字
- 2016-02-24 16:47:56
潮汐之所以形成,是因為地球上的海域在太陽和月亮引力的影響下,海水發生了周期性運動。其實,從理論上來說,潮汐現象一般不明顯,因為太陽的引潮力可使海面升高0.246米,月亮的引潮力可使海面升高0.563米,二者的合力最多可使海面升高0.8米,這應該就是潮汐的最大幅度。
但大自然的神奇常常導致人類的理論測算失敗,事實上許多地方的潮汐非常明顯,其幅度遠遠超過0.8米。在一些海峽、海灣和河口地帶,又淺又窄,在這種情況下,潮差可高達7~8米,最高的可達十幾米。中國的錢塘江大潮十分有名,其最大潮差達8.9米;而加拿大芬地灣的潮汐更加驚人,最大潮差高達19米。
潮汐固然壯觀,但對人類而言,它在引起海水流動的同時也帶來了巨大的動能,這才是人們真正感興趣的。
這種動能就是潮汐能。據估計,海洋潮汐能的總儲量超過10億千瓦。潮起潮落中竟有如此大的能量!海洋潮汐能的前景十分美好,吸引了各個瀕海的國家的關注,一場研究、開發和利用潮汐能的熱潮也就不可避免地發生了。
其實,在人類歷史上,海洋潮汐能算得上是被最早開發的海洋動力資源之一。古人早就注意到這一巨大能源了。有記載表明,早在中國唐朝時期,沿海居民就利用潮汐能來碾磨五谷。如今,1000多年過去了,科學技術有了很大發展,人類對潮汐的開發利用更加充分,已遠超前人。
潮汐主要被用來發電,經過多年探索,潮汐能開發技術已趨于成熟。潮汐能開發技術主要包括電站的運行方式、發電機組、海上建筑物、施工方法、防腐和防生物附著以及泥沙淤積等。潮汐發電的原理很簡單,就是水輪機在海水漲落造成的水位差的驅動下,帶動發電機發電。目前,潮汐發電技術已被人們用于實踐,并且人們不再滿足于小規模的潮汐發電,潮汐發電技術正向著中、大型方向發展。
法國是這方面的佼佼者。二戰之后,世界第一家潮汐能利用協會在法國成立,此后,法國又于1967年建立了一座雙向發電站——朗斯潮汐發電站。這座發電站舉世聞名,其運行作業裝機容量是世界上最大的,迄今為止已安全運行了30多年了。朗斯潮汐發電站的運行方式是單庫雙向式,由正向發電獲得電量。電站總裝機容量高達24萬千瓦,年發電量達5億多千瓦/小時。
1968年,前蘇聯繼法國之后,建成了基斯洛潮汐電站,但其總裝機容量遠小于朗斯電站,僅為2000千瓦。1984年,加拿大建成了安內納波利斯潮汐電站,一臺全貫流式實驗機組裝在電站內,容量為2萬千瓦。
20世紀90年代之后,隨著科技的發展,潮汐電站的建設得到了長足發展。除了法國之外,前蘇聯、日本、英國、美國和加拿大等潮汐能豐富的國家都在大力推進潮汐發電技術的發展。目前,全世界已建成24座大型潮汐電站。即便如此,人類對潮汐能的運用也只是很小的一部分,潮汐能仍然有巨大的開發潛力。據世界動力會議估計,20年后,全世界潮汐發電量將會大大增加,可能達到1000~3000億千瓦。
潮汐對于人類,不僅適于觀賞,而且其蘊藏的能量還可以成為人類可加以利用的資源,這對人類的意義十分重大。