海流能
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海流能(Marine Current Energy)
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海流能是指海水流動的動能，主要是指海底水道和海峽中較為穩定的流動以及由於潮汐導致的有規律的海水流動。海流能的能量與流速的平方和流量成正比[1]。一般來說，最大流速在2m/s以上的海流均有實際開發利用的價值。全世界海流能的理論估計值為0.5~1TW量級[2]。
海流能的成因[2]
風力的大小和海水密度的差異是產生海流的主要原因。海面上常年吹著方向不變的風，如赤道南側常年吹著東南風．北側吹著東北風。風的吹動使海水錶面運動起來。水的粘性使這種運動傳到海水深處。隨著深度的增加，海水流速降低，有時海水流動方向也會逐漸改變。甚至出現下層海水與表層海水流動方向相反的情況。在太平洋和大西洋的南北兩半部以及印度洋的南半部．占主導地位的風系造成了一個廣闊的、按逆時針方向旋轉的海水環流。在低緯度和中緯度海域．風是形成海流的主要動力。這種由定向風持續地吹拂海面所引起的海流稱為風海流。不同海域的海水溫度和含鹽度常常不同，它們會影響海水的密度。海水溫度越高，含鹽量越低，海水密度就越小。2個鄰近海域海水密度不同就會造成海水環流。這種由於海水密度不同所產生的海流稱為密度流。歸根結底，這2種海流的能量都來源於太陽的輻射能。
海流能的優勢[3]
與其他可再生能源相比，海流能有著明顯的優勢：
①規律性強，可預測且能量穩定；能量密度大；
②海流發電水輪機置於海平面下不占用陸地面積，不會影響景觀，且對周圍海洋生態影響較小。
海流能的合理開發[2]
1.海流能的利用
海水流動會產生巨大能量．據估計，世界各大洋中所有海流的總功率達50億kW左右，是海洋能中蘊藏量最大的一種。海流能的利用方式主要是發電，其原理和風力發電相似．幾乎任何一個風力發電裝置都可以改造成海流能發電裝置。
2.海流能發電技術
海流能發電技術比陸地上的河流發電優越得多，既不受洪水的威脅。又不受枯水季節的影響。水量和流速常年不變．是一種非常可靠的能源。由於海水的密度約為空氣的1000倍．且發電裝置必須放置於水下．故海流能發電存在著一系列的關鍵技術問題，如安裝維護、電力輸送、防腐、海洋環境中的載荷與安全性能等。
海流能發電原理與風力發電、水力發電原理相似，是利用流動的介質來推動水輪機發電。英國科學家法拉第提出還可以利用海流切割地球磁場的磁力線所作的功來發電，但是地球磁場的強度很弱．這種發電方式產生的電流強度不大．難以為人們提供電力。超導材料的出現給這種設想帶來了希望。利用超導材料製成的超導磁體可獲得高強度的磁場。所以一些科學家提出了一個大膽的設想。只要將一個3.1T的超導磁體放入黑潮區。海流切割超導磁體磁場的磁力線即可發出1500kW電來。儘管這種設想在技術上還難以實現，但它為建立一種全新的海流能發電技術提供了最基本的框架。
3.海流能發電技術的發展進程
自從海流能的巨大利用價值被髮現以來。一直受到世界各國的重視。世界上從事海流能開發的國家主要有美國、英國、加拿大、日本、義大利和中國等。．
(1)國外海流能發電技術研究進展
1973年，美國的莫頓教授提出了“科里奧利”方案，該方案的內容是將一組巨型渦輪發電機安裝在一種能大量聚集海流能量的導管內，當海流通過導管時，就帶動渦輪機像風車一樣轉動發電．通過水下電纜將電能輸入佛羅里達電網。“科里奧利”方案中的發電機機組長110m．管道口直徑170m，安裝在海面下30m處。在海流流速為2．3m/s條件下。該裝置的功率為8．3萬kW，且不會對附近海域的自然環境產生任何污染。
2006年4月，加拿大第l台並網型海流能發電機成功並網發電。英國的海流能發電已進入商業化運作,全國性的海流能資源調查工作已經進入實質性操作階段，規劃中的3個海流能發電場將是世界上規模最大的海流能發電基地。2003年。20台300kW的海流發電裝置在挪威KVALSUNDET建成，此處海流最大流速為2.5 m/s，年平均流速為1．8 m/s。菲律賓於2008年5月中旬宣佈。擬在義大利資助下開發海流能發電。南韓和日本的海流能發電計劃均在積極地推進中。
(2)我國海流能發電技術研究進展
20世紀70年代末，何世鈞建造了1個輸出功率為6．3 kW的海流能發電裝置。20世紀80年代初．哈爾濱工程大學研製出一種直葉片的新型海流透平，獲得了較高的效率，並於1984年完成60 W模型的實驗室研究，之後開發出千瓦級裝置併在河流中進行試驗。
20世紀90年代以來，我國開始計劃建造海流能示範應用電站．在“八五”，“九五”科技攻關中均對海流能發電進行立項研究。2005年，浙江大學在國家自然科學基金資助下開始進行“水下風車”的關鍵技術研究．2006年4月26日在浙江省舟山市岱山縣進行了5 kW水平軸螺旋槳式海流能發電樣機運行試驗同。同年，東北師範大學研製成功小型低功率的放置於海底的低流速海流能發電機。2008年，中國海洋大學也進行了5kW級樣機的原理性試驗。
