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海流能是一种利用海洋的海流(洋流),即海水流动的动能来产生电力。由于海流能规律性强、能量可预测、不同期间的发电量较稳定,加上不占用陆地面积、不影响景观,对海洋生态影响有限,虽然目前没有商业化应用的案例,海流能仍是未来深具发展潜力的一个可再生能源来源。

海流能原理

太阳的能量为海流产生的主要驱动力,太阳的能量在地球上各水域,不均匀的分布形成温差,由于海水密度的差异而导致海水流动。随着深度的增加,海水流速降低,甚至下层海水与表层海水流动方向相反。另外,风、地形、潮汐、陆地河水的流入、盐度的区域差异,以及由于地球自转引起的科里奥利力等其他因素也会影响海流。

海流可以携带大量的能量,借由测深学,可以测得流速增强海流的地点,主要出现在岛屿和大陆之间的海峡,或是海岬周围浅水区中的水下地形。增强流速对于海流能的主要作用,在于提供显著的动能以供发电。

海流的动能可以使用发电机截取能量,其运作的原理类似风能对风力发电机。可以利用具备增强的流速的地点,部署发电机以截取洋流的能量[1]

发展历程

在第一次石油危机之后,在1970年代中期,海流作为能源来源的可能性开始受到关注。1980年代,有许多评估海流能发电的小型研究计划。主要研究国家为英国、加拿大和日本。1994至1995年间,EU-JOULE CENEX计划标出欧洲超过100个潜力地点,各地点其面积介于2至200平方公里,其中许多地点的功率密度超过10 MW/km2。英国政府和欧盟均致力于推出因应措施,以面对全球暖化相关的国际公约。海流能发电有潜力可以提供大量的可再生能源电力,针对前述超过100个潜力地点的潜能预估,年发电量为50 TWh。如果可以有效开发,将成为21世纪清洁能源的重来来源之一,并发展出新兴产业。

现今相关的应用可以参照:潮汐能发电站列表。参考潮汐能的主要原因为,潮汐能对海流能相关程度高,许多海流能的潜在地点亦具有丰富潮汐能[2]

日本IHI公司(旧称:石川岛播磨重工业)在2017年完成了100kW等级的“かいりゅう”测试机组,与新能源产业技术综合开发机构(NEDO)合作在鹿儿岛县的口之岛进行实证研究。

视频

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茫茫大海,孕育着无穷的能量,海水流动是这样发电的

参考文献