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海流能是指海水流動(dòng)的動(dòng)能，主要是指海底水道和海峽中較為穩(wěn)定的流動(dòng)以及由于潮汐導(dǎo)致的有規(guī)律的海水流動(dòng)所產(chǎn)生的能量，是另一種以動(dòng)能形態(tài)出現(xiàn)的海洋能。

簡(jiǎn)介

海流能的能量與流速的平方和流量成正比。相對(duì)波浪而言，海流能的變化要平穩(wěn)且有規(guī)律得多。潮流能隨潮汐的漲落每天兩次改變大小和方向。一般來(lái)說(shuō)，最大流速在2m/s以上的水道，其海流能均有實(shí)際開(kāi)發(fā)的價(jià)值。

所謂海流主要是指海底水道和海峽中較為穩(wěn)定的流動(dòng)以及由于潮汐導(dǎo)致的有規(guī)律的海水流動(dòng)。其中一種是海水環(huán)流，是指大量的海水從一個(gè)海域長(zhǎng)距離地流向另一個(gè)海域。這種海水環(huán)流通常由兩種因素引起：其中一種是海水環(huán)流，是指大量的海水從一個(gè)海域長(zhǎng)距離地流向另一個(gè)海域。

引起因素

這種海水環(huán)流通常由兩種因素引起：首先海面上常年吹著方向不變的風(fēng)，如赤道南側(cè)常年吹著不變的東南風(fēng)，而其北側(cè)則是不變的東北風(fēng)。風(fēng)吹動(dòng)海水，使水表面運(yùn)動(dòng)起來(lái)，而水的動(dòng)性又將這種運(yùn)動(dòng)傳到海水深處。隨著深度增加，海水流動(dòng)速度降低；有時(shí)流動(dòng)方向也會(huì)隨著深度增加而逐漸改變，甚至出現(xiàn)下層海水流動(dòng)方向與表層海水流動(dòng)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(dǎo)地位的風(fēng)系造成了一個(gè)廣闊的，也是按反時(shí)鐘方向旋轉(zhuǎn)的海水環(huán)流。在低緯度和中緯度海域，風(fēng)是形成海流的主要?jiǎng)恿ΑＦ浯尾煌Ｓ虻暮Ｋ錅囟群秃}度常常不同，它們會(huì)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。這種兩個(gè)鄰近海域海水密度不同也會(huì)造成海水環(huán)流。海水流動(dòng)會(huì)產(chǎn)生巨大能量。據(jù)估計(jì)全球海流能高達(dá)5TW。海流能的能量與流速的平方和流量成正比。相對(duì)波浪而言，海流能的變化要平穩(wěn)且有規(guī)律得多。潮流能隨潮汐的漲落每天2次改變大小和方向。一般來(lái)說(shuō)，最大流速在2m/s以上的水道，其海流能均有實(shí)際開(kāi)發(fā)的價(jià)值。

海流成因

大海中都是水，為什么會(huì)形成海流呢？海流形成的原因大致分三種，其中最主要

的原因是風(fēng)，盛行風(fēng)吹拂海面，推動(dòng)海水隨風(fēng)飄動(dòng)，并且使上層海水帶動(dòng)下層海水流動(dòng)，這樣形成的海流被稱為風(fēng)海流或者漂流。但是這種海流會(huì)隨著海水深度的增大而加速減弱，直至小到可以忽略。

第二種海流是因?yàn)椴煌Ｓ蚝Ｋ疁囟群望}度的不同而導(dǎo)致的海水的流動(dòng)，這樣的海流叫做密度流。譬如在直布羅陀海峽處，地中海的鹽度比大西洋高，于是在水深500m的地方，地中海的海水經(jīng)直布羅陀海峽流向大西洋，而在大洋表層，大西洋的海水則沖向地中海，補(bǔ)充了地中海海水的缺失。

海流的其他成因還有地轉(zhuǎn)流、補(bǔ)償流、河川瀉流、裂流、順岸流等。

利用方式

海流能的利用方式主要是發(fā)電，其原理和風(fēng)力發(fā)電相似，幾乎任何一個(gè)風(fēng)力發(fā)電裝置都可以改造成為海流能發(fā)電裝置。但由于海水的密度約為空氣的1000倍，且必須放置于水下，故海流發(fā)電存在著一系列的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，包括安裝維護(hù)、電力輸送、防腐、海洋環(huán)境中的載荷與安全性能等。此外，海流發(fā)電裝置和風(fēng)力發(fā)電裝置的固定形式和透平設(shè)計(jì)也有很大的不同。海流裝置可以安裝固定于海底，也可以安裝于浮體的底部，而浮體通過(guò)錨鏈固定于海上。海流中的透平設(shè)計(jì)也是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。

人類對(duì)海流傳統(tǒng)的利用是“順?biāo)浦邸薄９湃死煤Ａ髌健７瑫r(shí)代，

利用海流助航正如人們常說(shuō)的“順?biāo)浦邸薄?8世紀(jì)時(shí)，美國(guó)政治家兼科學(xué)家本杰明·富蘭克林曾繪制了一幅墨西哥灣流圖。該圖特別詳細(xì)地標(biāo)繪了北大西洋海流的流速流向，供來(lái)往于北美和西歐的帆船使用，大大縮短了橫渡北大西洋的時(shí)間。在東方，相傳二戰(zhàn)時(shí)，日本人曾利用黑潮從中國(guó)、朝鮮以木筏向本土漂送糧食。現(xiàn)代人造衛(wèi)星遙感技術(shù)可以隨時(shí)測(cè)定各海區(qū)的海流數(shù)據(jù)，為大洋上的輪船提供最佳航線導(dǎo)航服務(wù)。

海流發(fā)電也受到許多國(guó)家的重視。1973年，美國(guó)試驗(yàn)了一種名為“科里奧利斯”的巨型海流發(fā)電裝置。該裝置為管道式水輪發(fā)電機(jī)。機(jī)組長(zhǎng)l10米，管道口直徑170米，安裝在海面下30米處。在海流流速為2.3米/秒條件下，該裝置獲得8.3萬(wàn)千瓦的功率。日本、加拿大也在大力研究試驗(yàn)海流發(fā)電技術(shù)。我國(guó)的海流發(fā)電研究也已經(jīng)有樣機(jī)進(jìn)入中間試驗(yàn)階段。

海流發(fā)電技術(shù)，除上述類似江河電站管道導(dǎo)流的水輪．機(jī)外還有類似風(fēng)車槳葉或風(fēng)速計(jì)那樣機(jī)械原理的裝置。一種海流發(fā)電站，有許多轉(zhuǎn)輪成串地安裝在兩個(gè)固定的浮體之間，在海流沖擊下呈半環(huán)狀張開(kāi)，被稱為花環(huán)式海流發(fā)電站。另外，前面提到的水輪機(jī)潮流發(fā)電船，也能用于海流發(fā)電。

發(fā)電裝置

海流發(fā)電裝置主要有輪葉式、降落傘式和磁流式幾種。輪葉式海流發(fā)電裝置利用海流推動(dòng)輪葉，輪葉帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)出電流。輪葉可以是螺旋漿式的，也可以是轉(zhuǎn)輪式的。降落傘式海流發(fā)電裝置由幾十個(gè)串聯(lián)在環(huán)形鏈繩上的"降落傘"組成。順海流方向的"降落傘"靠海流的力量撐開(kāi)，逆海流方向的降落傘靠海流的力量收攏，"降落傘"順序張合，往復(fù)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)鉸鏈繩繼而帶動(dòng)船上的鉸盤轉(zhuǎn)動(dòng)，鉸盤帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。磁流式海流發(fā)電裝置以海水作為工作介質(zhì)，讓有大量離子的海水垂直通過(guò)強(qiáng)大磁場(chǎng)，獲得電流。海流發(fā)電的開(kāi)發(fā)史還不長(zhǎng)，發(fā)電裝置還處在原理性研究和小型試驗(yàn)階段。

觀測(cè)分析

全世界海流能的理論估算值約為108kW量級(jí)。利用中國(guó)沿海130個(gè)水道、航門的各種觀測(cè)及分析資料，計(jì)算統(tǒng)計(jì)獲得中國(guó)沿海海流能的年平均功率理論值約為1.4×107kW。其中遼寧省、山東省、浙江省、福建省和臺(tái)灣省沿海的海流能較為豐富，不少水道的能量密度為15～30kW/m2，具有良好的開(kāi)發(fā)值。值得指出的是，中國(guó)的海流能屬于世界上功率密度最大的地區(qū)之一，特別是浙江的舟山群島的金塘、龜山和西候門水道，平均功率密度在20kW/m2以上，開(kāi)發(fā)環(huán)境和條件很好。