潮涨潮落电流来
海水的涨落运动，蕴藏着巨大的能量，也给人们带来恐惧和灾难。就说那天下一绝的钱塘江潮吧，那潮头虽奇，那气势虽壮，那景致虽美，可那汹涌澎湃的潮水决不像人们想象的那样循规蹈矩，它的面目也常常狰狞可怕。让我们随手举几个例子看看吧。
雍正二年，也就是公元1724年，钱塘江遇上大潮。据记载：“海大溢，塘堤尽决，海宁全城只能见到屋顶。”
在肖山县新湾海塘上，曾经有两块体积达10立方米的钢筋混凝土块，每块重量达12吨左右。这么又大又重的混凝土块，不可能想象有什么大力士会推得动它。可是，就是这么又大又重的混凝土块，在1968年秋天的一次潮头过后，人们竟然发现它们被涌潮推动了三十多米的距离。可想而知，海潮的力量该有多么大！
1978年8月，钱塘江工程管理局在海宁水文站附近海塘做实验时，在塘脚放置了5只装满石块的铅丝笼，其中最大的一只，所装的石块约8立方米，重达12吨。没想到在一次潮头之后，工作人员发现这5只重重的铅丝笼已没了踪影。
蕴藏着极其巨大能量的海潮，就是这样地常常给人类带来恐惧和不安。
据统计，自1012年到1949年的937年中，钱塘潮发生重大潮患就达210次之多。一旦涨大潮期间同时遇上台风，那时，风助潮威，潮借风势，海边会形成破坏性很强的风暴潮，对人类生命财产造成异常可怕的直接威胁。
能不能把潮汐的巨大能量充分利用起来？这是自古以来人们一直在考虑的问题。一千多年来，我国劳动人民为研究潮汐的利用作出了巨大贡献。
比如，在我国的山东蓬莱县，人们利用涨潮落潮的水位差来推动磨车，碾磨谷物。在福建泉州市的东北与惠安县交界的洛阳江上，有一座我国著名的梁架式古石桥——洛阳桥，它建于宋皇祐五年到嘉祐四年（1053－1059年）。当我们游览参观了这座至今保存完好的古石桥之后，一定会惊讶地提出：在九百多年前的技术条件下，数十吨重的大石梁，是怎样架到桥墩上去的呢？说来也很简单，当时的能工巧匠巧妙地利用了潮汐能。预先将石梁放在木浮排上，趁涨潮之际，将木排驶入两桥墩之间。随着潮涨，石梁慢慢举高，当临近高潮、石梁超过桥墩时，用不着花多大力气，就可将石梁扶正对准桥墩，待落潮一到，大石梁就稳稳地架在桥墩上了。泉州的大潮潮差可达六米以上，高举大石梁对于巨大的潮汐能来说，简直不费吹灰之力。
今天，当人们站在洛阳桥上赞叹我国人民的聪明才智之余，当然也不免为潮汐能年复一年、日复一日地白白付之东流而惋惜。
以上讲的是直接利用潮汐的方式，也就是将潮汐中蕴藏的势能和动能直接转变为另一种形式的机械能作功。这种利用方式，既不方便，又大材小用。
所以，近代以来利用潮汐发电，将潮汐能转变成电能，是人们的奋斗目标。
发电机问世以后，为人们提供了利用潮汐发电的条件。
世界第一座发电厂建立以后仅仅30年的时间，即1912年，德国就在石勒苏益格－荷尔斯太因州的布苏姆建成了世界上第一座利用潮汐发电的潮汐电站。此后，随着能源需求量的增加，研究潮汐发电的国家也逐渐增多起来。
法国、中国、加拿大、前苏联、美国、英国、印度、澳大利亚和阿根廷等国家竞相投入大量人力物力。
潮汐所蕴藏的能量实在有着诱人的魅力。有人估算过，如果把地球上的潮汐动能利用起来、每年可以发出12400亿度的电来。
我国的潮汐动力资源也十分丰富，若按20世纪50年代末的统计，我国潮汐能的理论蕴藏量达1．1亿千瓦，可供开发的约3580万千瓦。一旦开发出来，每年可提供电力8700亿度，相当于47个新安江水电站的设计年发电量！
潮汐发电要比河水发电优越，它不受天气干旱的影响，也不需要因建造水库而占用耕地和移民拆迁。所以，潮汐是继煤、石油、水电之后的“第四能源”。河水发电有“白煤”之称，潮汐发电则被誉为“蓝色煤海”。
潮汐发电的原理和水力发电的原理大同小异，也是利用水的力量，通过水轮机将势能变成机械能，再由水轮机带动发电机将机械能变成电能。那么，怎么才能使水变得有力量呢？条件很简单，人们在合适的海湾口处建造起一座海堤，把入海口或海湾与大海隔开，形成水库，利用潮汐涨落时水位的升降，获得势能，从而推动水轮发电机组发电。
潮汐发电的方式，通常根据不同的建站方式和不同的运行方向来进行分类，一般分成三类，即：单库单向式潮汐发电——涨潮时，打开水闸闸门，让潮水涌进海湾水库，使水库水位随着潮位一同升高。到最高潮位时，立即关闭闸门，把库水和大海分隔开来，不让海湾水库里的水随落潮而退回大海。
等到海潮退到一定的水位时，海湾水库的水位就高于大海的水位了，已经形成了水向低处流的条件，具备了做功的力量。这时，再把水库的闸门打开，让水库的水推动水轮机的叶片，带动发电机发电以后再流回大海。
这是最古老的一种潮汐发电形式，世界上第一个潮汐电站就是这样工作的。对于每天涨两次落两次的大海，这种电站每天就可以工作两次，发电10～12个小时。
随着时间的推移，人们发现这种发电方式并没有把水的力量充分利用起来。须知，具有一定落差和流量的水流，对人类来说实在太宝贵了，它能做功，能够为人类贡献力量，白白地让它流掉岂不可惜！这样，人们又开始研制一种新型的水轮机。经过艰苦地探索这种新型的水轮机问世了。这种水轮机既可以顺转，也可以倒转，再给它配上可以正反转的发电机，就成了可以正反向运行的可逆式水轮发电机组。这下，不论海水是涨潮还是落潮，我们都可以利用潮水发出电来。
这就是另一种双向单水库式潮汐发电——在堤坝的两面各筑两道闸门，水轮机设在四扇闸门的中间。涨潮时，将1和4两个闸门打开，2和3两个闸门关闭，海水冲击水轮机的叶片，带动发电机发电，海水流入库内；落潮时，将2和3两个闸门打开，1和4两个闸门关闭，海水在经过水轮机流向大海时发电。在平潮时，四个闸门都关闭，不再发电。
这样的电站，在海潮的一次潮落过程中可以发电两次，用的又是一个水库，因此叫单库双向式。它每天可发电10～20小时，效益要比单库单向式潮汐电站明显好得多。
还有一种是双库式潮汐发电，要建两个水库，一个高水库，一个低水库。
高库的水位始终保持在高位上，低库的水位则始终低于高库水位，水轮发电机做单向运行。高库上建有进水闸一座，低库上则建有一座泄水闸。涨潮时开启进水闸，电站开始工作，高水库的水位随潮位上升，低水库的水位也因发过电的水进入而上升着。当高潮平潮时，关闭进水闸，高库水位则由于继续发电开始下降，低库水位相应上升。但此时外海已经落潮了。当高低水库水位即将相平时，开启低库上的泄水闸，使低库水位下降，由于高低水库又形成了较大落差，创造了发电的条件，电站仍然工作着。待高水库水位下降至与潮位保持一定落差时，再关闭泄水闸，打开高库进水闸。如此周而复始，水库始终保持着一定的落差，电站就可以24小时连续发电了。
但是这种电站的位置，在地形上要求高些，一般采用较少。
总之，不同形式的潮汐发电站，都有它们的长处和短处，在建设中要根据不同的要求，因地制宜地选择使用。
潮汐发电站尽管其形式多种多样，但大体上总是由三部分组成。第一部分是坝体，用来阻拦海水，以形成水库，是发电站的主体部分。坝体的长度和高度，要根据当地地理条件和潮差大小来决定。因为潮差不会很大，所以坝体的高度一般要比河流水力发电站的拦河坝低；第二部分是引水系统，由各种闸门、引水道组成，它的主要作用是造成水库水面和海面以及高低库之间的落差，这样才能推动水轮发电机组发电；第三部分是以水轮发电机组为主体的发电设备和输电线路。发电设备安装在坝体的水下部位，是发电站的心脏。有了这三部分，潮汐电站就可以工作了。
潮汐能是一种取之不尽，用之不竭的天然能源，随着科技的发展，21世纪潮汐能源的利用，必将给人类带来巨大利益。
潮汐发电在世界各国中发展是不平衡的，其中以法国、俄罗斯、英国和加拿大等国发展较快，并取得了一些成就。目前他们已经建成年发电量五亿多度的潮汐发电站，并且正向着巨型和超巨型的潮汐发电站进展。科学家正在设计年发电量100亿度以上的潮汐发电站，在21世纪这种设想一定会变成现实。
我国海岸线长达18000多千米，岛屿岸线长14000千米，蕴藏着大量的潮汐能源。仅浙江一个省，就可开发出227亿度的电，相当于两座葛洲坝水电站发出的电力！目前已建成江厦潮汐电站，装机容量为3000千瓦，年发电量1070万度以上。它的建成和使用，又为我国今后进一步开发和利用潮汐能积累了丰富的经验。经过考察，宁海县的黄墩港已作为万千瓦级潮汐试验电站站址。这个港湾可装机近五万千瓦，年发电量可在1．3亿度以上。
建造潮汐电站除了发电以外，还可以获得围垦滩涂、水产养殖、化工和水利等多种经济效益。因此，在开发潮汐能建造潮汐电站筑坝筑水库时，应注意合理安排，做到综合开发。
我们相信，随着时间的推移，21世纪的明天，一座座用潮汐作为动力的发电站，必将像颗颗璀璨的明珠，闪烁在世界各国的海岸线上。
21世纪的海水波浪能发电
在浩瀚的海洋深处，海浪会把巨大的船身一会儿托上波峰，一会儿又摔入浪谷，使船身左右摇摆，颠簸动荡，而且还影响着船只的航速，使航船偏离航向，甚至引起船体变形。
1952年12月16日，一艘美国轮船在意大利西部海面上遭到巨浪的袭击。虽然巨大的轮船离海边不远，但船员们仍然十分谨慎小心。
突然，在波涛的轰鸣声中，船上发出了一声巨响，震耳欲聋，船员们十分惊慌，不知船体出了什么毛病。正想看个究竟的时候，船体已分成前后两截，一半已经抛上了海岸，在沙滩上搁着呢；另一半还在大海里，不管上面的14个船员怎样狂呼乱叫，它还是带着他们随着风浪向远处漂去，越漂越远，越漂越远。
这一起重大的海难事故，其罪魁祸首是海浪。
我们知道，当一艘巨大的船只沿着波浪传播的方向航行时，很可能会遇到以下两种情况：第一种情况是，船头和船尾同时跨在两个相邻的波峰上，船的中心部位则悬空在波谷之中，仿佛两个人抬着一个很重很重的东西，扁担中间向下弯得要断了似的。
第二种情况正好机反，可能船只的中间部分在波峰上，而船头和船尾却悬空在波谷之中，仿佛一个人担着一个很重很重的担子，扁担的中间向上弯得要断了似的。
这两种情况虽然不大容易遇到，但那艘美国轮船确实是在这样的情况下断成两截的。
依靠科学的分析，这场海难事故终于得出了合乎科学的结论。
其实，海浪的高度并不算高，到目前为止，根据科学仪器记录的海浪高度不超过20米，即不超过六层楼的高度，可它的威力却大得惊人。让我们再举几个例子：
法国的契波格海港，曾经有一个浪头打来，居然把一块三吨重的东西，像掷铅球似的从墙外掷到了墙内，墙有多高呢？不多不少，整六米。
还有，荷兰首都阿姆斯特丹的防波堤上，曾经发现过20吨重的混凝土块。一检查，才知道是波浪把它从海里举到七米多高，再放到防波堤上去的。
还有，苏格兰威克地方，1872年时一个巨浪竟然把重约1370吨的混凝土庞然大物搬了个家，移动了15米之远。
再有，西班牙巴里布市附近的海边上曾经有一块很大的岩石，有人估计起码有1700吨重。1894年的一次狂风巨浪之后，人们发现这块岩石翻了个身，已经不在原来的位置上了。
在海洋的沿岸，海浪有力地拍击着岸边的岩石，发出巨大的声响，击起层层的浪花，高达六七十米，也具有较强的破坏力。斯里兰卡海岸上一座高60米的灯塔就曾被海浪打碎过。甚至，位于海面以上100米的欧洲设德兰岛北岸的灯塔窗户，都被浪花举起的石头打碎过。
1937年1月29日，在黑海沿岸附近，一个大浪袭来，把一块名为“和尚”的千年巨石一下子打碎成三块。
这些自然现象意味着海浪蕴藏着很大的能量。多少世纪以来，人们梦寐以求能够把它利用起来。但是如何能把力气如此巨大的海浪变成有用的力量呢？
科学家们发现，海浪能量的大小，与波浪的周期成正比，与波高的平方成正比，可见波浪的高度对海浪能量的影响很大。假如波高为两米，周期六秒，一米长的海岸线受到的波能就为2×2×6＝24千瓦。同时，海浪蕴藏的能量还与风速的大小有关。如果风速每秒10米，上述一米长的海岸线受到的波能为24千瓦；而风速达每秒12米时，受到的波能将达59千瓦；如果风速达到15米／秒时，受到的波能就高达247千瓦。
因此，科学家们设想，如果把无限的大海上的波浪全部转换成电能该有多好啊！那时，波浪每年所发出的电力将比全人类目前的耗电总量不知要高出多少倍呢！
南太平洋地区有个岛国新西兰，有300万人口，用电量是200亿度，人们计算了一下，认为只需要新西兰63千米的海岸线所具有的波浪能就足以满足目前的用电量了。而新西兰的海岸线却有4300千米长。蕴藏的电能之多，真令人惊叹。
日本这个国家，四面都被大海包围着，有3000个大小岛屿，13万千米长的海岸线。它所拥有的波浪能量每年达十亿千瓦，这个数字相当于目前日本最高用电量的25倍。因此，日本的科学家对利用自己国家的波浪能抱的希望最大，研究得也最热心。
那么，海水波浪的能量通过什么装置可以转变成电能呢？