浩瀚的海洋中除了有潮水的涨落和波浪的上下起伏之外,有一部分海水经常是朝着一定方向流动的,那就是海流。海流顾名思义,就是海洋中的河流,它犹如人体中流动着的血液,又好比是陆地上奔腾着的大河小溪,在海洋中常年默默奔流着。海流和陆地上的河流一样,也有一定的长度、宽度、深度和流速。
一般情况下,海流长达几千公里,比长江、黄河还要长;而其宽度却比一般河流要大得多,可以是长江宽度的几十倍甚至上百倍;海流的速度通常为每小时1—2海里,有些可达到4—5海里。海流的速度一般在海洋表面比较大,而随着深度的增加则很快减小。
风力的大小和海水密度不同是产生海流的主要原因。由定向风持续地吹拂海面所引起的海流称为风海流;而由于海水密度不同所产生的海流称为密度流。归根结底,这两种海流的能量都来源于太阳的辐射能。海流和河流一样,也蕴藏着巨大的动能,它在流动中有很大的冲击力和潜能,因而也可以用来发电。据估计,世界大洋中所有海流的总功率达50亿千瓦左右,是海洋能中蕴藏量最大的一种。
我国海域辽阔,既有风海流,又有密度流;有沿岸海流,也有深海海流。
这些海流的流速多在每小时0.5海里,流量变化不大,而且流向比较稳定。
若以平均流量每秒100立方米计算,我国近海和沿岸海流的能量就可达到一亿千瓦以上,其中以台湾海峡和南海的海流能量最为丰富,它们将为发展我国沿海地区工业提供充足而廉价的电力。
利用海流发电比陆地上的河流优越得多,它既不受洪水的威胁,又不受枯水季节的影响,几乎以常年不变的水量和一定的流速流动,完全可成为人类可靠的能源。
海流发电是依靠海流的冲击力使水轮机旋转,然后再变换成高速,带动发电机发电。目前,海流发电站多是浮在海面上的。例如,一种叫“花环式”的海流发电站,是用一串螺旋桨组成的,它的两端固定在浮筒上,浮筒里装有发电机。整个电站迎着海流的方向漂浮在海面上,就像献给客人的花环一样。这种发电站之所以用一串螺旋桨组成,主要是因为海流的流速小,单位体积内所具有能量小的缘故。它的发电能力通常是比较小的,一般只能为灯塔和灯船提供电力,至多不过为潜水艇上的蓄电池充电而已。
美国曾设计过一种驳船式海流发电站,其发电能力比花环式发电站要大得多。这种发电站实际上就是一艘船,因此叫发电船似乎更合适些。在船舷两侧装着巨大的水轮,它们在海流推动下不断地转动,进而带动发电机发电。
所发出的电力通过海底电缆送到岸上。这种驳船式发电站的发电能力约为五万千瓦,而且由于发电站是建在船上,所以当有狂风巨浪袭击时,它可以驶到附近港口躲避,以保证发电设备的安全。
20世纪70年代末期,国外研制了一种设计新颖的伞式海流发电站,这种电站也是建在船上的。它是将50个降落伞串在一根很长的绳子上来聚集海流能量的,绳子的两端相连,形成一个环形。然后,将绳子套在锚泊于海流的船尾的两个轮子上。置于海流中的降落伞由强大海流推动着,而处于逆流的伞就像大风把伞吸胀撑开一样,顺着海流方向运动。于是拴着降落伞的绳子又带动船上两个轮子,连接着轮子的发电机也就跟着转动而发出电来,它所发出的电力通过电缆输送到岸上。