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海:另一个未知的宇宙_[德]弗兰克·施茨廷【完结】(130)

  潮流发电站赢得了很多人的赞赏。水的密度是空气的 800 倍,只需使用很小的转轮,在很低的转速下就可以得到惊人的能量。当潮流速度达到每秒 2 米到 3 米时,所获得的能量就相当可观了。而且与风力发电站相比,它还避免了一个非常重要的不利因素,那就是重力。风力涡轮是一个庞然大物,但没有什么比涡轮桅杆的不稳定更为致命的了。尽管水流涡轮也对静力学家提出了很高的要求,但是在水中驱动本身就已降低了重力的影响。人们只需要对付潮流就可以了,它会扯动设备,造成腐蚀,带来造成堵塞的海藻,或者将沉积物卷扬起来。

  2003 年,在距离德文郡北部海岸 3 公里的海面上出现了这样一个潮流发电站,人们将根据其模型建造一系列涡轮泊位。这一“海流计划”(Seaflow)是由德国和英国的工程师共同设计的,但是迄今为止还未提供过 1 瓦特的电能,原因仅仅是它还没有和电力网相连接。除此之外,一切都很令人满意。

  海流计划不仅累积了经验,而且能够提供 300 千瓦的功率,这已大大超出设计者的期望。转轮由碳纤维和钢材制成,非常牢固;桅杆长 50 米,锚定在水下 20 米深处。你很难从海流工程上看到什么,除了一根大柱子、一个大箱子和上面的一个维修平台。转轮叶片可以进行 180°调节,因为涨潮和落潮的方向是完全相反的。总而言之,这是一个完美的设计。

  海流工程设备拥有完美的安装地点,这是沿着欧洲的大西洋海岸不断寻找后才发现的位置。第一个完全运转正常的涡轮工程如今出现在北爱尔兰和苏格兰之间的海面上。这种新一代设备名为 SeaGen,到 2007 年,每根桅杆的功率会达到 120 万瓦。与单转轮的海流塔相比,这里共有两个转轮同时工作。SeaGen 桅杆特别适宜安装在停产的海上钻油平台。这真是一个历史的讽刺:过去用于开采石油的钻油平台,如今却参与了完全环保的再生能源经济。

  然而德国依旧一无所获,正如我们在欧洲电视网金曲大赛上的表现一样。我们缺乏资源。海流太弱了,潮汐落差太小。我们的电视名嘴斯特凡·拉布对此也无能为力——就算他是工程师又怎样?

  在英国的另一项重要计划中,海面产生不了什么作用。他们通过所谓的“魟鱼技术”(Stingray),将一种古怪的机器固定在海底,这种机器由千斤顶和踏步机组成,形成一个十字交叉的形状。在四根粗壮的支撑脚顶部,有一个凸起的短桅杆,其顶端有一个活动叶片安置在铰链中。水流不断上下冲刷叶片。

  这台测试设备就在设得兰群岛附近,它不仅可确保充分的能量平衡,而且动物们也能适应这些四条腿的大家伙,它们上上下下的运动速度很慢,显然不会吓到这些海洋的原住民,当然更不会伤害到它们。无论环保主义者如何热爱那些漂亮的大风车,有一点是他们始终无法回避的,那就是来自飞鸟行业公会的质疑:每年有数以千计的小鸟遭遇风车劫,最终成了人们盘中的宫保肉丁。

  海洋热力发电站

  这个理念很早就有人提出来了,可长期以来一直被认为无法实现。但是近年来,随着科技的进步,热力发电站重新成为人们谈论的话题。如今它们被称为 OTEC(Ocean Thermal Energy Conversion,海洋热能转换系统),可以利用不同水层的温差获取能源。

  在热力发电站中,人们需要一种液体的运作介质,并要求它的沸点尽可能低。比如说,氨气和温暖的表层水混合后,很快就会蒸发和膨胀。蒸气可以产生压力,并且驱动发电机,然后产生电流。当对温度较低的深海水进行充气时,氨气就会重新液化,然后发热,接着再次液化,如此循环往复。总之,至少在深度超过 1000 米,而且水层温差超过 20°C 时,热力发电才能发挥足够的效用。

  可惜,这仍不适合德国。

  渗透发电站

  渗透发电站别具一格的是,盐的含量在这里产生了决定性的作用。在入海口,淡水和咸水发生了交汇。此时液体会相互混合,以平衡它们的浓度差。如果不让它们混合,会出现什么情况呢?你只需制作两个容器,并用膜从中隔开就可以了。这种膜的特性是,淡水可以通过,但浓度较大的咸水则无法通过。也就是说,水只能向一个方向流动。假设是从右往左,左边容器内的水平面开始上升,此时就产生一定的压力,而这种压力即可驱动涡轮机,一个渗透发电站也就建成了。

  它的优点在于原理非常简单。数十亿年以来,进化女神一直进行着渗透实验——在人体、动物和植物的细胞内部。问题不在于原理本身,而在于渗透膜。要想产生百万瓦级的能源,它的面积就必须达到 20 万平方米。怎样才能做到呢?缠绕起来,放在管道模块里,这样才能做到美观,否则一个 20 百万瓦的发电站看起来就像一堆废墟。现在出现了一种新的设计,将渗透发电站建在地下。如果这能发挥最大效益的话,那么欧洲每年即可获得 2500 亿千瓦/时的电能,这是德国每年用电量的 4 倍。

  顺便提一下德国……

  不,我们仍然一无所有。可恶的波罗的海不够咸,而北海出海口又不存在明显的淡水和咸水分界线。德国:零分。

  上述所有的发电站都有一个共同特点,那就是它们无法储存电能。它们所生产的电能必须直接投入使用,而且除了个别特例之外,大多是不太稳定的,因此也不能完全取代传统的发电站。


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