海洋能的应用

海洋能的應用組員：黃振維、馬名彥、張閔軒、陳靖指導老師：史美奐一、前言：綜觀現代能源的應用，火力、核能這些非再生能源佔了我們人類能源應用的大部分，但能源的耗竭提醒人類須重視永續發展，「留的青山在，不怕沒柴燒。」這句諺語人們耳熟能詳，可是非再生能源終究有用完的一天，所以尋找取代非再生能源的新能源，就顯得更重要了。幸好，現代的科學發展讓我們看到再生能源取得的可能性，像風力、水力、太陽能、地熱能、海洋能等，都是可能的方向，能源國家科技計劃中，海洋能源也是發展的技術之一，但本文想探討的，就是如何取得海洋能，並將它應用在日常生活中，改善社會大眾必須依賴非再生能源的情形。二、海洋能---溫差發電：海洋能類似太陽能，屬於再生能源的一種，而且不需要燃料，在太陽未消失之前，是取之不盡用之不竭的，較常見的分為幾項，包含：溫差、洋流、潮汐、波浪和鹽差等，能源運用最基礎的形式是電力，而各種海洋能中，以溫差發電最具實質意義與成效，它的運用是因為海洋表面在太陽照射下，和深海未受到光線照射的部份形成溫差，然後將儲存於表層海水中的太陽熱能轉換成電能的一種技術，海洋依照海水溫度對深度的變化可分為三層，分別為最上層的混合層，中間的斜溫層(溫躍層)及最下面的深水(海)層，在回歸線的附近，表層水溫約為23~28℃之間，至一千公尺已下降為4℃左右，即可造成19~24℃之間的溫差，而表面的混合層與深水層之間的溫差越大，其發電效率越高，且效率越大。一般而言，在赤道至南北緯30度之間的海域，也就是熱帶地區的海域，較適合執行海洋溫差發電。三、海洋能---洋流發電：台灣東部有黑潮經過，海水上下層溫差可達20℃以上，很適合海洋溫差發電，只可惜雖有技術，卻因和其他國家相比成本高了一些，不具開發價值，經濟效益不大，而且溫差能的轉換效率只有火力發電的十分之一，但可以行洋流發電。現在的墨西哥灣洋流，有一台名叫「可里奧利里1號」的發電機從事洋流發電，每秒2.3公尺的洋流，竟可輸出八萬三千瓦的電力，墨西哥洋流是一股強勁且溫暖的洋流，與北大西洋洋流和加那利洋流共同作用後，可調節西歐與北歐的氣候，以墨西哥洋流的例子用在台灣外的黑潮上，利用黑潮行洋流發電，其經濟價值是相當可觀的，以每秒1公尺的流速，深度約海面下30公尺，且洋流情況非常穩定，初步估計的結果，光綠島附近的黑潮流就可達1至3GW的發電量，規模竟等同於3座核能發電廠的能量，而且不只綠島，台灣還有蘭嶼、花蓮、蘇澳等地方可以發展洋流發電，若技術允許，電力可供全島使用，且不會形成污染。台大應力所陳發林表示，黑潮的驅動力是大氣環流帶動海洋表面流動，加上地球自轉的「科氏力」加速，配合海床地形而形成的，其流量是亞馬遜河的100倍，密西西比河、長江的1000倍，台大黑潮發電研究團隊初步規劃未來在靠近上述四個地方的海域，在約一百平方公里的海域中布放海流渦輪機，讓台灣將洋流發電應用在現代科技中。四、海洋能---潮汐發電：除了我國致力於發展海洋能以外，英國聲稱已正式進入了新的能源時代，且在北蘇格蘭建立了世界第一座渦輪式潮汐發電機SeaGen，和在愛丁堡的首座波浪發電站，發電總瓦數竟佔了英國所需電力的五分之一，潮汐為海水海位因地球自轉、日月引力、地形而週期性漲落的現象，潮汐發電就是利用漲潮或退潮來發電，與水力發電相似，利用每天潮流漲落的位能差產生電力，當漲潮時海水自外流入，推動水輪機產生動力發電，退潮時海水退回，再一次推動它來發電，一天有2次的漲退潮，發電的頻率也不會嫌少是可好利用的能源，且各國潮汐發電技術比較成熟，只可惜興建潮汐發電站的費用相當龐大，因為需要建造大型水壩，加上須選擇地點須具有強大水流流動的海灣，所以興建的難度相當高。五、海洋能---波浪發電：波浪能就略為容易一點，波浪能是指海洋表面波浪所具有的動能與勢能，波浪的能量與波高的平方，波浪的運動週期以及迎波面的寬度成正比，但是還是有些缺點存在的，因為波浪能是較不穩定的一種能源，有些地方波浪大，有些地方波浪小，所以地點變的很重要，其中浙江、福建、廣東、台灣沿海為波浪能豐富的地區。此外，利用波浪能的種類繁多，有關波浪能的專利超過千項，因此，波浪能的應用也成為了發明家的天堂。六、海洋能---鹽差發電：除了英國，美國早在1939年就已提出海洋能的發電技術了，只是他們提出的是鹽差發電技術，當把兩種不同濃度的鹽溶液到在同一容器中時，那麼濃溶液中的鹽類離子就會發生擴散作用，直到濃度相等為止，所以，鹽差能發電，是利用兩種鹽度不同的海水化學差能，轉換成有效電能，科學家發現，只要有大量鹽度濃度不同的溶液混合，就可產生巨大的能量，而且能量還大於海洋中的潮汐能及波浪能，也是一項等待開發的能源。七、總結探討：海洋，是世界上能源開發的一塊璞玉，生命是從海中誕生，我們人類卻貪婪的拚命利用其他能源，竟忘記了海洋才是我們地球生命之母，而且竟然還破壞了海洋環境，海洋資源是最乾淨的，但也最容易破壞，萬物皆出自於海洋，除了有能量可利用外，還有更多我們值得去珍惜的，認識海洋，親近海洋，到愛護海洋，就是我們人類這個萬物之靈該做的，人類遇到大自然的反撲，是不可能抵擋的住的，唯有認識它利用它，才是永續發展之道。參考資料：藍金(2008)。海洋能發電窺探。海洋能源工程技術中心有限公司。瀏覽日期2009/09/23，取自/jx1week/index.php?option=com_content&task=view&id=396&Itemid=10002。周信佑(2009)。油價訂價策略與建議。國家政策研究基金會。瀏覽日期2009/09/23，取自.tw/post/3/6341。Click2it(2009)。BiopowerSystems。BiologicallyInspiredOceanPowerSystems。瀏覽日期2009/09/30，取自.au/。海洋資料庫(2008)。海洋資料庫介紹。行政院國家科學委員會。瀏覽日期2009/10/07，取自7/odbs/。唐佩君(2006)。來自海洋的電力-黑潮洋流發電。中央社。瀏覽日期2009/10/07，取自/forum/viewtopic.php?id=299。何宗儒(2006)。大海找資源-洋流發電乾淨又環保。國立台灣海洋大學。中央社。瀏覽日期2009