在美国太平洋沿岸哥伦比亚河的入海口,耸立着一座高高的灯塔,灯塔看守人就住在旁边一座小屋里。1984年12月的一天,看守人忽然听见屋顶上响声如雷,还没来得及弄清是怎么回事,只见一个黑黝黝的怪物劈里啪啦地穿透屋顶后砸到地上。看守人战战兢兢地挪到自天而降的怪物面前,简直不敢相信自已的眼睛:那怪物竟是一块重量为64千克的大石头!
是哪个大力士搞的这个恶作剧呢?第二天,看守人请来了专家。经过一番调查和鉴定,专家得出了结论:这个大力士是海浪,这块大石头是被海浪抛到40米高的半空再砸到看守人屋顶上的。虽然到目前为止,根据仪器记录到的海浪高度还未超过20米,但巨浪中冲击海岸激起的浪花常常高达60米~70米。如斯里兰卡海岸上一个60米高处的灯塔就曾被海浪打碎过。
"乱石崩云,惊涛裂岸,卷起千堆雪。"浩瀚的大海,时而白浪滔天,时而碧波荡漾,几乎没有平静的时候。而见过大海的人,都会感受到海浪的巨大威力。事实上,海浪的威力往往大得出乎人们的想象。在法国的契波格海港,曾有一个浪头打来,居然把一块3.5吨重的巨物像掷铅球似的扔过了6米高的防波墙。在荷兰的阿姆斯特丹,一块26吨重的混凝土块竟被波浪从海中举起,再稳稳当当地放到7米高的防波堤上去;在苏格兰的威克那地区,1872年曾有一个巨浪将1370吨的庞然大物移动了15米之远;西班牙巴里布附近海边,在1894年的一次狂风巨浪后,人们发现一块足有1700吨重的巨石翻了个身。1968年6月,一艘名叫"世界荣誉"号的巨型油轮装载着49000吨原油,当它驶入好望角时遭到了波高20米的狂浪袭击,巨浪就像折断一根木棍一样把油轮折成两段并将之吞没了。
此外,一些测试材料表明,海浪拍岸时的冲击力可达每平方米20吨~30吨,大的甚至达到60吨,能使海上最坚固的建筑物遭受破坏。具有这样冲击力的海浪可以把13吨重的巨石抛到20米高的空中,能把17000吨重的大船冲上海岸,是个名副其实的"大力士"。如此说来,把那块60多千克的黑色石头抛上40米高,对于海浪而言自然是轻而易举之事了。
人们自然会想,对于海浪这个放荡不羁而又力盖群雄的"大力士",能否使它变害为利,为人类造福呢?海洋科学家认为,如果人类驾驭了海浪,它也是一种可观的能源。在当前能源短缺的形势下,许多国家都把目光转向了海洋,积极开展海浪能利用的技术研究。海浪发电有着巨大的潜力,它比其他发电方式安全、不耗费燃料、清洁而无污染,如果在海岸设置一系列波浪发电装置,还可起到防波堤的作用。因而波浪发电备受世界沿海国家的重视,纷纷规划建立波浪电站。日本四周环海,处于北半球海浪较大的海区,所拥有的波浪能每年可达10亿千瓦,这相当于目前日本每年用电量的25倍呢!日本科学家认为,只要把日本海域的海浪能利用起来,日本的能源就可以自给。地处南太平洋的新西兰是世界最大的海浪区,海浪能资源特别丰富。新西兰的海岸线总长4300千米,只需利用63千米的海浪宽度,就足够供应全国的所需电量。
据估计,海浪的能量在1平方千米的海面上,波浪运动每秒种就有25万千瓦的能量;而10平方千米的海面上产生的波浪能,就是相当于一个新安江水电站的电能,或相当于90万吨煤炭的热能。波浪发电的道理很简单,就利用波浪上下垂直运动推动装有活塞的浮标,这个浮标就像一个倒装的打气筒。打气筒是人从上面一下一下地压活塞,而浮标则是从下面借波浪的运动一下一下地推活塞。由活塞与浮标的相对运动产生的压缩空气,就可以推动涡轮机发电了。1964年,日本制成了世界上第一盏用海浪发电的航标灯,开了利用海浪能量的先河。虽然这台装置发出的电能仅60瓦,只够一盏灯使用,但它证明了用海浪发电是完全可行的。到1977年底,日本和其他国家共拥有近400台60瓦的小型海浪发电装置,每台平均发电量为50度~100度。
1978年,日本建成了世界上第一座大型海浪发电站"海明号",它像一艘大船停泊在海面,但没有船底,宛如一个没有盖的大箱子倒扣在海面上。这种"箱子"叫空气室,整个发电站是由22个无盖的"箱子"组成的,每两个空气室上装着一台空气涡轮机。当海浪上下起伏时,会不断压缩箱内的空气,再通过高压喷出的空气转涡轮机和发电机,就发出电来了。这座发电站装有11台发电机,当海浪3米高时,它的总发电能力为2000千瓦,可以满足1万户家庭的用电需要。
与此同时,其他一些国家的海浪发电装置也陆续投入应用。挪威科学家计划耗资2000万美元,在卑尔根岛建造两座海浪发电站。一座是灰钢圆柱结构,柱身12米高,40吨重,建在海边花岗岩峭壁的裂缝当中。当海浪经过管道进入圆柱后,可使里面的水面形成涨落,造成圆柱顶部空气的吸入和排出,气压的降落和升高起到强力活塞的作用,连续不断地使发电机的涡轮叶片转动而发电。发电站建成后,年发电量将为120万度。另一座海浪发电站采用锥形隧道技术,隧道前宽后窄,隧道口宽55米,末端只有几米。海浪涌进隧道后,溢入比海平面高3米的储水池,再进入水管以推动涡轮机发电,预计它的年发电量可达30万度。
用浮鸭式波能转换器发电,这是科学家设计的一种新方法。这种浮鸭式发电装置有点古怪,简直就像一个不倒翁,下部装着一些桨片,按照一定的角度伸向各方。几十个浮鸭装置浮在海面上,海浪一来,"不倒翁"的脖子不停摆动,桨片转动水泵,水泵把水赶进涡轮机,涡轮机带动了发电机工作,于是电就产生了。就这样,1米高的海浪每小时能带来几千度的电力,可以满足一个小村庄的电力需求。科学家还设想直接利用海浪巨大的冲击力发电,比如在距海岸1千米的海上筑起两道"V"字形的集波墙。当海浪由这种喇叭口涌向集波墙时,就会使波浪越挤越高,将小浪变为大浪。而集波墙的尽头安装着水泵控制杆,海浪的冲击力推动控制杆,将海水提升到高压水槽里贮存起来,以供发电使用。
科学家们指出,征服海浪的工作其实才刚刚开始,怎样使无情的海浪变成有情的资源还存在着许多技术问题。但是咆哮的海浪已经开始"听话"了,它将是本世纪的一笔可贵的蓝色能源。