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海洋能 奈米一乙 吳柏凱 4A314066 徐士鈞 4A314068 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。 海洋能分類 (1)潮汐能 (2)波浪能 (3)海洋溫差能 (4)海洋鹽差能 (5)洋流能 海洋能 在地球中海洋佔有71%,而陸地則只有29%,海洋蘊藏豐富 的資源與能量,所以充份利用海洋的能量,是人類解決能源 危機的一個很好的選擇。而人類早從100多年前就開始了利用 浩瀚的海洋的巨大能量來服務人類的探索。 海洋受到太陽,月亮等星球引力以及地球自轉、太陽輻射等 因素的影響,以熱能和機械能的形式蓄在海洋裏,海洋能主 要包括潮汐能、波浪能、洋流能等動能量和海洋溫差能、海 水鹽差能、海洋滲透能等,有專家估計,全世界海洋能的蘊 藏量為750多億千瓦,這些海洋能源都是取之不盡、用之不竭 的可再生能源。 海洋雖然有龐大的能量,但必須以高技術高成本來克服鹽水 的高腐蝕性,而有些情況下甚至需要讓設備能承受深海的高 壓環境。 潮汐能 因為太陽、月亮與地球之間的萬有引力與地 球自轉的運動使得海洋水位形成高低變化, 這種高低變化,稱之為潮汐。 潮汐發電就是利用漲潮與退潮高低變化來發 電,與水力發電原理類似。當漲潮時海水自 外流入,推動水輪機產生動力發電,退潮時 海水退回大海,再一次推動水輪機發電。 波浪能 海洋波浪是由太陽能源轉換而成的,因為太陽輻射的不均勻加 熱與地殼冷卻及地球自轉造成風,風吹過海面又形成波浪,波 浪所產生的能量與風速成一定比例。而波浪起伏造成水的運動, 此運動包括波浪運動的位能差、往復力或浮力產生的動力來發 電。 波浪能是海洋能源發展最有潛力的一種,也是最有可能廣泛利 用的能量。從技術角度也是最困難的技術。波浪據有不穩定性, 具有大小變化性,浪大的時候非常大小的時候微波蕩漾。如果 要利用波浪必須設計出克服波浪大小變化性質的發電系統。還 要具備一個更加重要的條件,投資回報率,單位投入產電比例 高。投資回報時間在5年內收回成本的就會有相當好的利用價 值。 海洋溫差能 海洋溫差能是利用海洋的表層海水與深層海 水之間不同的溫度,透過溫差汽化工作流體 帶動渦輪機發電。海洋為最大的太陽能收集 和貯存器。一般在熱帶地區,地層與1000米 深之海水溫差可達25℃。理論上,只要有溫 差存在,即可抽取能量。 溫差若愈大,則海洋熱能轉換之效率愈高, 成本愈低,因此,海洋熱能轉換最適合熱帶 或亞熱帶地區之發展。 海水鹽差能 海水鹽差能是利用海水(鹹水)和淡水 之間的鹽度濃淡不同的化學電位差能, 主要存在地區為河水和海水交界處,一 些淡水充足的地方也可用鹽湖和地下鹽 礦生產鹽差能,鹽差能是海洋能中密度 最大的。 洋流能 洋流發電是利用海洋中的洋流流動推動水輪 機發電,一般均在海流流經處設置截流涵洞 的沉箱,並在其中設置一座水輪發電機,視 發電需要增加多個機組,惟於每組間需預留 適當的間隔以避免紊流互相干擾。目前海流 發電應用構想種類甚多,但均屬研究性質, 其技術可行性離商業化應用尚有段距離。 影片 海洋能 海洋能無法廣泛應用