海洋动力资源
浩瀚无垠、奔腾不息的海洋蕴育着丰富的动力资源。海水处于永不息止的运动中，其中有的是可以看得见的，如波涛汹涌的海浪，有规律地涨落的潮汐，往复或旋转着的潮流，以及朝一个方向奔流不息的海流等：有的用肉眼却不易察觉，如大气与海洋的热量交换，海水的热运动以及海水因浓度差而引起的运动等。
海洋里蕴藏着各种各样的“能”和“力”，做起功、发出电，可以让人类享用不尽。早在1847年，人类还没有海洋能源发电的时候，法国作家儒勒·凡尔纳就以作家的洞察力和想象力，在《神秘岛》一书中预言：“水是热和光的无尽源泉。”
据科学家估算，世界海洋能的蕴藏量为750多亿千瓦。其中波能占93％，达700亿千瓦，其他还有潮汐能10亿千瓦，温差能20亿千瓦，海流能10亿千瓦，盐差能10亿千瓦。海洋能是目前世界能源总消费量的数千倍，只要开发出一小部分，即可满足人类的需要。海洋能源不仅储量巨大，而且都是属于“再生性资源”，只要大海不干枯，就不用担心海洋能源枯竭；更大的优点是，用海洋能源发电，不必担心二氧化碳、核废料等污染；另外，沿海城市就地就能获得方便的电力，亦可免除用火车、轮船东跑西颠地运煤拉油了。
目前，全世界已投入使用的大型潮汐电站仅有7座，到2000年将有20座，年发电量可达300～600亿度。即使这样，也仅仅在庞大的海洋能源宝库中取出一点点。
潮汐发电
（1）潮汐——大海的呼吸
你听说过大海出会象人一样进行呼吸吗？
站在海边上你就会发现，尽管刚才展现在眼前的还是一片沙滩或岩礁组成的美好景致，可几小时以后，那些沙滩或岩礁都不见了，眼前成了一片水的世界，茫茫然，说不清那曾经留着自己脚印的沙滩已在水下有多深了。但再过几个小时，你又会看到海水退了下去，那沙滩或岩礁组成的美好景致又再现出来，老年人会说，这是大海在呼吸呢？这就是海上的潮汐现象。那为什么说是大海在呼吸呢？让我们听听这其中所流传的故事吧。
我国浙江省有条钱塘江，人们在它的入海口可以看到著称于世界的钱塘江潮，特别是每年农历八月十八日左右，钱塘江的潮头可达八米以上，有两三层楼房那么高，其惊险壮观，堪称天下一绝。
我们的故事也从这里说起。传说在两千多年前，钱晴江口没行汹涌的诲潮，江水也好，海水也好，一直非常平静，只是春秋战国时期的伍子胥屈死于吴王夫差的剑下，阴魂不散，怒驱海水而成钱塘江潮的。那是距今两千多年的春秋末期，吴国打败了越国，越王勾践一面求和，一面以柴草为卧具，经常尝胆汁的苦味，卧薪尝胆，立志灭吴，报仇雪耻。这一点被吴国的大臣伍子胥看出来了，他竭力反对吴王同意议和。处在得意之中的吴王骄傲得哪能听得进伍子胥的话。
越王勾践听说伍子胥识破了他的意图，不敢怠慢，加紧贿赂，收买了吴国的太宰嚭（音匹），他在吴王面前，一席谗言就把骄傲的吴王激怒了。公元前484年，吴王“赐”剑给伍子胥，令其自杀，同时命令把伍子胥的尸体煮烂装进皮口袋扔进钱塘江。
屈死的伍子胥，漂到海里仍然阴魂不散，他喊冤，他发怒，他把海水变成狂涛涌进钱塘江，要用海涛来为他伸冤。从此，江水不平静了，海水也不平静了，海潮总是定时地涌进江来，人们说，这是“子胥为涛”，是发怒的伍子胥定时驱赶着海水来为他鸣冤叫屈的。因此称他为“潮神”。
九年之后，越王勾践恢复了元气，一举消灭了吴国。人们怀念伍子胥，建造了许多子胥庙，一方面为了安慰伍子胥含恨的灵魂，一方面是希望他不要再发怒了，因为潮水老是那么“发怒”，老百姓足要倒霉的。可是身为“潮神”的伍子胥，根本不理会老百姓的疾苦，照样把海水推向钱塘江口，天天如此，连年不断。
一旦钱塘潮来到，首先见远处江水与蓝天连接的地方，滚动着一道弓起的白色水墙，仿佛一群洁白的海鸥，排成一线飞来。渐渐地，潮声传入耳中，声音越来越清晰，越来越响亮，如千军万马奔腾而至。这时你再看那道滚动着的白线，已经不知在什么时候变成了一堵高高的白墙。那白墙高出水面七、八米，被阳光照射着，闪着夺目的光亮，汹涌澎湃，正以排山倒海之势滚滚压来，仿佛是这世界就会在一瞬间被它吞噬掉了。
一忽儿，潮头奔腾而去，江面依然风号浪吼，余波久久不能平息。此时你再看那江水，水位早已猛涨上来。这就是钱塘江涨潮的情景，它与其它海边上见到的潮水所不同的是涨潮时能形成水墙，最为壮观，难怪人们说是伍子胥在发怒呢！
其实，茫茫大海到处都有海潮发生，一个伍子胥即使有三头六臂，哪能管得了那么多？只是这种自然现象究竟是怎么产生的，倒使不少人烦恼过，得不到科学的解释，只得任凭“传说”泛滥了。
就在伍子胥死后五百年，中国出现了一名著名的唯物论思想家王充（公元27～97年），他从小生活在钱塘江南岸，不但对钱塘江潮发生兴趣，也对“子胥为涛”的传说产生了怀疑。他经过长斯地观察和研究，发现潮夕的涨落和潮汐的大小有着一定的自然规律。
神话的传说，经不住人们的推敲提问，其实伍子胥死时海上早有了潮汐现象，海上潮汐根本就与伍子胥之死无关。
王充在《论衡·书虚篇》中，以所观察到的现象，列举十二点理由，驳斥了“子胥为涛”之说，然后他又正面解释了潮汐现象，提出了潮汐成因的“元气呼吸”学说。他说：“天地之有百川也，犹人之有血脉也，血脉流行，泛扬动静，自有节度，百川亦然。有潮汐（按：即潮汐）往来，犹人之呼吸气出入也。”（《论衡·书虚篇》）
他认为“元气”是万物的原始物质，是世界的本原。“天复于上，地偃于下，下气蒸上，上气降下，万物自生其中矣。”这也就是说，天和地以及天地之间的万物皆由物质的“元气”构成，火和地的“气”在上升和下降的对流中互相聚合，自然而然地产生了万物，因而地上的千条江河就仿佛人身上血管，大海的潮汐也就相当于人在呼吸。王充推倒了“潮神”的传说，为了解释涛水是一种自然现象，他提出了潮汐涨落“随月盛衰”的见解。他说：“涛（按：即‘潮’，古代涛、潮二宇通用）之起也，随月盛衰，大小满损不齐同……以月为节也。”（《论衡·书虚篇》）王充道出了海潮现象的真正原因。大海之所以能作“呼吸”，根子还在月亮上呢。
地球每天自转一周。一天之内，地球上任何一个地方总有一次向着月球，一次背着月球。所以地球上绝大部分地方的海水，每天总有因月球的引力作用而出现两次涨潮两次落潮，这种潮称为“半日潮”。而有些地方一天之内只出现一次高潮和一次低潮，这种潮叫“全日潮”。当月亮、地球、太阳在一条直线上的时候，月亮和太阳的引潮力加在一起，就会出现大潮，这就是每月的朔（初一），和望（一般是十五，有时十六、十七）时；在上弦月（初七、八）和下弦月（初二十二、二十三）时，月球、地球、太阳不在一条线上，太阳的引潮力抵消了一部分月球的引潮力，就出现小潮。
（2）潮汐发电
永不休止的海水涨落运动，蕴藏着巨大的能量，也给人们带来恐惧和灾难。就说那天下一绝的钱塘江潮吧，那潮头虽奇，那气势虽壮，那景致虽美，可那汹涌澎湃的潮水决不象人们所想象的那样循规蹈矩，它的面孔常常狰狞可怕。让我们随手举几个例子看看吧。
雍正二年，也就是公元1724年，钱塘江遇上大潮。据记载，海大溢，塘堤尽决，海宁金城（现在盐官镇）只能见到屋顶。在肖山县新湾海塘上，曾经有块体积达10立方米的钢筋混凝土块，每块重量大约有12吨左右。这么大又这么重的混凝土块，不可能想象有什么大力士会推得动它。可是，就是这么大又这么重的混凝土块体，人们在1968年秋天的一次潮头过后，竟然发现它们被涌潮推着移动了30多米的距离。可想而知，海潮的力量该有多大。
还有，1978年8月，钱塘江工程管理局在海宁水文站附近海塘做实验时，在塘脚放置了五只装满石块的铅丝笼，其中最大的一只，所装的石块约8立方米，重达12吨。没想到，在一次潮头之后，工作人员发现这五只重重的铅丝笼早已没了踪影。
蕴藏着极其巨大能量的海潮，就是这样常常给人类带来恐惧和灾难。据统计，自1012年到1949年的937年中，钱塘江发生的重大潮患就达210次之多；一旦涨大潮期间同时遇上台风，那时，风助长潮威，潮借助风势，海边会形成破坏性很强的暴潮，对人类造成异常可怕的直接威胁。
能不能把潮汐的巨大威力充分利用起来？这是自古以来人们一直在考虑着的问题。一千多年来，我国劳动人民为研究潮汐的利用作出了巨大贡献。
比如，一千多年前，山东蓬莱地区就最先使用了潮汐磨，他们用潮汐来推动磨盘，使繁重的体力劳动得到解放。
还有如今仍然屹立着的福建泉州附近的洛阳石桥，那是宋朝时人们利用潮汐的涨落搬运石头并架设起来的。
发电机问世以来，科学家们自然而然地想到了如何利用潮汐发电的问题。
世界第一座发电厂建立以后仅仅三十年的时间，即1912年，德同就在石勒苏益格——荷尔斯太因州的布苏姆建成了世界上第一座利用潮汐能发电的潮汐电站。此后，随着能源需求量的增加，研究潮汐电站的国家也逐渐增多起来。法国、中国、加拿大、前苏联、美国、英国、印度、澳大利亚和阿根廷等国家竞相投入力量。
潮汐所蕴藏的能量实在有着诱人的魁力，有人估算过，如果把地球上的潮汐能利用起来，每年可以发出12400亿度的电来。
我国的潮汐动力资源也十分丰富，若按五十年代末的统计，我国潮汐能的理论蕴藏量达1．1亿千瓦。可供开发的约3580万千瓦，一旦开发出来，每年可提供电力870亿度，相当于47个新安江水电站的设计年发电量。
潮汐发电的原理和水力发电差不多，也是利用水的力量，通过水轮机变成机械能，再由水轮机带动发电机变成电能。那么，怎么才能使水变得有力量呢？条件很简单，即要有一定的水量，而且要使这一定的水量具备落差，居高临下，才能使水往低处流去。对于潮汐能来说，落差就是潮差，潮差越大，潮汐的能量也就越大。
在深海大洋中，潮差一般都比较小，因此潮汐能的利用主要多集中在潮差较大的浅海、海湾和河口地区。为了造成供发电用的稳定潮差，保证水往低处流的发电条件，人们就在合适的海湾入口处建造起一座海堤，把大海和海湾分隔开来，仿佛一道大坝在海湾处跨海而过，把海湾围成了人工水库。
海堤上留着一些缺口，建造些可以过水的水闸和装着水轮发电机的发电厂，这样，一座具备发电条件的潮汐发电站就建成了。
潮汐发电的方式，通常根据不同的建站方式和不同的运行方式进行分类，一般分成三类，即：单库单向式，单库双向式，双库式或多库式。
现在，让我们分别来看看它们的工作原理。
单库单向式
涨潮时，打开水闸闸门，让潮水涌进海湾水库，使库水向随着潮位一同升高。到最高潮位时，立即关闭闸门，把库水和大海分隔开来，不让海湾水库里的水随落潮而退回大海。等到海潮退到一定的水位时，海湾水库的水位就高于大海的水位了，已经形成了水位低处流的条件，具备了做功的力量。这时，再把电厂的闸门打开，让水库的水推动水轮机以后再流回大海。
这是最古老的一种潮汐发电形式，世界上第一个潮汐电站就是这样工作的。对于每天两涨两落的大海，这种电站每天就可以工作两次，发电10～12个小时。
单库双向式
随着时间的推移，人们认识到单库单向式的发电方式并没有把水的力量充分利用起来。须知，具有一定落差和流量的水流，对人类来说实在太宝贵了，它能做功，能够为人类贡献力量，白白让它流掉岂不太可惜了！你看，海湾水库里由涨潮所积蓄的水，都做了功，发了电，流回了大海。水库空了，在等待下次涨时，再把水闸闸门打开，蓄水装满水库。其实，这种情况下，外海潮位比海湾水库的水位高，外海水向水库流动的过程，同样是水往低处流的过程，同样具备着做功的能力，如果让涨潮蓄水的过程，也变成一个发电的过程，岂不充分利用了水的力量。
不久，一种新型的水轮机问世了。这种水轮机即可以顺转，也可倒转，再给它配上可以正反转的发电机，就成了可以正反向运行的可逆式水轮发电机组。这下，不论海水是涨潮还是落潮，都可以利用潮水发电了。
这种潮汐电站是怎样工作的呢？首先，假设海湾水库内外海水都处在低潮位上。涨潮时，把电厂的闸门和水闸闸门关闭，水库水位不动，海水的水面却因潮水的长涨而逐渐上涨着，形成外高内低的局面。一旦内外水位差达到水轮机最小工作水头时，即可打开电厂闸门，让海水推动水轮发电机发电以后再流进水库，这时的水轮发电是反向发电；随着潮水不断进入水库，这时的库水位在不断上涨着，而库内外的水差却在不断地减少着，当库水位将与海水位相平时，虽然比较高的海水仍然向较低水面的水库里流，但落差却越来越小，最后，甚至小到没有气力使水轮机转动了，也就是水位差已经减少到水轮机的最小工作水头时，只好把电厂闸门关起来，停止发电。这时，水闸的闸门仍打开，让海水继续进入水库。
平潮时，标志着即将落潮了，必须赶快把水闸闸门关闭，断绝水库与外界的联系，以保持库水位不变，落潮时，库水位在高位上，而海洋水位则随着落潮而步步下降、形成了内高外低的局面，又创造了水往低处流的条件。等到内外水位差再次达到水轮机最小工作水头时，又可打开电厂闸门，让海湾水库里的水汹涌流回大海，同时推动水轮发电机。这时的水轮发电机是正向发电。随着库水的不断回流大海，水库和大海间的水位差不断减小，当减小到水轮机的最小工作水头时，电厂再次关闭闸门停止发电，而仍保持水闸闸门开着，让剩余的库水继续流回大海。到了停潮的时间，下面又要开始另一个涨落循环了，因而必须立即关闭水闸闸门，断绝水库与外界的联系，以保持库水位处在最低潮位上。
这样的电站，在海潮的一次涨落过程中可以发电两次，用的又是一个水库，因此叫单库双向式。它每天可发电16～20小时，效益要比单库单向式潮汐电站明显得多。
双库式
