作者：科普小组
出版社：吉林电子出版社
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科技新潮试读：
前 言
茫茫宇宙，浩浩人海，真是无奇不有，怪事迭起，许许多多的难解之谜和科技神奇奥妙无穷，神秘莫测，使我们对自己的生存环境捉摸不透。
人类社会和自然世界是那么丰富多彩，使我们对于那许许多多的难解之谜和科学现象，不得不密切关注和发出疑问。人们总是不断地去认识它，勇敢地去探索它。虽然今天科学技术日新月异，达到了很高程度，但对于许多谜团还是难以圆满解答。人们都希望发现天机，破解人类的谜团。古今中外许许多多的科学先驱不断奋斗，一个个谜团不断解开，推进了科学技术的大发展，但又发现了许多新的奇怪事物和难解之谜，又不得不向新的问题发起挑战。科学技术不断发展，人类探索永无止境，解决旧问题，探索新领域，这就是人类一步一步发展的足迹。
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太阳能热电站
太阳的作用，人们早已经是耳熟能详了。这颗不断散发热量的恒星为人类创造了很多经济价值。例如太阳能热电站，就是人类利用太阳能创造价值的一个典型例子。
太阳能热电站的能量转换过程是这样的：利用集热器（聚光镜）和吸热器（锅炉）把分散的太阳辐射能汇聚成集中的热能，再由热蒸汽推动汽轮发电机组进行发电。它与一般火力发电厂的主要区别就在于：其动力来源不是煤或燃油，而是太阳的辐射能。
太阳能热电站内还设有蓄热器。高压热蒸汽在推动汽轮机转动的同时，还通过专用的管道将一部分热能储存在蓄热器内。阴天、雨雪天及夜间没有阳光，便由蓄热器来提供热能，从而保证太阳能热电站能够连续发电。
太阳能热电站多采用塔式，就是在地面上设置许多面聚光镜，从不同角度和不同方向把太阳光收集起来，集中反射到一座高塔顶部的专用锅炉上，使锅炉内的水受热而变为高压蒸汽，由蒸汽驱动汽轮机，再由汽轮机带动发电机发电。
世界上第一座太阳能热电站。是法国的奥德约太阳能热电站。虽然这座太阳能热电站的发电能力当初只有64千瓦，但它却开创了太阳能热发电的先河，是太阳能热发电史上的里程碑。
1981年，法国、联邦德国和意大利，联合在意大利的西西里岛上建造了世界上第一座并网运行的塔式太阳能热电站。它发电能力为1000千瓦，所用锅炉的热功率为4800千瓦。它采用182面聚光镜，其中镜面面积为50平方米的有70面，镜面面积为23平方米的有112面。镜场总面积达6000多平方米。每面聚光镜都由两台电动机带动，可绕垂直轴旋转，使镜面能够跟踪太阳而转动。电动机分别由各面聚光镜所带的微处理机进行控制，而每台微处理机都直接同中央控制系统相联。锅炉内的蒸汽温度可达512℃。蓄热器内采用由KNO3、NaNO2和NaNO3组成的熔盐，其温度可达430℃，能够储蓄热能60千瓦／小时。如果天空中云彩遮挡了阳光，那么每个蓄热器所储蓄的热能还足以使热电站维持运行30分钟。
1982年，美国建成了一座大型塔式太阳能热电站。这座电站采用1818面聚光镜，塔高80米，其发电能力为1万千瓦。它用太阳能来加热油，再用高温油将水变成蒸汽，利用蒸汽来推动汽轮发电机发电。21世纪美国太阳能热电站的总装机容量达到4000万千瓦。
最近，国外还研制成一种用炭黑来捕捉太阳能以驱动发电机发电的装置。它是通过一个聚光器把太阳光聚集起来，照射在一个装有碳微粒悬浮体的加热室内。碳微粒因为温度上升而气化。碳微粒吸收的热量可用来加热周围的空气，使其达到相当于喷气发动机的温度和压力。于是，被加热的空气可用来驱动汽轮机转动，并带动发电机发电。这种热电站每小时约消耗炭黑30千克，可产生供1万人口的城镇所需的电力。
俄罗斯想在中亚地区建造当前世界上最大的太阳能热电站，它发电能力可达30万千瓦。在这里建造大型太阳能热电站的有利条件是日照时间特别长，每年可达3000多小时。这座太阳能热电站将装设几排能跟随太阳转动的巨大反光镜，把太阳光聚集起来以后再照射在90米高的塔顶锅炉上，将水加热而变成200～300℃的蒸汽，再推动汽轮发电机发电。它同样也是将一部分热蒸汽送入蓄热器内，以备在夜间及阴雨天供电站发电。
太阳能热电站虽然优点众多，但也有缺点：一、占用地方大。据计算，一座发电能力为1000千瓦的太阳能热电站，需占地110米×110米；一座1万千瓦的太阳能热电站，需占地350米×350米；一座10万千瓦的太阳能热电站，需占地950米×950米。二、发电能力受天气和太阳出没的影响较大。虽然安置了蓄热器，但根本性问题还是不能彻底解决。
人们通过运用自己神奇的智慧一定会将太阳能热电站改善好的，它会不断为人类带来便利。
太阳能气流电站
当前人们利用太阳能发电最为奇特的要算太阳能气流电站了。
太阳能电站既不烧煤，也不用油，只是装有一个大烟囱，但这个烟囱并不是用来排烟的，而是用来抽吸空气，因此称它为太阳能气流电站则更显得确切一些。
1978年1月，联邦德国的史兰赫，博士在论文中最早提出了建造太阳能气流电站的设想。当时不少人认为这是一个不切实际的空想，但史兰赫博士的信心十足。后来，他得到了联邦政府的支持和帮助，这才使他的设想变成了现实。
80年代初，一个造型奇特的太阳能气流电站终于建造起来了，并且经试验获得成功。它为利用太阳能发电开辟了一条新的途径。
矗立在太阳能气流电站中央的大“烟囱”，是用波纹薄钢板卷制而成的，其直径达10.3米，高200米，重约200吨。在“烟囱”周围是巨大的环形曲面半透明塑料大棚。大棚的中央部分高8米，边缘高2米，周长252米，这个庞然大物是在金属骨架上安装塑料板而建成的。气轮发电机安装在“烟囱”的底部。
大棚内的空气经过太阳曝晒以后，温度比棚外高出20℃左右。因为空气具有热升冷降的特点，又加上“烟囱”具有向外排风的作用，这样使得热空气通过“烟囱”之后快速排出，驱使安设在“烟囱”底部的气轮发电机发电。
德国这座太阳能气流电站白天可发电100兆瓦，夜间虽然没有阳光，但棚内空气的温度却是出奇地高，还可以发电40千瓦。其发电成本与核电差不多。
目前广泛使用的塑料薄膜，其使用寿命一般为5～7年。随着科学技术的发展，预计今后的塑料薄膜有可能延长到20年左右。这样，就可使太阳能气流电站的建造成本显著降低。
这座太阳能气流电站的建成并试验成功，令史兰赫博士十分振奋，激动异常，紧接着他又提出了建造规模更大的太阳能气流电站的新方案。根据这个新方案，新的太阳能气流电站将要建造在阳光充足而地面开阔的沙漠地带，其发电能力预计可达1000兆瓦。这样，电站的“烟囱”就需要高达1000米以上，而塑料大棚的直径则需要有10千米左右。专家预算，仅大棚覆盖物的成本就多达200万美元。
太阳光透过半透明的塑料大棚，需要将棚内的空气加热到20～50℃，并使热空气以20～60米／秒的速度从“烟囱”里排出，这样才能使安设在“烟囱”底部的气轮发电机发电。
专家们指出，太阳能气流电站的建成和推广，不仅为进一步开发利用太阳能开辟了新的途径，同时也为改造和利用沙漠地带创造了良好的条件。
太阳能气流除了满足发电的需要以外，这种塑料大棚还可以同时应用于其他方面。塑料大棚内的空间相当大，其温度又较高，可用作暖房，用以种植蔬菜、瓜果和栽培早熟的农作物等。太阳能气流站普及后，将会给人类带来更多的便利，从而使人们的生活更加丰富。
太阳池发电
利用水池汇集太阳能进行发电就是太阳池发电。太阳池就是利用水池中的水吸收阳光，将太阳能收集并贮存起来。这种太阳能集热方法，与太阳能热水器的原理相似。不同的是太阳池本身就能够充当贮存热能的蓄热槽，但用太阳能热水器来贮存大量的热能，则需要另外设置蓄热槽。
阳光照射进水池时池水就会变热，并引起水的对流，即热水上升而冷水下沉。在温度较高的水不断地从池塘底部升到池面的过程中，便通过蒸发和反射而将热能释放到空气中，这样就使得池中的水温大体上保持不变。不管天气多么热，也不管经过多么长的时间，水温总是比周围气温低。为了提高池中的水温，人们想了很多办法，其中最成功的办法应该是利用盐水蓄热的办法。
一种自然现象的启示，使人们想出这种利用盐水蓄热来提高水温的办法。那是在1902年，科学家们在考察罗马尼亚的一个浅水湖的时候无意中发现，越是靠近湖底其水温就越高，哪怕是在夏末秋初的时候，湖底的水温有时也高达70℃。后来在其他一些湖泊中人们也看到了类似的现象。人们都在疑惑：为什么会出现这种现象呢？原来，湖底水温之所以较高，是因为湖水中含有盐分，而且是越靠近湖底处的水所含盐分的浓度就越大。
一般而言，湖底处的热水本应该往上升（由于热水比冷水的密度水）而形成上下对流。但是，正由于湖水中含有盐分，当它所含盐分的浓度较大时，水的密度也较大，所以湖底含盐浓度较大的热水自然就极难上升，这样一来就打乱了水的“热升冷降”的循环过程。当湖水无法形成对流时，热量便在湖底处蓄积起来，越积越多，而湖面上重量较轻的一层水，就像同“锅盖”那样，将池底的热能严严实实地封住。就这样，湖底的水温就越来越高，可用来发电。
20世纪50年代，以色列科学家最早提出建造一座太阳池电站。70年代初终于在以色列的特尔阿比卜市郊建成。这座电站的水池面积为1250平方米，最大发电能力为6千瓦。
在70年代末，以色列又在死海西南岸附近建成了一个面积达7000平方米的水池，并进行了发电实验，其输出功率达35千瓦，最高可达150千瓦。电站池底的水温最高可达80℃。
以色列后来又在死海北岸附近的沙漠中建造了一座大型太阳池电站。这座电站拥有两个太阳池：其中一个是由人工挖成的，池面积约200平方米；另一个是利用天然洼地建成的，面积达21.5万平方米。两个太阳池的水深均为4米。为了防止池水渗入池底沙中，在池底铺了一层聚乙烯薄膜。太阳池中的水分为3层：最底层是薄热层，里面注入的是含盐浓度为27.5%的死海海水（一般海水的平均含盐浓度只有3.5%）。这种高浓度的盐水吸收阳光热能后蓄存起来，其水温有时可达90℃以上。中间层是被称做“心脏部位”的盐水层，它是由很多不同浓度的盐水一层层地依次重叠在一起而构成的，越是往上其盐分浓度就越低，密度也越小。这一层盐水的主要作用在于防止上下对流，同时吸收来自蓄热层的红外线。最上面一层为覆盖层，它由淡水（从地下抽上来的）组成，其作用是防止在刮风、下雨或起浪的情况下盐水层（中间层）遭到破坏；它同时又像一个巨大的“罩子”，用来阻止热量的散失。对于这种大面积的太阳池，为了确保水面不起浪，以色列人还在水面上设置了一层用塑料制成的“防浪网”。
目前太阳池电站所要做的是如何将盐水池的热能转换成电能？
发电所用的热能来自盐水池的蓄热层（下层）的热水。当这种热水的温度达到一定数值后，用水泵将它抽出池外，再送进蒸发器的螺旋管里，利用热水的热能将环绕蒸发器的低沸点有机液体（如沸点只有40℃左右的氟利昂）加热，使其气化，再利用这种气体驱动气轮机转动，带动发电机发电。
从气轮机出来的氟利昂气体，通过冷凝器之后就变成了液体，然后再被送回蒸发器。至于通过蒸发器而被降温以后的热水，则通过专门的管道被送回蓄热层的底部。
以色列建造的死海太阳池电站，一直能够正常工作，并创造了发电能力高达2500千瓦的好成绩，这也为它实施宏伟的“地中海－死海发电计划”创造了有利条件。死海的水位比地中海的水面低400米左右，如果从地中海挖一条通向死海的水渠，那么地中海的海水就会流入死海。而地中海海水的盐分浓度约为3.5%，比死海海水的盐分浓度低得多。这样，在通过适当调节之后，就可形成太阳池发电所需要的不同浓度的盐水层。这样一来，就把整个死海都变成了用来发电的“大太阳池”，估计其发电能力可高达150万千瓦。以色列计划21世纪的最初几年，使太阳池发电能力达到200万千瓦。
太阳池发电有许多突出优点，比如说成本低，贮存热量多，能持续发电等。
专家们认为，太阳池发电是所有太阳能应用技术中最为廉价和便于推广的一种技术。它除了发电，还可以供应热水和取暖。
太阳池发电也还有许多弊端，但我们坚信再不久的将来它会更加完善，真正为人们带来便利。
海水温差发电
海洋是地球上储存太阳能最大的热库。太阳辐射到地球表面的大部分热能，都被海水吸收，但是表层海水吸收阳光温度高，深层海水不见天日而温度低。这样，海洋中就存在着温度的差异，有时相差20℃左右。利用这种温差可将海洋热能转换成电能加以利用，这种发电方式叫海水温差发电。
法国物理学家古劳德在古巴一处海域从事海水温差发电的研究，并为之做了很多实验。在多次失败之后，最后他终于用海洋温差发出了功率为22千瓦的电。这是一个科学的突破。对于这一突破，很多科学家都表现得异常兴奋，他们坚定了从事这一研究的信心。用海洋表面的温水、深层的冷水和先进的技术，人类一定能得到大量的电能。
怎样用海水温差来发电呢？
在美国凯路亚科纳实验电路里，用13根白色塑料管道，把吸收了太阳热能的上层海水，注入一个压力很低的容器里。温海水在这里立刻就沸腾起来，产生许多蒸气。用这些蒸气去推动汽轮发电机，就能够发出电来。
用过的蒸气被送入管道，利用从800米深处抽上来的冷海水使它冷却，凝固成淡化水。
用这种方法发电的优点是：不受多变的潮汐和海浪的影响，不消耗任何燃料，也不会污染环境，不但可以发电，而且每天还能够得到大量味道甜美的淡化海水。
另一种利用海水温差发电的办法，是利用被太阳晒热的温海水，使被加压的一种液体氨变成蒸气，用这种蒸气去推动汽轮发电机发电。然后再用深海的冷水使氨蒸气冷却，变成液体循环使用。
海水温差大的地方进行海水温差发电的最佳之地就是热带海洋。热带地区阳光强烈，海水里储存的太阳能最多，上下层海水温差也最大。我国西沙群岛海域，在5月份测得表层海水水温有30℃，但1000米深处的冷海水只有5℃。这里的海水温差大，很适合发电。我国位于东半球，海洋温差条件很好，特别是台湾附近的海水温差较大，是建造海水温差发电站的好地方。
利用海水温差发电的前景宽阔。可是，还有许多技术难关需要突破，才能降低成本，建立实用性的大型发电站。
海洋是世界上最大的太阳能收集器，6000万平方千米的热带海洋一天吸收的太阳能，就相当于2500亿桶石油燃烧时释放出的热量。海洋每年吸收的太阳能相当于37万亿千瓦时，约为人类目前用电量的4000倍。如此诱人的能量，去开发这一领域是人类责无旁贷的大事。
海洋潮汐发电
潮汐发电的原理和通常的水力发电相似，是在海湾或有潮汐的河口上建筑一座拦水堤坝，将入海河口或海湾隔开，建造一个天然水库，并在堤坝中或坝旁安装水轮发电机组，利用潮汐涨落时海水水位的升降，使海水通过水轮机来推动水轮发电机组发电。
潮汐能无止无息，开发潜力非常大。潮汐发电的主要优点是：①潮汐电站的水库都是利用河口或海湾建成的，不占用耕地，也不像河川水电站或火电站那样要淹没或占用大量的良田；②不受洪水和枯水季节的影响，也不像火电站那样污染环境，是一种既不受气候条件影响而又十分干净的发电站；③潮汐电站的堤坝较低，容易建造，投资也很少。
海洋潮汐是怎样发电的呢？
海洋潮汐是因为月球和太阳引潮力的作用而引起的海水周期性涨落现象。人们通常把海水在白天的涨落叫做“潮”，把海水在夜间的涨落叫做“汐”，合起来称为“潮汐”。潮汐时时发生，无止无息。月球虽然比太阳小得多，但它离地球比太阳近得多，月球对地球上海水的引潮力大约是太阳的2.17倍。
海洋的潮汐中蕴藏的巨大的能量。在涨潮的过程中，汹涌而来的海水带有非常庞大的动能，而随着海水水位的升高，就把海水的巨大动能转化为势能。在落潮的过程中，海水奔腾而去，水位逐渐降低，大量的势能又转化为动能。海水在潮涨潮落运动中所包含的大量动能和势能，称为潮汐能。
海洋的潮汐能非常大。在我国浙江省萧山县新湾海塘上，有两块钢筋混凝土块，每块的重量有12吨左右，在1968年的一次潮头过后发现，这两块巨大的钢筋混凝土块竟被海潮推移了30多米的距离，可见海潮的力量之大！
潮汐涨落而形成的水位差，也就是相邻高潮潮位与低潮潮位的高度差，称为潮位差或潮差。一般，海洋中的潮差比较小，一般只有几十厘米，多者也只有1米左右。而在喇叭状海岸或河口的地区，潮差就很大。例如，加拿大的芬迪湾、法国的塞纳河口、我国的钱塘江口、英国的泰晤士河口、巴西的亚马逊河口、印度和孟加拉国的恒河口等，都是世界上潮差很大的地区。其中芬迪弯的潮差最高，达18米，是世界上潮差最大的地区。
海洋潮汐能的大小随潮差而变，潮差越大那么潮汐能也越大。比如，在1平方千米的海面上，潮差5米时，其潮汐能的最大发电能力约为5500千瓦；而潮差为10米时，其潮汐能的最大发电能力可达22000千瓦。科学家们预算，全世界海洋蕴藏的潮汐能大概有27亿千瓦，其每年的发电量可达33480万亿度。所以巨大的海洋潮汐有“蓝色的煤海”之称。
我国的海岸线长达2万千米，潮汐能的蕴藏至少有2亿千瓦，约占世纪潮汐能总蕴藏量的8%。其中，渤海3000万千瓦，黄海5500万千瓦，东海7400万千瓦，南海4000万千瓦。钱塘江的潮汐能大约700万千瓦。
建国以后，在我国的广东、上海、福建、浙江、山东和江苏等地先后建成了数十座小型潮汐发电站。1980年我国建成的浙江温岭县江厦潮汐电站，其装机总容量为3000千瓦，有几台500～700千瓦的机组已相继正式并网发电。这座潮汐电站的规模仅次于法国的朗斯潮汐电站，居世界第二位。
人类越来越重视对天然资源的开发和利用，其中海洋潮汐发电的开发前影很大，如能让人类全面利用，那会给人类带来更多的便利。
海浪发电
一提到大海，人们立刻就会想到汹涌澎湃、波涛起伏，确实大海从来就不曾平静过，无风时微波荡漾，有风时巨浪翻滚，这正是海洋的“习性”。那奔腾咆哮的海浪猛烈拍打着岸边的岩石，发出响雷般的轰鸣声，激溅起高高的浪花，这正是海浪在显示它那无穷的力量。尽管海浪的高度一般超不过20米，可是当它冲击海岸时，却能激起高达六七十米的浪花。这浪花犹如利剑，它曾将斯里兰卡海岸上一座屹立在60米高处的灯塔一举击碎。
海浪称得上是一位“大力士”，它创造的记录令人叹为观止：拍打岸边的激浪曾把法国契波格海港的3吨半重物抛过60米的高墙；在苏格兰的威克地方，巨大的海浪将1350吨的庞然大物移动了10米；在荷兰的阿姆斯特丹，一块20吨重的海中混凝土被海浪举起了7米多高，然后又抛到距海面1.5米的防波堤上；1952年，一艘美国轮船在意大利西部的海面上被海浪劈为了两半，残船被冲得无影无踪。
据测试，海浪对海岸的冲击力可达每平方米20～30吨，在特殊情况下甚至达到60吨。科学家们决定利用海浪能发电，为人类造福。
我国的黄海和东海的年平均波高为1.5米，南海的年平均波高为1米，年平均波周期为6秒左右。专家预算，我国领海的海浪能总量达1.7亿千瓦；全世界的海浪能总量高达25亿千瓦，如此能量，令人惊叹不已。
1964年，日本造出了世界上第一个海浪发电装置——航标灯。虽然这台发电机的发电能力只有60瓦，只够一盏航标灯使用，但它却开创了人类利用海浪来发电的新纪元。
利用海浪发电，不仅不消耗任何燃料和资源，也不产生任何污染，是一种“干净”的发电技术。还有它不占用任何土地，只要是有海浪的地方就能发电。对于那些无法架设电线的沿海小岛，海浪发电是最适用不过的。
目前，利用海浪发电的方法主要有三种：一、利用海浪的上下运动所产生的空气流或水流，使气（水）轮机转动，以带动发电机发电；二、利用海浪装置的前后摆动或转动以产生空气流或水流，使气（水）轮机转动，带动发电机发电；三、将低大波浪变为小体积的高压水，然后再把高压水引入某一高位水池积蓄起来，使其产生高压水头，以冲动水轮发电机组进行发电。
浮标式波浪发电装置就是利用海浪的上下运动所产生的空气流来发电的装置。这种发电装置有一个空气管，管内的水面（相当于一个活塞）是相对静止的，而水面可以上下运动。因为海浪的起伏波动而使浮标作上下运动，这样浮标体内的空气活塞室里的空气就被水面这个“活塞”所压缩和扩张，使空气从空气活塞室里冲出来，从而推动气轮发电机组发电。
日本还研制一种锥形浮体式海浪发电装置，也是浮标式发电装置，但它是利用共振原理来发电。这种发电装置的浮体，其固有频率与海浪上下运动的频率相等，因而出现共振，正是利用这种共振来发电。浮体的下端为锥体，锥体的顶端有一个能作正向和逆向转动的螺旋桨。当浮体与海水作相对运动时，便驱使螺旋桨转动而带动发电机发电。
另外，还有一种固定式海浪发电装置，其构造及工作原理跟浮标式极为相似，所不同的是将空气活塞室固定在海岸，通过中央管道内水面的上下升降来代替浮标的上下运动，以实现空气活塞室内空气的压缩和扩张，以推动气轮发电机组发电。
日本在20世纪70年代末就造出了一艘海浪发电兼消波的“海明”号大型海浪发电船，它能发出100～150千瓦的电能，并具有远离海岸的电力传输装置。这艘海浪发电船长80米，宽12米，总重500吨，船内安装了几台（空）气轮机式海浪发电装置。它经常锚泊在距离海岸3000米的海上，其锚泊海域的水深为40米左右。
90年代初英国在苏格兰的艾莱岛上建造了一座发电能力为75千瓦的海浪发电站，它是继挪威、日本之后利用海浪发电的第三个国家。此外英国爱丁堡大学目前正在研制发电能力为5万千瓦的海浪发电装置，英国人还计划在海岸以外的海面上建造海浪发电站。
挪威科学家提出了更为激动人心的设想：要人为地制造强大的波浪来进行海浪发电。如果这个设想能够实现，人类将会进入一个完完全全的天然能使用时代。我国的科学家也正在朝这一方面努力地研究探索着。
海流发电
海流中所蕴藏的动能是河洋能中蕴藏量最大的一种能源，科学家们发现海流也可以用来发电，它发电能产生50亿千瓦左右，能量大得惊人。
海流发电是依靠海流的冲击力来使水轮旋转，再通过变速装置变换成高速，然后带动发电机发电。利用海流进行发电，比利用陆地上的河流进行发电要好得多。海流不受洪水的威胁，也不受枯水季节的影响，它几乎以常年不变的流量不停地运动，它是取之不尽用之不竭的能源。
目前的海流发电多是浮在海面上进行的。例如有一种花环式海流发电站，它由一串螺旋桨组成，其两端固定于浮筒上，发电机装在浮筒里。整个电站迎着海流的方向而漂浮在海面上，看上去就像是一个花环。这种发电站之所以用一串螺旋桨组成，主要是因为海流的流速小的缘故。这种海流发电站的发电能力一般是比较小的，通常只能为灯塔和灯船提供电力，充其量也不过为潜艇上的蓄电池充一充电而已。
美国设计了一种驳船式海流发电站，其发电能力比花环式海流发电站大许多。这种发电站实质上就是一艘船，因此它有发电船之称。其船舷两侧装着巨大的水轮，水轮在海流推动下不断地转动，进而带动发电机发电。它所发出的电力可通过海底电缆输送到岸上。这种海流发电站的发电能力可达5万千瓦左右。安全度极高，因为这种发电站是建造在一艘船上，一旦遇上狂风巨浪的袭击，便可以迅速撤离，躲进港湾。
20世纪70年代末，世界上出现了一种设计新颖的伞式海流发电站。这种发电站也是建造在船上的。它是将50把降落伞串在一根长150余米的绳子上，绳子的两头相连，形成环状，以此来聚集海流的能量。然后，将绳子套在锚泊于海流里的船艉的两个轮子上。降落伞的直径约0.6米。置于海流之中而串连起来的50把降落伞由强大的海流推动着，而处于逆流的伞就像大风把伞吹胀撑开一样，顺着海流的方向运动起来。于是，拴着降落伞的绳子带动船上的两个轮子旋转，同时连接着轮子的发电机也跟着转动起来，进行发电。它所发出的电力同样是通过海底电缆输送至岸上。
伞式海流发电站有非常可观的潜力。有关专家特地计算过：假如把伞式海流发电站置于流速为3节（1节＝1海里／小时，1海里＝1.852千米）的海流中，那么只要用40把直径0.9米的降落伞拴在500米长的绳子上，发电能力就可达3.5万千瓦。美国的科学家也预算了，如果在佛罗里达海湾的海流中设置海流发电站，那么发电能力可望达到1000万千瓦。
英国科学家法拉第也研究过海流能。他认为，利用地磁可以进行海流发电。但当时因为技术条件所限，无法产生足够强大的磁场，因而法拉第的设想无法变成现实。随着超导技术的发展，如今超导磁体的应用越来越广泛，通过人工来形成强大磁场已不再是梦想。科学家预算：只要用一个3.1万高斯的超导磁体，放入黑潮海流中，那么海流在通过强磁场时将造成对磁力线的切割，这样就可以发电，其发电能力可达1500千瓦。黑潮是从我国的台湾省附近向北流的一股暖海流，因为这股海流的盐分重，水色深蓝，从高处俯视，它好像是漂在蔚蓝色大海里的一条黑色绸带，所以科学家们称它为“黑潮”。
我国的海洋资源非常丰富，只要开发利用得好，一定会为国家增加不可估量的财富。人们的生活水平将会有很大的提高。
海水盐差发电
生活在海上的人可能十分厌烦苦咸的海水，但事实上海水本身有很大的能量，能够发电。将能量转换能够为人们造福。
在大江大河的入海口，也就是江河水与海水相交融的地方，江河水是淡水而海水是咸水，淡水和咸水相互扩散，直到两者的含盐浓度相等为止。在海水与淡水相混合的过程中，同时释放出许多能量。含盐浓度高的海水以较大的渗透压力向淡水扩散，同时淡水以较小的渗透压力向海水扩散。这种渗透压力差所产生的能量，称为“海水盐浓度差能”，也叫“海水盐差能”。
实验表明，在许多江河入海口处的海水渗透压力差，大致相当于240米高的水位落差。当前世界上水坝高于240米的大水电站非常非常的少。有的江河入海口处海水的渗透压力大得令人觉得不可思议。例如在约旦河流入死海的汇合处，海水盐差的能量就让人无法想象。由于死海的盐水浓度风乎达到饱和状态，其渗透压力达到50500千帕（约合500个大气压），相当于5000米高的水位落差。这是多么大的能量！有极大的利用价值。
海水盐差的能量，是由于太阳辐射热使海水蒸发后其浓度增加的结果。在水循环过程中，被蒸发出来的大量水蒸汽又变成云彩和雨滴而重新返回到海洋中，同时释放出许多的能量。科学家们预算，全世7界的海洋一年的蒸发量相当于其水位降低1.3米，即每秒蒸发1.2×10立方米的水量。如果以2124帕（约合21个大气压）的海水盐差进行计算，那么全世界海水盐差的能量资源高达30亿千瓦。
怎样开发利用这些海水盐差能量呢？科学家们想到了利用“浓差电池”的化学原理，就是通过电化学的方法把盐差能转换成电能。
海水浓差电池的工作原理，就是在由多孔质隔膜（离子交换膜）隔开的两个容器中，分别地装入海水和淡水，并分别插入电极，便可在两极之间产生0.1伏左右的电压。只要把电路接通，就能够产生电流。
根据这种试验装置的原理，只要有大量的淡水与海水相混合，就能够释放出巨大的能量来。试验表明，江河入海口处是利用海水盐差能量最理想的场所。由于，在江河入海口处，含盐极少的江河水一直源源不断地流向大海，而海水本身含有较多的盐分，所以海水与江河水之间的形成盐浓度差，只要将两个别电极分别地插进海水和江河水里，并将两个电极用导线连接起来，电流就会源源不断。
开发海水盐差能获得巨大的能量，所以世界有很多国家的科学家都在致力研究这种能量的开发。
磁流体发电
磁流体发电是一种用热能直接发电的发电方式。它的基本原理，是使高温导电流体高速通过磁场，切割磁力线，于是出现电磁感应现象而使得导体中出现感应电动势。当在闭合回路中接有负载时，就会有电流输出。磁流体发电不像传统的火力发电那样，要先将热能转换成机械能，然后再将机械能转换成电能。而是直接将热能转换为电能。
在磁流体发电装置中，找不到高速旋转的机械部件。当导电流体高速通过磁场时，流体中的带电质点便受到电磁力的作用，正、负电荷便分别朝着与流体运动方向及磁力线方向相互垂直的两侧偏转。在此两侧分别安置着电极，并且它们都与负载相连，这时导电流体中自由电子的定向运动，就形成了电流。
高速通过磁场的导电流体可以是气体（如燃气或惰性气体）。常温下的气体通常是不是导电的，必须将气体的温度提高到6000℃以上，才能使气体电离而形成导电的等离子体。所谓等离子体，就是由热电离而产生的电离气体。
气体的导电性能是与由气体电离而产生的自由电子数量直接相关的。在高温条件下，气体的分子或原子最外层的电子由于热激发而脱离分子或原子，分离成自由电子和正离子。自由电子的数量越多，则气体的导电性能越好。
用一般的燃烧使气体达到这样高的温度十分难，并且现有的电极材料和绝缘材料也难以承受这么高的温度。所以，通常是在温度不超过3000℃的燃气或氩、氦等惰性气体中，掺入少量的电离电位较低的碱金属元素（如铯、铷、镓、钾、钠等）作为添加剂。这些元素的原子在不超过3000℃的较高温度下就能产生电离，使气体达到磁流体发电所需的电导率。
磁流体发电机由三个主要部件组成：一是高温导电流体发生器，在以燃气为高温导电流体的磁流体发电机中，高温导电流体发生器就是燃烧室；二是发电和电能输出部分，即发电通道；三是产生磁场的磁体。
磁流体发电机也许多优点：结构紧凑，体积小，发电启停迅速，对环境的污染小等等。可作为短时间大功率特种电源，用于国防、高科技研究、地质勘探和地震预报等领域。目前世界上研制成功的磁流体发电试验机组的热效率虽然只有6%～15%，但它可作为前置级而与现有蒸汽发电厂组成磁流体－蒸汽联合循环发电站，这样就从理论上使热效率提高到50%以上。随着核电的发展，还可以利用核反应堆产生的热能来实现原子能－磁流体发电，以提高核电站的发电效率。
很多国家都十分重视磁流体发电的开发和研究。前苏联利用天然气作为燃料，于20世纪70年代建造了第一座工业性磁流体－蒸汽试验电站，最高输出功率达2万千瓦；80年又建成了总输出功率为58.2万千瓦的天然气磁流体－蒸汽联合循环示范商业电站。美国从1959年开始，就大力开发磁流体发电。日本、澳大利亚和印度等国也在磁流体发电的研究方面也有了长足的发展。
我国的这项研究起步较早，在20世纪60年代初就开始燃煤磁流体发电的研究。从1987年开始，磁流体发电正式列入国家“863”高技术研究发展计划，由中国科学院电工研究所、电子工业部上海成套研究所、东南大学热能研究所等有关单位分工合作，对燃煤燃烧室、发电通道、超导磁体、逆变器、特种锅炉、添加剂回收与再生、中试电站的系统分析与概念设计以及电极与绝缘材料进行研究，并已取得了较大进展。中科院电工所2号磁流体发电试验机组的发电功率达到了世界先进水平。
磁流体发电是建立在高技术基础之上的一项综合性技术，对于这项新技术的研究和实施，必须以强大的工业生产和先进的工艺技术为基础。才能克服在其技术上的种种困难，使它能进行实际应用。相信不久的将来，磁流体发电的普遍开发利用能给人们的生活带来很大的改善。
太阳能空间电力站
科学家们经过仔细地研究，发现太阳光经过大气层到达地球表面时，其中有1／3左右的光能被反射回空间去。因此，在大气层以上接收太阳能，可以比在地面接收的太阳能多出4倍以上。于是，科学家们萌发了一个大胆的设想——把太阳能发电站建到太空中去。
为此，装载太阳能发电站的太阳能动力卫星必须发送到距地面3.6万千米的地球同步轨道上去。卫星绕地球飞行一圈所用的时间，正好与地球自转一周的时间相同，是24小时。
在动力卫星上装有巨大的太阳能电池板，能够将太阳能直接转换成电能，并且将电能转换成微波能而发回地面；地面接收站通过巨型天线，将这些微波能重新转换成电能。
现在，人类已掌握的空间技术，建造发电能力从2500兆瓦到1万兆瓦的各种太阳能空间电力站已不再是梦，美国在20世纪70年代初期就发射了一颗装有147840个太阳能电池的动力卫星，可发电11.5千瓦。它与装在“阿波罗”飞船上的另一个发电能力为11.3千瓦的太阳能发电装置相似。
当然，目前要建造大型太阳能空间电力站，从技术上说还存在一定的困难。比如说，一个发电能力为1000万千瓦的空间电力站，所需用的太阳能电池板面积为64平方千米；而与此同时，把微波能发送到地面的列阵天线，占地面积也需2平方千米左右。另外，对于巨大的动力卫星，必须把它拆开以后运送到太空，然后再进行组装；而卫星安装好了以后，还要定期地进行保养和检修。这样，就必须拥有像航天飞机那样能往返于地球和太空之间的特殊运输工具。
所有的这一系列问题，还有待于科学家们的努力才能进一步解决。
新颖的太阳房
从都希望生活在一个冬暖夏凉的环境中，于是人们冬天取暖，夏天开空调。为此，就会消耗能量，所消耗的能量约占人类能源总消耗量的1／4，这是个多么巨大的数字。年复一年，日复一日，千家万户要用去多少宝贵的能源啊！使用煤和石油产品造成的环境污染，影响人的健康。在科学技术高度发展的今天，人类希望用取之不尽而又干净的太阳能来解决自己住房的供暖和降温的难题，让我们赖以生存的住房冬暖夏凉更加舒适。于是，人们对太阳房越来越感兴趣，许多国家的科学家竞相研究，有的已经建起了各式各样的太阳房。
太阳房包括两大类：一种是被动式太阳房。这种太阳房必须设计出窗户的最佳尺寸和最佳位置，并要采用较好的绝热材料，使室内保温，从而冬暖夏凉。另一种是主动式太阳房。这种太阳房设有各种装置，从而更好地吸收太阳能。在一些国家已经出现了先进的多功能太阳房，它不仅可以利用太阳能来取暖、空调和提供热水，而且连住宅里各种家用电器所需要的电力，也都由太阳能提供。构思巧妙的各种新型太阳房，让你感到特别有意思。
美国的戴维斯城，坐落在加利福尼亚州萨克拉门托西南8千米的地方，有“太阳城”之称。在这个3万人口的城市里，有一半以上的人享受着太阳所赐的恩惠。漫步在戴维斯城的街心，各种类型的太阳房令你眼花缭乱：建在街旁的圆形住宅，长方形的公寓，镶有大块玻璃的银行，四周筑土垒的平房……
在这些太阳房中，有一类太阳房只是靠房屋本身吸收和反射阳光，来调节房间的温度，使室内冬暖夏凉，这就是被动式太阳房。
被动式太阳房都装有朝阳的大窗户，在地板上铺设保温性能好的砖块或浇注混凝土，并设有蓄热墙壁。这种墙约有60厘米厚，由混凝土筑成，设在朝阳的双层玻璃窗后边。阳光直射到蓄热墙上，再通过它向房间散热。在墙的底部和上面，开有长方形通气孔。当阳光照射到墙壁时，室内的空气就被表面涂黑的墙加热变暖，从墙的上通气孔流入内室，内室的冷空气则从下通气孔流出，形成对流。晚上，墙将蓄积的热慢慢释放出来，保持室内温度。后来，人们为了增强其透光性，则改用装水的玻璃柜代替了这种混凝土墙。
炎热的夏天，房屋主人用隔热窗帘遮住直射的阳光，天花板内的绝热材料隔绝了屋顶上的热量。日落以后，凉爽的空气从窗外流进来，使房间时的温度降低，从而变得更加凉爽。
寒冷的冬天，房屋主人拉开朝阳的窗帘，阳光就会直射到房间里面，使房间暖和起来。日落以后，屋顶、墙壁的绝热材料可以防止屋里热量散发出去，而被晒热了的地面则慢慢放出热量，使房间里温暖如春。
被动式太阳房在我国农村发展很快，建筑面积已达270多万平方米，主要分布在河北、山东、辽宁、甘肃、青海、西藏等地的农村。尤其辽宁省发展更快。我国还编辑出版了《被动太阳房的热工设计手册》和《被动太阳房典型结构图集》等，为推广太阳房提供了设计依据。
我国太阳能工作者专门设计构思巧妙、有特色的太阳房。这些太阳房都是就地取材，利用当地隔热性能好而又便宜的材料做屋顶和墙壁。比如，做屋顶的材料有麦秆、草泥、预制空心板等，采用厚土坯、空心砖、散粒珍珠岩等做墙壁。太阳房大都坐北朝南。把向阳的窗子开得大大的设计成各种最有利于阳光照射的形状，特别是专门设有新型集热蓄热墙壁，有利于房屋的保暖和散热，更好地调节室温。寒冷的冬天，太阳房里阳光特别充足；酷热的夏天，太阳从房顶通过，阳光照不到屋里来，房间里非常凉爽。
这样的太阳房不仅居住舒适，而且每年冬天还可节省许多取暖用的燃料，也不会造成环境污染。
科技工作者正在潜心研究更加新颖的太阳房，在二十一世纪将会出现更加新颖的太阳房。
太阳能电话亭
在科技日益发达的今天，太阳能被广泛用于人们的生活之中，太阳能电话亭就是其中之一，太阳能电话亭是将太阳能电池板装在电话亭的顶端，为电话供电。太阳能电话有许多优点，比如说减少了通话故障，电话声音也特别清晰。且安装简单，不需人管理，又防雷击等。
世界上太阳能电话已经建成了，它就是现在位于法国约旦一些公路上的太阳能电话。在公路旁的每根电线杆的顶端，都安装着一块太阳能电池板，将太阳能变成电能，然后向蓄电池充电，充电一次可使电话使用36个小时，。当汽车司机遇有紧急事情时，可随时在公路边打电话，使用非常方便。
现在，很多国家在缺少能源的边远地区，安装了太阳能电池做能源的电话，这样既方便，又节能。
能源核聚变
核聚变就是利用氢、氦等较轻的原子核聚变成较重的原子核，同时释放出大量能量。聚变反应放出的能量称为聚变能。氢弹爆炸就是聚变反应。
那么如何使它们发生核聚变呢？要想使两个较轻原子核发生聚变，就必需使这两个核距离非常近，相互距离要小于1000万亿分之三米才行。只有在这个距离内，两个核内的核力才能相互作用而产生聚变反应。但是，在地球上天然存在的物质中，原子核都是带正电的。要使两个带正电的原子核互相靠近，就必需克服它们之间的静电排斥力；而且这种斥力的大小与两个核之间的距离的平方成反比，随着距离的减小斥力就会增加。所以只有使两个核获得足够的动力，然后快速撞上去，才能克服静电斥力从而发生聚变。因此，最常用的方法就是将聚变材料，加热到几千万至几亿摄氏度的高温，来使它们的原子核获得足够动能，为核聚变的发生创下条件。所以通常把这种核聚变反应又称为热核聚变。
现在世界各国都非常重视可控制热核反应的研究，因为核聚变能源具有其他能源，包括核裂变能源无法相比的一系列优点。235
释放能量大。1千克铀裂变所释放的能量是燃烧1千克煤释放的能量的270万倍；而1千克氘、氚混合物聚变所释放的能量比1千克235铀的裂变所释放的能量还要多4.14倍。
原料储量丰富。聚变材料氘蕴藏在自然界的水中。1千克海水中
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