能量島的設計藍圖
 


能量島生產能量過程的示意圖

據美國生活科學網報道，海洋表面具有大量的風能、海浪動能和太陽能資源，目前，這些能源都可以通過「能量島」來實現，這種漂浮在海面上的裝置能夠全年每天24小時製造能量，有望取代人類對石油資源的使用。

漂浮在海面上的能量島是由發明家多米尼克·邁克利斯（Dominic Michaelis）發明設計的，設計的初衷是他不滿意當前海洋熱量轉換（OTEC）技術的緩慢進程，該技術是從海洋深處抽吸冷水，循環產生電能。邁克利斯說，「海洋熱能轉換並沒有新的發展，為什麼我們不考慮採用其他的海洋能源製造技術呢？」

據悉，能量島是由邁克利斯和他兒子共同設計完成的，在能量島中心位置有一個海洋熱能轉換發電站，它還裝配著一個2000英尺寬的風力渦輪和太陽能製造平台，此外，海浪能量轉換器和水流渦輪機能夠捕捉到該裝置周圍海浪形成的動能。邁克利斯稱，這樣的一個六邊形的能量島可生成250兆瓦電能（足以供給一座小城市的用電量），如果在某個港灣建造多個能量島，不僅可以提供更多的能量，還可以為植物生長提供溫室環境，作為船隻停泊的港口或者是觀光旅遊的賓館。

為了吸引更多的投資者，能量島設計小組將於本周在中國上海召開的「中美綠色科技峰會」（U.S. China GreenTech Summit）上討論發佈。

海洋熱量轉換系統：冰冷海水蒸發冷凝處理

邁克利斯這項設計的工作原理是建造能量島從而獲得海洋熱量轉換，他在接受美國生活科學網記者採訪時說，「海洋熱量轉換技術能夠超過其他能量製造的優勢在於它具有持久性，能夠全年每天24小時連續工作。」這是由於海洋熱量轉換並不是基於太陽能、風能或海浪動能，而是基於海底深處冰冷海水與受太陽光加熱的海水表面之間的溫差。據悉，最大的海水溫差存在於熱帶海洋，熱帶海洋的水溫大約為25攝氏度。

溫暖的海水從能量島附近抽吸，用於形成蒸汽推動渦輪運行產生電能。為了確保蒸汽能夠返回至液態，從海平面0.5英里以下抽吸溫度較低的海水（大約5攝氏度）用於冷卻蒸汽。冷凝過程形成的的壓力下降可幫助通過渦輪葉片抽吸更多的蒸汽。相同的基本原理出現於燃煤發電站和核能發電站，但是這些發電站的水加熱和冷卻塔之間的溫差要高於海洋熱量轉換系統。

第一個海洋熱量轉換系統建造於1930年，位於古巴海岸，可生產22千瓦電能。迄今全球範圍內僅建造了少數的海洋熱量轉換發電站（其中包括海面漂浮和陸地基礎結構），最大的海洋熱量轉換發電站試驗基地位於美國夏威夷，其他的該類型發電站目前沒有運行。

目前，海洋熱量轉換系統最主要的缺點在於較小溫度差異使能量轉換無效，難以生產電能，事實上，許多早期海洋熱量轉換系統設計所消耗的能源遠大於它們製造的能量。一個海洋熱量轉換系統需要大量的能量以循環大量的水，比如能量島每秒需要10加侖的冷海水抽吸量。這就是為什麼邁克利斯的能量島設計中加入了其他海洋能量製造技術，這可以幫助基本的海洋熱量轉換系統維持運行的能量。

能量島帶來複合型能源生產

由能量島生成的廉價能量將通過海下管道傳輸至海岸，或所生成的能量用於分離水中的氫，這些氫燃料可通過船隻運到陸地上，用於生產燃料電池。邁克利斯稱，能量島產生的每度電所需成本為9-13美分，具體主要依賴於該項目的投資狀況。預計單個能量島的成本費用為6億美元。

然而，能量島並不僅僅提供電能，如果海水作為海洋熱能轉換系統的工作液體，它將通過蒸發和冷凝循環脫去其中的鹽分。邁克利斯指出，生產每兆瓦電量，海洋熱能轉換系統發電站將每天供給30萬加侖新鮮海水。此外，從海底抽吸的冰冷海水含有大量的營養物質，可用於供給養魚場和一些水產業。