技术领域 本实用新型有关于一种海水磁流体发电装置， 尤其有关于一种可让高速洋 流内的正负离子切割磁铁单元的磁力线， 根据富莱明定律， 而能于发电单元上 产生感应电压， 达到洋流发电的目的的海水磁流体发电装置。 背景技术 在地球资源日渐减少， 且全球暖化问题愈来愈严重的今天， 各国除了努力 减少能源的消耗与降低碳排放量外， 也积极地开发或寻求洁净的替代能源， 例 如较为常见的太阳能发电与风力发电。

然而海洋占地球总面积的 70%, 而且台湾更是个四面环海的岛国， 因此， 除了应用与发展常见的太阳能发电与风力发电 外， 近年也开始朝向海洋发电发 展， 最为常见的海洋发电类型当属温差发电、 波浪发电、 潮汐发电、 温差能、 海上风能与洋流发电四种。

洋流的能量其实是来自太阳， 洋流发电也可以说是间接地用太阳能发电。 要利用海流发电， 就是要想办法把海流流动的能量转换成电能。 最常见的方式 是在海里放置涡轮机或水轮机， 让水流推动其扇叶， 再带动发电机发电。 其实 这与在陆上看到的风力发电机相似， 两者都是从流体撷取能量， 差别仅在于一 个是在海里， 工作流体是海水， 而一个是在空中， 工作流体是空气。

目前风力发电机发展较成熟， 因为其设置比海流发电机筒单， 不需考虑水 密的问题。 不过， 风力发电机扇叶直径都很大， 最新的 3百万瓦的风力发电机 直径有 90公尺， 即每一扇叶有 45公尺长。 为什么风力发电机必须这么大？ 海 流发电机是否也要这么大？ 这需要考虑流体流动时的能量有多大。 气流或海流 的能量是用每平方公尺截面积的气流或海流有 多少瓦数， 即以功率密度表示。 功率密度与流体的质量密度及流速有关， 流体的密度越大， 功率密度就越大， 海水的密度约为空气的 800倍。 在陆地上， 平常的风不会对我们有什么作用， 但若站在水中， 水如有一些速度， 就 4艮难站稳。 而气流或海流的功率密度与流 速成 3次方的关系， 也就是说， 每秒 2公尺的流速的功率密度是每秒 1公尺的 流速的 8倍。 另外， 若比较风与海流速度， 在空气中每秒 2公尺的风称为轻风， 我们经常感觉到这种风， 但在海里要找到每秒 2公尺海流的机会很少， 通常都 比较小。 综合上述两因素， 海流发电机的扇叶还是比风力发电机的小， 目前所 看到最大的海流发电机直径是 18公尺。

要利用海流发电， 显然要先找出流速大的地方， 大流速区域的范围越大越 好。 台湾的东岸有黑潮经过， 宽度有一百余公里， 平均流速约每秒 1公尺， 流 幅深度可达 1， 000公尺。 不过， 流速较大的海流在水层深度约 50公尺以内， 超 过这深度的水层流速则渐减。 虽然黑潮流域有大量可利用的海流能， 但主要问 题还是黑潮流域海底水深 4艮深， 约 200至 1， 000公尺以上。 在这深度的海域， 还没有发电成功的例子， 因为工程上要克服的问题很多， 即使可以克服， 成本 必然 4艮高， 还需考虑经济效益， 如建置成本及维护成本。 主要在于在涡轮的机 构及扇叶长期在海底潮流不同方向的剪力下结 构需远较风力发电机为强， 因此 叶片断裂或机组沖走时有所闻， 且一旦损坏在深海不易维修或更换机构组件， 成本也相对增力口。

如何能研发出一种建置成本低且没有转动机件 ，易于维护的洋流发电装置， 实为当前最重要的课题。 发明内容 有鉴于以往洋流发电装置的不完善， 发明人经多年研究开发， 终于研究此 种建置成本低没有转动机件且易于维护的海水 磁流体发电装置。

过去， 磁流体发电方式的作动物质为高温气体或液体 金属等， 本实用新型 海水磁流体发电装置则使用海水作为作动物质 ， 因为海水本身即具备电解质特 性， 且于常温下即拥有丰富的氯负离子与钠正离子 ， 因此， 让该离子群高速通 过磁场， 便感应出电动势来， 以达到洋流发电的目的。

本实用新型海水磁流体发电装置， 其包含一至多个海水流体信道单元， 其 为入口端与出口端等宽或是入口端较出口端大 的管状体， 彼此可以串接以加强 流速； 一磁铁单元， 其为永久磁铁或超导体， 设置于海水流体信道单元的出口 端； 一发电单元， 其与磁铁单元呈垂直方向设置， 其为由电极或感应线圏所组 成。

本实用新型主要目的在于提供一种建置成本低 没有转动机件且易于维护 的， 可以让本身即已是电解质的海水透过让洋流通 过海水流体信道单元加速， 让高速洋流内的正负离子切割磁铁单元的磁力 线， 根据富莱明定律， 而能于发 电单元上产生感应电压的海水磁流体发电装置 。

为了能让审查员能更易于了解本实用新型具机 构变形感测的自动补偿设备 的特点， 请参阅以下图式及本实用新型具机构变形感测 的自动补偿设备的实施 方式说明。 附图说明 图 1为本实用新型海水磁流体发电装置的实施例 附图标记说明

10 海水流体信道单元

20磁铁单元 30发电单元

40 解离单元 具体实施方式 请参阅图 1 , 图 1为图 1为本实用新型海水磁流体发电装置的实施例� � 本 实用新型海水磁流体发电装置， 其包含一海水流体信道单元 10, 其为入口端与 出口端等宽或是入口端较出口端大的管状体； 一磁铁单元 20, 其为永久磁铁或 超导体， 设置于海水流体信道单元 10的出口端； 一发电单元 30, 其与磁铁单 元 20呈垂直方向设置， 其为由电极或感应线圏所组成； 借由如上的结构， 让洋 流通过海水流体信道单元 10加速， 让高速洋流内的正负离子切割磁铁单元 20 的磁力线， 而能于发电单元 30上产生感应电压， 达到洋流发电的目的。

本实用新型海水磁流体发电装置可于磁铁单元 前端增设一解离单元 40, 该 解离单元 40透过外加解离能量 (如电压、 雷射或加温）、 或添加可增加导电率的 物质、或添加可增加导电率的溶液来使海水离 子密度增加， 以降低海水电阻率。

本实用新型海水磁流体发电装置， 其中， 海水流体信道单元可以呈曲线、 圓形或螺旋形， 以增加洋流的流速并进而增加发电量。 值得一提的是， 前述流 体加速单元可以串接以达到多次加速的目的。

本实用新型海水磁流体发电装置， 其中， 海水流体信道单元的入口端可以 为斜口设计， 减緩洋流的沖击， 以强化其固定于海底。

本实用新型海水磁流体发电装置， 其中， 海水流体信道单元的出口端可以 再向后延伸扩大， 令出口端的洋流速度骤减而使入口端产生吸力 。

本实用新型海水磁流体发电装置， 其中， 海水流体信道单元的入口端可以 加滤单元以过滤海水杂物。

最后， 要再说明的是， 海水流体信道单元的方向以依洋流方向调整 (可以人 工调整， 遥控调整或是透过另行设置洋流流向感测装置 来达成自动调整)。 另， 可据以实施的结构叙述如下：

如果加速单元 10的入口端为高 4公尺， 宽 4公尺， 而出口端为高 1公尺 (d=lm), 宽 1公尺 (w=lm), 长 4公尺 (l=4m), 海水流速为 2公尺 /每秒 (2m/s), 则出口端的流速为 u=2*(4*4)/(l*l)=32(m/s)。 假设在平均盐度 4.8, 温度 20°C的 情况下， 海水电阻率为 η =0.2 奥姆.公尺 (参考英国国家物理实验室的国家标准 数据)。 负荷率取 k=0.5 (其系为负载电阻和回路总电阻的比值)的情况� ��， 超导 体的磁通量为 B=5T,在不考虑漏电及霍尔效应与温度变化下，� ��理论上其输出 功 率 为 ： W=(k*(l-k)*l/ η )*u2*B2*d*w*l=128KW 。 电 动 势 为 E=uBd=32*5*l=160(V)„

若增加解离单元 40, 使海水电阻率为 η =0.01奥姆.公尺时， 则理论上输出 功率增加为 2.56MW。

以上所述仅是借由优选实施例详细说明本实用 新型海水磁流体发电装置， 然而对于该实施例所作的任何修改与变化， 例如海水流体信道单元的形状、 海 水流体信道单元的数目、 解离单元的实施方式等等的变化均不脱离本实 用新型 的精神与范围。

由以上详细说明可使熟知本项技术的技术人员 明了本实用新型的确可达成 前述的目的， 实已符合专利法的规定， 故依法提出发明专利申请。