海水溫差發電

利用表層海水與深層海水的溫度不同進行發電的工程技術。使用溫暖的表層水加熱沸點較低的氨等，使其沸騰，然後利用其蒸汽旋轉渦輪，驅動發電機發電。轉動渦輪發電之後的蒸汽使用溫度較低的深層海水進行冷卻，變回液體氨，然後再次使用表層水使之沸騰並轉動渦輪。1881年9月，由法國生物物理學家達松瓦爾(1851—940)首先提出，1926年11月，法國科學院建立一個實驗溫差發電站，證實達松瓦爾的構想。2012年1月，中國國家海洋局第一海洋研究所的“15 kW溫差能發電裝置研究及試驗”課題在青島市通過驗收，使得中國成為第三個獨立掌握海水溫差能發電技術的國家、，優點：不消耗任何燃料；無廢料；不會製造窄氣污染、水污染、噪聲污染；整個發電過程幾乎不排放任何溫室氣體，如二氧化碳；全年且一天中所有時問段皆可發電，十分穩定；副產品是淡水，可供使用：缺點是：所需初始投資資金龐大；發電成本高；深海冷水管路施工風險高。

基本介紹

• 中文名：海水溫差發電
• 外文名：ocean temperature differential power
• 主題詞：發電站 能源科學
• 技術特點：減少設備自身能耗，增加能量輸出
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發展歷史

早在1881年9月，巴黎生物物理學家德·阿松瓦爾就提出利用海洋溫差發電的構想。

1926年11月，法國科學院建立了一個實驗溫差發電站，證實了阿松瓦爾的構想。1930年，阿松瓦爾的學生克洛德在古巴附近的海中建造了一座海水溫差發電站。

1961年法國在西非海岸建成兩座3500千瓦的海水溫差發電站。美國和瑞典於1979年在夏威夷群島上共同建成裝機容量為1000千瓦的海水溫差發電站，美國還計畫在21世紀初建成一座100萬千瓦的海水溫差發電裝置，以及利用墨西哥灣暖流的熱能在東部沿海建立500座海洋熱能發電站，發電能力達2億千瓦。

把熱能轉變成機械能必須具備三個基本條件：熱源、冷源和工質。普通熱機用水作工質，熱源加熱工質，產生蒸汽，驅動汽輪發電機發電，排出廢汽被冷凝器冷卻，凝結水送回鍋爐，繼續被加熱，循環使用。海洋熱能主要來自太陽能。世界大洋的面積浩瀚無邊，熱帶洋面也相當寬廣。海洋熱能用過後即可得到補充，很值得開發利用。海水溫差發電技術，是以海洋受太陽能加熱的表層海水（25℃～28℃）作高溫熱源，而以500米～1 000米深處的海水（4℃～7℃）作低溫熱源，用熱機組成的熱力循環系統進行發電的技術。從高溫熱源到低溫熱源，可能獲得總溫差15℃～20℃左右的有效能量。最終可能獲得具有工程意義的11℃溫差的能量。

套用範圍

遼闊的海洋是一個巨大的“儲熱庫”，它能大量地吸收輻射的太陽能，所得到的能量達60萬億千瓦左右。海水的溫度隨著海洋深度的增加而降低。這是因為太陽輻射無法透射到400米以下的海水，海洋表層的海水與500米深處的海水溫度差可達20℃以上。海洋中上下層水溫度的差異，蘊藏著一定的能量，叫做海水溫差能，或稱海洋熱能。利用海水溫差能可以發電，這種發電方式叫海水溫差發電。

新型的海水溫差發電裝置，是把海水引入太陽能加溫池，把海水加熱到45～60℃，有時可高達90℃，然後再把溫水引進保持真空的汽鍋蒸發進行發電。

用海水溫差發電，還可以得到副產品——淡水，所以說它還具有海水淡化功能。一座10萬千瓦的海水溫差發電站，每天可產生378立方米的淡水，可以用來解決工業用水和飲用水的需要。另外，由於電站抽取的深層冷海水 中含有豐富的營養鹽類，因而發電站周圍就會成為浮游生物和魚類群集的場所，可以增加近海捕魚量。

據計算，從南緯20度到北緯20度的區間海洋洋面，只要把其中一半用來發電，海水水溫僅平均下降1℃，就能獲得600億千瓦的電能，相當於全世界所產生的全部電能。專家們估計，單在美國的東部海岸由墨西哥灣流出的暖流中，就可獲得美國在1980年需用電量的75倍。

據海洋學家估計，全世界海洋中的溫度差所能產生的能量達20億千瓦。

溫差發電

海水溫差發電技術，取代火力發電、風電與光伏的太陽能技術，風電與光伏的太陽能提供間歇性電能，對電網穩定運行衝擊很大，接入電網還需要傳統能源給它調峰。

技術特點

海水溫差發電設備製造中採取全新技術，解決了海水抽取中腐蝕性及高能耗難題、換熱器體積龐大的問題，取消了工質回流泵，減少設備自身能耗，增加能量輸出，並在汽輪機上採取了全新技術，使機構效率更高，體積更小，製造成本及製造的技術難度降到最低。

技術區別

海水溫差發電設備的工作循環方式：液態低沸點工質加熱汽化產生高壓蒸汽衝擊汽輪機發電，再由冷源冷卻液化，但取消了把液化工質泵送到原來加熱處這一環節（現美國、日本及國內研究海水溫差發電的技術都有這一工作環節，這一環節把汽輪機發出的電能大部分約（60-70%，與工質性質有關）消耗掉，這樣整個機組向外送不出多餘的電能），該技術專利在申請中 。

在20度的溫差狀態下，低溫工質在飽和狀態下，體積只能膨脹3倍左右，就相當於1體積膨脹到3體積產生3N的能量，如果汽輪機效率為80%，則汽輪機輸出能量為2.4N，而膨脹後的工質冷卻到原來的1體積，被工質泵泵回到加熱器里去，它需要消耗1N的能量，假如泵的效率是66%的話，則泵要消耗約1.5N的能量，這樣機組只能輸出2.4N-1.5N=0.9N的能量，再加上抽冷、熱海水消耗的能量，整個機組輸出能量就很微少，根本沒有什麼商業價值----這就是現有美國日本在研究的海水溫差發電不能商業化的原因。