海洋温差能

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海洋温差能

学院：材料科学与工程学院姓名：

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畅想新能源

———海洋温差能摘要：海洋温差能又称海洋热能。利用海洋中受太阳能加热的暖和的表层水与较冷的深层水之间的温差进行发电而获得的能量。目前对海水温差能利用的主要方式是海水温差能发电，即利用海洋表层的高温海水与深层低温海水的温差来实现热力循环发电的一种发电方式。

关键词：新能源、海洋温差能、温差发电、原理、应用、应用展望

Think about the new energy——Oceanthermalenergy

Abstract:Oceanthermalenergy can be also known as ocean thermal energy. Using the ocean is warm surface water by solar heating and temperature difference between cooler deep water energy to generate electricity. Current is the main way of water temperature difference can use seawater temperature difference can power generation, it is using ocean surface of high temperature water and deep cryogenic temperature of sea water to achieve thermodynamic cycle power generation a way of generating electricity.

Key words:new energy, Oceanthermalenergy, temperature difference power generation, principle, application and application prospects

正文：在现代社会中，能源短缺成为社会的一大问题，就目前而言，人类已经发现了现在正在广泛使用的化石燃料能源已经面临用完的危机，并且也意识到了化石燃料大量使用而造成的环境不可逆转的污染，随着能源问题的日渐严峻，寻找一种安全，干净，高效的新型能源已经成为了全世界共同努力的目标。

海洋是世界上最大的太阳能接收器,6000万平方公里的热带海洋平均每天吸收的太阳能,相当于2500亿桶石油所含的热量.吸收太阳热能的海洋表面温度较高, 大海里蕴藏着巨大的热能，而一定深度海水温度较低.海洋温差发电是利用海洋表面和海洋深处的温度差来发电的新技术。据估计只要把南北纬20度以

内的热带海洋充分利用起来发电，水温降低1℃放出的热量就有600亿千瓦发电容量，全世界人口按60亿计算，每人也能分得10千瓦，前景是十分诱人的。自1979年8月在美国夏威夷建成世界上第一座温差发电装置以后，世界各国都对海洋温差发电给予足够的重视，这是一种巨大的能源 ,同时又是一种有利于环保清洁可再生的新能源，因此，如果能够充分利用这一技术，则能有效缓解能源问题。

海洋温差发电的简介

如何有效地利用海水温度差能量来为人类服务呢？法国的Arsened Arsonval 于1881年首次提出海洋温度差发电的构想。即发明利用海水表层（热源）和深层（冷源）之间的温度差发电的电站。于是1930年Claude在古巴的近海，首次利用海洋温度差能量发电成功，但是，由于发电系统的水泵等所耗电力比其所发出的电力更大，结果纯发电量为负值。然而人们并没有泄气。1979年，夏威夷的MINI-OTEC发电系统第一次发出了15kW的净发电容量。1961年法国在西非海岸建成两座3500千瓦的海水温差发电站。美国和瑞典于1979年在夏威夷群岛上共同建成装机容量为1000千瓦的海水温差发电站，美国还计划在跨入21世纪时建成一座100万千瓦的海水温差发电装置，以及利用墨西哥湾暖流的热能在东部沿海建立500座海洋热能发电站，发电能力达2亿千瓦。

海洋温差发电原理

海水随著深度愈深，温度愈低。根据调查，南太平洋的海水温度在水面是摄氏三十度，水面下一百公尺处是二十三度，二百公尺处急降为十四度，五百公尺处就低到七度而已。也就是利用这种温度差转为能量的。它的基本原理是利用太阳辐射的热量进入海面以下1米处，就有60％～68％被海水吸收掉了，而几米以下的热量已所剩无几了，即使海面上有波浪搅动，水温有所调节，但水深200米处，几乎没有热量传到。海洋温差发电就是将海洋表面的温水引进真空锅炉，这时因压力突然大幅度下降，温度不高的温水也立即变成蒸汽。利用这种温度不高的蒸汽可以推动汽轮发电机发电，然后用深层的冷海水冷凝乏气，继续使用。

从理论上说，冷、热水的温差在16.6℃即可发电，但实际应用中一般都在20℃以上。凡南北纬度在20度以内的热带海洋都适合温差发电。例如，我国西

沙群岛海域，在5月份测得水深30米以内的水温为30℃，而1000米深处便只有5℃，完全适合温差发电。

海洋温差发电的发电系统

1．开式循环系统

表层温海水在闪蒸蒸发器中由于闪蒸而产生蒸汽，蒸汽进人汽轮机做功后再流人凝汽器。来自深层的冷海水作为凝汽器的冷却介质。由于水蒸汽是在负压下工作，所以必须配置真空泵。这种系统简单，还可兼制淡水；但设备和管道体积庞大，真空泵及抽水水泵耗功较多，影响发电效率。

2.闭式循环系统

来自表层的温海水先在热交换器内将热量传给低沸点工质—丙烷、氨等，使之蒸发，产生的蒸汽再推动汽轮机做功。深层冷海水仍作为凝汽器的冷却介质。这种系统因不需要真空泵是目前海洋温差发电中常采用的循环。

3.混合式循环系统

混合式循环系统与闭式循环系统有些类似，唯一不同是在蒸发器的部分，混合式循环系统的温海水先经过闪现蒸发器，是其中一部分转化为水蒸气，随即将蒸汽导入第二个蒸发器。水蒸气在此冷却，并释放潜能，此潜能再将低沸点工作流体蒸发，工作流体循环，于是构成一种封闭式循环系统。设计混合式发电系统的原因是避免温海水对热交换器所产生的生物附着，同时，本系统在第二个蒸发器中还有淡水副产品产出，而且，开始系统低容量的缺陷也可以得到解决。

海洋温差发电国内情况

中国的南海海域辽阔，水深大于800米的海域约140～150万平方公里，位于北回归线以南，太阳辐射强烈，是典型的热带海洋，表层水温均在5°C以上。5000～800米以下的深层水温在5°C以下，表深层水温差在20～24°C，蕴藏着丰富的温差能资源。据计算，南海温差能资源理论蕴藏量约为 1.19～1.33×1019千焦耳，技术上可开发利用的能量（热效率取7％）约为（8.33～9.31）×10取50％，利用资源10％）装机容量达13.21～14.76亿千瓦。我国台湾岛以东海域表层水温全年在24～28°C，500～800米以下的深层水温在5°C以下，全年水温差2O～24°C。据台湾电力专家估计，该区域温差能资源蕴藏量约2.16×1014千焦耳。