闭式海洋温差发电系统性能研究

闭式海洋温差发电系统性能研究

海洋温差能储量巨大,是国际社会公认的最具开发潜力的能源之一。在能源短缺日益严峻的形势下,开发海洋温差能这一清洁可再生能源,对我国整体能源

结构的调整及缓解未来能源压力具有重要意义。

海洋温差发电(OTEC)的小温差特点,致使其净效率非常低,因此进行各因素

对OTEC系统影响的研究工作,提高OTEC系统性能,以促进海洋温差发电技术的进一步发展。本文基于朗肯循环,结合闭式OTEC系统模型,以装机容量50kW的OTEC 电厂为研究对象,在进行电厂初步设计的基础上,开展工质种类对OTEC系统性能影响研究;根据国家海洋局提供的我国南沙群岛表层海水的年变化数据,研究表

层海水温度对系统性能的影响;建立OTEC系统数学模型,针对微生物附着对换热器换热性能及电厂性能的影响,对温海水定流量及定温差等工况进行仿真,得到

系统从投入运行到微生物清除过程中OTEC电厂主要性能参数的周期性变化规律。

研究结果表明,与氟利昂相比,氨确为OTEC电厂较理想的循环工质,R134a环保性好,系统供电效率大,可作为R22较好的替代工质;表层温海水温度对OTEC

电厂性能影响显著,在表层海水温度的年变化周期中,系统总输出功的变化超过

设计装机容量的20%;不同容量电厂的对比结果显示,装机容量的增大可在一定

程度上弥补温海水温度偏低的不足,海洋温差发电系统大型化是其必然发展趋势;微生物附着严重影响OTEC系统换热器的换热性能,在微生物垢层热阻变化的典

型周期内,换热器换热量降低40%～50%,并极大地影响OTEC电厂的整体性能,因

此采取有效措施抑制微生物附着成为海洋温差发电技术发展的关键。