Question

用海水温差怎样发电?

Answer 1

海洋中蕴藏着丰富的太阳热能.太阳每年供应给海洋的热能大约有60多功能万亿千瓦时,这样庞大的能量,除了一部分转变为海流的动能和水气的循环外,都直接以热能的形式储存在海水中,主要表现为海水表层和深层直接的温差.通常情况下,海水表层的温度可达25－28℃ ,而海平面以下500米的深处水温大约只有4－7℃,两者相差20℃左右,热带海洋的温差更为明显.
在赤道地区,接近海面的表面海水温度在太阳照射下高达近30摄氏度,而水深数百米的深层海水温度是5~10度.海洋温差发电就是利用这一温差进行的.据佐贺大学海洋能源研究中心介绍,位于北纬40度——南纬40度的100个国家和地区都可以进行海洋温差发电.
火力发电和原子能发电是以热能使水沸腾,利用蒸汽带动涡轮机,然后发电.作为带动涡轮机的蒸汽.海洋温差发电是利用氨和水的混合液.与水的100度相比,氨水的沸点是33度,容易沸腾.
借助表面海水的热量,利用蒸发器使水沸腾,用氨蒸汽带动涡轮机.氨蒸汽会被深层海水冷却,重新变成液体.在这一往返过程中,可以依次将海水的温差变成电力.
海洋温差发电的原理是19世纪后半期由法国人想出来的.日本人上原从1973年开始进行研究.为了高效地将海水热量伟给氨,他开发了电容器板热交换装置,安装在凝结器和蒸发器上.结果,他确立了海洋温差发电中最高度的“上原循环”系统.
上原解释说：“由于燃料是海水,燃料费等于零.如果能够提高系统效率、降低成本,就可以投入实用.”
上原等研究人员将表面海水放入特殊的真空容器里,使它迅速蒸发,然后用深层海水进行冷却,成功地使之变成了淡水.据测算,印度1000千瓦的海洋温差发电设备一天可生产1.6万瓶淡水.
海洋温差发电的能源变换效率是3%~5%,比火力发电的40%低得多.但如果一台发电设备的输出功率达不到1万千瓦的规模,每千瓦小时的发电成本就难以控制在可与其他发电方式竞争的10日元以下.
然而,美国工程师设计的一个16万千瓦的海洋温差发电装置,全长450米,自重23．5万吨,排水量达30万吨.由于海洋能密度比较小,并且能源变换效率是3%~5%,很低.所以要得到比较大的功率,海洋能发电装置要造得很庞大.而且还要有众多的发电装置,排列成阵,形成面积广大的采能场,才能获得足够的电力.这是海洋能利用的共同特点.
　　由于海洋温差能开发利用的巨大潜力,海洋温差发电受到各国普遍重视.目前,日本、法国、比利时等国已经建成了一些海洋温差能电站,功率从100千瓦至5000干瓦不等.上万干瓦的温差电站也在建设之中.