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海水温差发电
✍ dations ◷ 2025-07-25 12:53:59 #海水温差发电
海水温差发电法(英语:Ocean Thermal Energy Conversion, OTEC)是一种可再生能源,主要是利用表层海水与深层海水的温度不同来进行发电。海洋温差发电是利用热交换的原理来发电。首先需要抽取温度较高的海洋表层水,将热交换器里面沸点很低的工作流体(working fluid,如氨、氟利昂等)蒸发气化,然后推动涡轮发电机而发出电力;再把它导入另外一个热交换器,利用深层海水的冷度,将它冷凝而回归液态,这样就完成了一个循环。周而复始的工作。在热交换技术平台,目前有封闭式循环系统、开放式循环系统、混合式循环系统等,其中以封闭式循环系统技术较成熟。而在地点的设置上,则有岸基式、离岸式差别。随着海水深度的变化,表层海水受到阳光照射,吸收能量而温度较高;而在海平面200米以下,阳光几乎无法到达,因此温度较低。海水深度越深,其温度也就越低。海水温差发电时,需抽取表层温度较高的海水,使热交换机内的低沸点液体〈例如氨〉沸腾为蒸气,然后推动发电机发电,再将其导入另一热交换机,使用深层海水将其冷却,如此完成一个循环。将表层海水引入真空状态的蒸发槽中,因低压下水的沸点极低而沸腾为水蒸气,再引至凝结槽,以深层海水使之凝结为水。此过程中会在蒸发槽与凝结槽之间因压力差因而形成蒸汽流,在其间加上涡轮机即可发电。另外,使用开放式循环系统发电会在凝结槽中形成淡水,可供使用。排出的淡水,这是它的有利之处。开始时类似开放式循环,将温暖的海面水引进真空容器使其闪蒸成蒸气,蒸气再进入氨的蒸发器(vaporizer),使工作流体(氨)气化来转动涡轮机发电,如同封闭式循环一般,因此混合式循环兼具开放式循环与封闭式循环两者的特性。建置深海水管,将深层海水取至岸边发电厂,此过程容易使冷水管之温度上升,从而使发电效率更低,另外深海抽水管的建置难度较高。发电厂建置在海上作业平台上,将深层海水抽取至作业平台,温水与冷水的交换在海上作业平台上完成发电,再由电缆供电至岸边。离岸式海上作业平台类似钻油平台,因此水下作业需要锚固深海海底及锚定电缆。其优点是发电效率相对较高,可降低发电成本。取得深层低温海水并不需要计算从深海抽取的电力,而是利用连通管原理让深层海水自动补充到海面高度,因此海洋温差发电厂只是将水排出电厂,而非从深海抽取,因此在计算取水的能量损耗,是计算海水与排水管的摩擦力损耗。通常海水表面温度约在摄氏20余度,为了有足够的温差进行发电,通常冷水管〈也就是引深层海水的那条管子〉深度要达到海平面下1,000米深。在北回归线地区表面海水温度约23至28度,1,000米深处温度仅约4度。例如台湾东部海底地形陡峭,离海岸不远处海水深度即达1,000米(某些地点在离海岸3到4公里处即达1,000米),因此适合此发电法。岸基式海水温差发电法中最为关键的技术就是冷水管,首先,它必须深入海平面下约1,000米的深处,第二,它的管径必须够大,才能引入较多海水确保发电效率。
离岸式海水温差发电法,则较无深海抽水问题,但需要锚定海上作业平台与海底电缆。
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