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温差能

发布时间:2023-04-21 19:03

1能源来源

位于北回归线以南的中国南海是典型的热带海洋,太阳辐射强烈。南海的表层水温常年维持在25℃以上,而500~800米以下的深层水温则在5℃以下,两者间的水温差在20℃~24℃之间,温差能资源非常丰富。

2转化方式

海洋温差能转化方式包括开式循环和闭式循环:开式循环系统包括真空泵、温水泵、冷水泵、闪蒸器、冷凝器、透平—发电机组等,闭式循环系统则不用海水而采用低沸点的物质(如氨、丙烷等)作为工作介质,在闭合回路内反复进行蒸发、膨胀、冷凝。

全球海洋温差能闭式循环研发趋势

当前,全球海洋温差能闭式循环研发已经历了单工质朗肯循环到混合工质Kalina循环,再到上原循环的过程,海洋热能利用效率也从过去的3%左右提高到接近5%。

温差能在全球海洋能中储量最大

业内专家指出,温差能在全球海洋能中储量最大,全世界温差能的理论储量约为60×1012W。由于温差能具有可再生、清洁、能量输出波动小等优点,因此被视为极具开发利用价值与潜力的海洋能资源。

中国温差能还有着得天独厚的地理条件

相比其他海洋能,中国温差能还有着得天独厚的地理条件。“比如中国东面由于岛屿的阻挡,相比欧洲波浪高度不够、能量密度也相对较小。而温差能如果转化为浪高将达到500多米,按可资利用效率5%计算,可达25米水头,同时,温差能能量输出也更加稳定。”

我国在温差能设备制造方面差距大

我国在温差能设备制造方面与国外先进水平相比差距仍较大。主要引进洛克希德·马丁公司的设备,归根结底在于我国此前在交换器、透平—发电机组等关键部件的研发上投入太少。

此外,当前国内关于温差能的基础与技术研究非常少,如氨—水工质在海洋温差能下的蒸发器、冷凝器热交换性能研究,防海水腐蚀的摩擦焊换热器以及高效氨透平的研究,国内相关的研究都不多。一旦今后温差能商业利用速度加快,推广方面将面临不小的困境。

3应用前景

海洋受太阳照射,把太阳辐射能转化为海洋热能。在热带和亚热带地区,表层海水保持在25~28摄氏度,几百米以下的深层海水温度稳定在4~7摄氏度,用上下两层不同温度的海水作热源和冷源,就可以利用它们的温度差发电。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。热带海面的水温通常约在27℃,深海水温则保持在冰点以上几度。这样的温度梯度使得海洋热能转换装置的能量转换只达3%~4%。海洋热能转换装置必须动用大量的水,方可弥补自身效率低的缺点。

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