海洋溫差發電的原理是什么？系統類型有哪些？

1.海洋溫差發電的原理是什么

海洋溫差發電技術是新能源技術的一種，其發電原理和火力、核能發電原理相類似，具體是利用不同深度海水的溫度差來氣化工作流體，從而推動渦輪發電機發電。從海洋溫差能分布和來源來看，太陽能的作用與其密切相關，有著豐富的太陽能資源的地區，海洋溫差能資源同樣豐富。

現有海洋溫差發電系統中，熱能的來源即是海洋表面的溫海水，發電的方法基本上有兩種：一種是利用溫海水，將封閉的循環系統中的低沸點工作流體蒸發;另一種則是溫海水本身在真空室內沸騰。兩種方法均產生蒸氣，由蒸氣再去推動渦輪機，即可發電。發電后的蒸氣，可用溫度很低的冷海水冷卻，將之變回流體，構成一個循環。冷海水一般要從海平面以下600～1000m的深部抽取。一般溫海水與冷海水的溫差在20℃以上，即可產生凈電力。

從深海抽取的冷海水，不但溫度低(一般為4、5℃)，無菌且富有養分，有多種用途，如產制淡水、冷凍、空調、養殖、制藥等，可提高海洋溫差發電以外的經濟價值，這方面的應用稱為深海水利用(DOWA)。

2.海洋溫差發電的系統分類

(1)封閉式：封閉式循環系統系利用低沸點的工作流體作為工質。其主要組件包括蒸發器、冷凝器、渦輪機、工作流體泵以及溫海水泵與冷海水泵。因為工作流體系在封閉系統中循環，故稱為封閉式循環系統。當溫海水泵將溫海水抽起，并將其熱源傳導給蒸發器內的工作流體，而使其蒸發。蒸發后的工作流體在渦輪機內絕熱膨脹，并推動渦輪機的葉片而達到發電的目的。發電后的工作流體被導入冷凝器，并將其熱量傳給抽自深層的冷海水，因而冷卻并且再恢復成液體，然后經循環泵打至蒸發器，形成一個循環。工作流體可以反覆循環使用，其種類有氨、丁烷、氟氯烷等密度大、蒸氣壓力高的氣體冷凍劑。目前以氨及氟氯烷22為最有可能的工作流體。封閉式循環系統之能源轉換效率在3.3%～3.5%。若扣除泵的能源消耗，則凈效率在2.1%～2.3%。

(2)開放式：開放式循環系統并不利用工作流體作為工質，而直接使用溫海水。首先將溫海水導入真空狀態的蒸發器，使其部分蒸發，其蒸氣壓力約為3kPa(25℃)，相當于0.03大氣壓力而已。水蒸氣在低壓渦輪機內進行絕熱膨脹，做完功之后引入冷凝器，由冷海水冷卻成液體。冷凝的方法有兩種：一種是水蒸汽直接混入冷海水中，稱為直接接觸冷凝;另外一種是使用表面冷凝器，水蒸汽不直接與冷海水接觸。后者即是附帶制備淡水的方法。雖然開放式系統的能源轉換效率高于封閉式系統，但因低壓渦輪機的效率不確定，以及水蒸氣之密度與壓力均較低，故發電裝置容量較小，不太適合大容量發電。

(3)混合式：混合式循環系統與封閉式循環系統有些類似，唯一不同的是蒸發器部分?；旌鲜较到y的溫海水系先經過一個閃蒸蒸發器(flashevaporator，一種使流體急速壓縮，然后急速解壓而產生沸騰蒸發的設備)，使其中一部分溫海水轉變為水蒸氣;隨即將蒸氣導入第二個蒸發器(一種蒸發器與冷凝器的組合設備)。水蒸氣在此被冷卻，并釋放潛能;此潛能再將低沸點的工作流體蒸發。工作流體于此循環而構成一個封閉式系統。設計混合式發電系統的目的，在于避免溫海水對熱交換器所產生的生物附著。該系統在第二個蒸發器中還可以有淡水副產品的產出。同時，開放式發電系統的低容量缺點亦可獲得改善。

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