[科普中國(guó)]-海洋溫差能利用

中國(guó)開(kāi)發(fā)利用海洋能，始于20世紀(jì)50年代中期。起初著重研究開(kāi)發(fā)利用潮汐能資源，建設(shè)潮汐發(fā)電站。70年代以后，出現(xiàn)了建立潮汐電站的第二個(gè)高潮，同時(shí)開(kāi)始進(jìn)行波浪能和潮流能的利用研究。近年來(lái)又著手海水溫差能和鹽度差能開(kāi)發(fā)原理和發(fā)電技術(shù)的研究。目前，中國(guó)的海洋能開(kāi)發(fā)利用研究，特別是潮汐能和波浪能發(fā)電技術(shù)已接近世界先進(jìn)水平。

簡(jiǎn)介中國(guó)開(kāi)發(fā)利用海洋能，始于20世紀(jì)50年代中期。起初著重研究開(kāi)發(fā)利用潮汐能資源，建設(shè)潮汐發(fā)電站。70年代以后，出現(xiàn)了建立潮汐電站的第二個(gè)高潮，同時(shí)開(kāi)始進(jìn)行波浪能和潮流能的利用研究。近年來(lái)又著手海水溫差能和鹽度差能開(kāi)發(fā)原理和發(fā)電技術(shù)的研究。目前，中國(guó)的海洋能開(kāi)發(fā)利用研究，特別是潮汐能和波浪能發(fā)電技術(shù)已接近世界先進(jìn)水平。1

我國(guó)海洋溫差能利用1985年中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所開(kāi)始對(duì)溫差利用中的一種霧滴提升循環(huán)方法進(jìn)行研究。這種方法的原理是利用表層和深層海水之間的溫差所產(chǎn)生的焓降來(lái)提高海水的位能。據(jù)計(jì)算，溫度從20℃降到7℃時(shí)，海水所釋放的熱能可將海水提升到125m的高度，然后再利用水輪機(jī)發(fā)電。該方法可以大大減小系統(tǒng)的尺寸，并提高溫差能量密度。1989年，該所在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)了將霧滴提升到21m的高度記錄。同時(shí)，該所還對(duì)開(kāi)式循環(huán)過(guò)程進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室研究，建造了兩座容量分別為10W和60W的試驗(yàn)臺(tái)。1

原理海 洋 溫 差 發(fā) 電(oceanthermalenergyconversion，簡(jiǎn)稱(chēng)OTEC)的基本原理是利用海洋表面的溫海水加熱某 些低沸點(diǎn)工質(zhì)并使之汽化，或通過(guò)降壓使海水汽化以驅(qū) 動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。同時(shí)利用從海底提取的冷海水將做功 后的乏汽冷凝，使之重新變?yōu)橐后w，形成系統(tǒng)循環(huán)。2

技術(shù)發(fā)展海洋溫差發(fā)電的概念是在1881年由法國(guó)人J.DArsonval提出的。1926年，他的學(xué)生GClaude首次進(jìn)行了海洋溫差能利用的實(shí)驗(yàn)室原理試驗(yàn)并于1926年6月在古巴坦薩斯海灣沿海建成了一座開(kāi)式循環(huán)發(fā)電裝 置，輸 出 功 率22kW。美國(guó)于1979年在夏威夷沿海建造了第一座Mini-OTEC50kW試驗(yàn)性海洋溫差能轉(zhuǎn)換電站，凈功率達(dá)15kW，這是人類(lèi)首次通過(guò)海洋溫差能來(lái)得到有實(shí)用價(jià)值的電能。1993年，在夏威夷建成了210kW的開(kāi)式循環(huán)系統(tǒng)。

1 9 8 1年 日 本 電 力 公 司(T E P C O) 在 瑙 魯 共 和 國(guó) 建 造了一座全岸基的閉式循環(huán)電站并投入運(yùn)行[7]。1982年，在日本國(guó)內(nèi)建成了鹿兒島縣的德之島50kW的溫差試驗(yàn)電站。1994年建成新型閉式循環(huán)的9 k W試 驗(yàn) 設(shè) 施。印度政府將海洋溫差能作為未來(lái)的重要能源之一進(jìn)行開(kāi)發(fā)，1997年印度國(guó)家海洋技術(shù)研究所與日 本佐賀大學(xué)簽訂協(xié)議，共同進(jìn)行印度洋海洋溫差發(fā) 電的開(kāi)發(fā)，并準(zhǔn)備在印度國(guó)內(nèi)投資建立商業(yè)化的OTEC系 統(tǒng)。1999年，在 印 度 東 南 部 海 上 運(yùn) 轉(zhuǎn) 成 功 了 世 界 上 第 一 套1 M W海 洋 溫 差 發(fā) 電 實(shí) 驗(yàn) 裝 置。

佐 賀 大 學(xué) 海 洋 能 源 研 究 中 心 在2002年 被“21世 紀(jì)COH計(jì)劃”選中后，在2003年建成了新的實(shí)驗(yàn)據(jù) 點(diǎn)———伊萬(wàn)里附屬設(shè)施。目前正在利用30kW的 發(fā) 電 裝 置 進(jìn) 行 實(shí) 證 性 實(shí) 驗(yàn)。2005年，印 度Kavarat ti島海水溫差淡水生產(chǎn)設(shè)備，利用海水溫差進(jìn)行海 水淡化滿足了島上淡水的需要。2

未來(lái)發(fā)展在海洋溫差發(fā)電的未來(lái)研究中，主要研究方向 有:1基礎(chǔ)方面，重點(diǎn)研究低溫差熱力循環(huán)過(guò)程，解 決小溫差下熱力循環(huán)效率低的問(wèn)題;2在技術(shù)項(xiàng)目 方面，考慮與南海各島嶼開(kāi)發(fā)與建設(shè)相結(jié)合，綜合海 水淡化、養(yǎng)殖、海水空調(diào)等技術(shù)，建設(shè)溫差發(fā)電綜合 利用示范系統(tǒng)。2

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

胡芳碧 - 副教授 - 西南大學(xué)