海水溫差發電- 维基百科,自由的百科全书
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海水溫差發電法(英語:Ocean Thermal Energy Conversion, OTEC)是一種可再生能源,主要是利用表層海水與深層海水的溫度不同來進行發電。
位於美國夏威夷的海水溫差 ...
海水溫差發電
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海水溫差發電法(英語:OceanThermalEnergyConversion,OTEC)是一種可再生能源,主要是利用表層海水與深層海水的溫度不同來進行發電。
位於美國夏威夷的海水溫差發電廠
全球適合溫差發電的海域
目次
1原理
2封閉式循環系統
3開放式循環系統
4混合式循環系統
5岸基式溫差發電廠
6離岸式溫差發電廠
7深層海水取得之耗損電力
8優點
9缺點
10條件
11技術問題
12參見
13參考資料
原理編輯
海洋溫差發電是利用熱交換的原理來發電。
首先需要抽取溫度較高的海洋表層水,將熱交換器裡面沸點很低的工作流體(workingfluid,如氨、氟利昂等)蒸發氣化,然後推動渦輪發電機而發出電力;再把它導入另外一個熱交換器,利用深層海水的冷度,將它冷凝而迴歸液態,這樣就完成了一個循環。
周而復始的工作。
在熱交換技術平臺,目前有封閉式循環系統、開放式循環系統、混合式循環系統等,其中以封閉式循環系統技術較成熟。
而在地點的設置上,則有岸基式、離岸式差別。
封閉式循環系統編輯
封閉式循環系統示意圖
隨著海水深度的變化,表層海水受到陽光照射,吸收能量而溫度較高;而在海平面200公尺以下,陽光幾乎無法到達,因此溫度較低。
海水深度越深,其溫度也就越低。
海水溫差發電時,需抽取表層溫度較高的海水,使熱交換機內的低沸點液體〈例如氨〉沸騰為蒸氣,然後推動發電機發電,再將其導入另一熱交換機,使用深層海水將其冷卻,如此完成一個循環。
開放式循環系統編輯
提示:此條目的主題不是循環系統#開放式循環系統。
開放式循環系統示意圖
將表層海水引入真空狀態的蒸發槽中,因低壓下水的沸點極低而沸騰為水蒸氣,再引至凝結槽,以深層海水使之凝結為水。
此過程中會在蒸發槽與凝結槽之間因壓力差因而形成蒸汽流,在其間加上渦輪機即可發電。
另外,使用開放式循環系統發電會在凝結槽中形成淡水,可供使用。
排出的淡水,這是它的有利之處。
混合式循環系統編輯
開始時類似開放式循環,將溫暖的海面水引進真空容器使其閃蒸成蒸氣,蒸氣再進入氨的蒸發器(vaporizer),使工作流體(氨)氣化來轉動渦輪機發電,如同封閉式循環一般,因此混合式循環兼具開放式循環與封閉式循環兩者的特性。
岸基式溫差發電廠編輯
建置深海水管,將深層海水取至岸邊發電廠,此過程容易使冷水管之溫度上升,從而使發電效率更低,另外深海抽水管的建置難度較高。
離岸式溫差發電廠編輯
發電廠建置在海上作業平台上,將深層海水抽取至作業平台,溫水與冷水的交換在海上作業平台上完成發電,再由電纜供電至岸邊。
離岸式海上作業平台類似鑽油平台,因此水下作業需要錨固深海海底及錨定電纜。
其優點是發電效率相對較高,可降低發電成本。
深層海水取得之耗損電力編輯
取得深層低溫海水並不需要計算從深海抽取的電力,而是利用連通管原理讓深層海水自動補充到海面高度,因此海洋溫差發電廠只是將水排出電廠,而非從深海抽取,因此在計算取水的能量損耗,是計算海水與排水管的摩擦力損耗。
優點編輯
不消耗任何燃料
無廢料
不會製造空氣汙染、水汙染、噪音汙染
整個發電過程幾乎不排放任何溫室氣體,例如二氧化碳
全年且一天中所有時間段皆可發電,十分穩定
副產品是淡水,可供使用缺點編輯
資金龐大
發電成本高
深海冷水管路施工風險高
影響周遭海域生物的生存權條件編輯
通常海水表面溫度約在攝氏20餘度,為了有足夠的溫差進行發電,通常冷水管〈也就是引深層海水的那條管子〉深度要達到海平面下1,000公尺深。
在北回歸線地區表面海水溫度約23至28度,1,000公尺深處溫度僅約4度。
例如台灣東部海底地形陡峭,離海岸不遠處海水深度即達1,000公尺(某些地點在離海岸3到4公里處即達1,000公尺),因此適合此發電法。
技術問題編輯
左圖:海水溫差發電用的管線右圖:位於印度海面上的海水溫差發電廠
岸基式海水溫差發電法中最為關鍵的技術就是冷水管,首先,它必須深入海平面下約1,000公尺的深處,第二,它的管徑必須夠大,才能引入較多海水確保發電效率。
離岸式海水溫差發電法,則較無深海抽水問題,但需要錨定海上作業平台與海底電纜。
參見編輯
可再生能源主題
熱機
海水溫差發電法(頁面存檔備份,存於網際網路檔案館)(英文)
海洋能
潮汐能參考資料編輯
溫差發電的原理[1](頁面存檔備份,存於網際網路檔案館)
海水發電之潮汐、溫差發電[2]
取自「https://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=海水溫差發電&oldid=67223308」
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