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海水溫差發電

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發電廠
全球適合溫差發電的海域

原理

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(working fluid,如氟利昂等)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

 
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〉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

 
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

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

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

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

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

缺點

  1. 資金龐大
  2. 發電成本高
  3. 深海冷水管路施工風險高
  4. 影響周遭海域生物的生存權

條件

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

 
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

參考資料

  1. 溫差發電的原理[1] (页面存档备份,存于互联网档案馆
  2. 海水發電之潮汐、溫差發電

海水溫差發電, 此條目需要精通或熟悉相关主题的编者参与及协助编辑, 2011年6月17日, 請邀請適合的人士改善本条目, 更多的細節與詳情請參见討論頁, 此條目之中立性有争议, 其內容, 語調可能帶有明顯的個人觀點或地方色彩, 2011年6月17日, 加上此模板的編輯者需在討論頁說明此文中立性有爭議的原因, 以便讓各編輯者討論和改善, 在編輯之前請務必察看讨论页, 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. 此條目需要精通或熟悉相关主题的编者参与及协助编辑 2011年6月17日 請邀請適合的人士改善本条目 更多的細節與詳情請參见討論頁 此條目之中立性有争议 其內容 語調可能帶有明顯的個人觀點或地方色彩 2011年6月17日 加上此模板的編輯者需在討論頁說明此文中立性有爭議的原因 以便讓各編輯者討論和改善 在編輯之前請務必察看讨论页 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發電廠 全球適合溫差發電的海域 目录 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 编辑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 working fluid 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 编辑 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 编辑 提示 此条目的主题不是循环系统 開放式循环系统 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 编辑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 编辑建置深海水管 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 编辑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 编辑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 编辑不消耗任何燃料 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 编辑資金龐大 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 编辑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 编辑 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 编辑 可再生能源主题 热机 海水溫差發電法 页面存档备份 存于互联网档案馆 英文 海洋能 潮汐能參考資料 编辑溫差發電的原理 1 页面存档备份 存于互联网档案馆 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 amp oldid 67223308, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,

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