新能源发电技术课件06海洋能.pptVIP

§6.3.2.2 闭式循环系统 1964 年，美国海洋热能发电的创始人安德森父子，提出了用低沸点液体（如丙烷和液态氨）作为工作介质，所产生的蒸气作为工作流体的闭式循环方案。 水的沸点 100℃，氨水的沸点33℃，更容易沸腾。 闭式循环系统的特点 缺点：蒸发器和冷凝器采用表面式交换器，耗资昂贵；此外也不能产生淡水。 优点：克服了开式循环中最致命的弱点，可使蒸汽压力提高数倍，发电装置体积变小，而发电量可达到工业规模。 闭式循环系统一经提出，就得到广泛的赞同和重视，成为目前海水温差发电的主要形式。 §6.3.2.2 闭式循环系统 混合循环系统也是以低沸点的物质为工质。用温海水闪蒸出来的低压蒸汽来加热低沸点工质。既能产生新鲜淡水，又可减少蒸发器体积，节省材料，便于维护。 §6.3.2.3 混合式循环系统 据塞贝克效应，若将两个不同的导体/半导体电极分别置于海洋表层温海水和深层冷海水中，电极间即可产生电压。 这种温差发电方法，在具体实现上仍有很多困难，还停留在设想阶段。 §6.3.2.4 直接温差发电 §6.3.3 温差发电的发展状况 1881 年，法国物理学家雅克·德·阿松瓦尔最早提出利用海水温差发电的设想； 1948 年，法国在非洲象牙海岸阿比让附近建造了一座7MW 的开放循环式海水温差发电站。 1964 年，美国海洋热能发电的创始人安德森和他的儿子，提出了闭式循环方案。 1980 年，美国在夏威夷建造了一座1MW 的OTEC21 实验装置，主要进行热力系统研究。 日本科学家从1973 年开始进行海洋温差发电的研究。 1981年，日本月完成100kW 闭式循环温差电站。 1993年，日本建成210kW 开式循环温差能利用装置，净出力为40～50kW，并可生产淡水。 1994 年，印度计划用5 亿美元在泰米尔纳德邦近海引入美国技术，建立一座10 万kW 的海洋温差发电装置。 1995 年前后，印度在太平洋的岛屿上已经建设成功6 座5 万千瓦的陆基海水温差能发电站。 1980年台湾电力公司曾计划将第3和第4号核电厂余热和海洋温差发电并用。 1985年中国科学院广州能源研究所开始对温差利用中的一种“雾滴提升循环”方法进行研究。 2013年10月30日，华彬国际集团与美国洛克希德马丁公司在北京正式签署了海洋温差发电联合开发合同，在中国落地的一个10兆瓦示范电厂的概念设计。 §6.3.3 温差发电的发展 温差发电的世界之最 最早的海水温差发电实验 1926 年，克劳德在法兰西科学院大厅，当众进行了温差发电实验。一只烧瓶装入28℃温水，另一只烧瓶放冰块，用导管连接两个烧瓶，内部装有汽轮发电机，抽出烧瓶内空气后，28℃的温水在低压下很快就沸腾了，喷出的蒸汽形成一股强劲的气流……。 世界第一座海水温差电站 1930 年，克劳德在古巴海滨马坦萨斯海湾建造。表层水温28℃，400m深处的水温10℃，管道长度超过2km，直径约2m，预期功率为22 kW，实际输出只有10 kW，甚至少于电站运行所消耗的电。尽管如此，却证明了利用海洋温差发电的可能。 目前很多海洋温差能发电系统仅停留在纸面上，在达到商业应用前，还有许多技术和经济问题需要解决，包括： （1）转换效率低。 （2）投资成本高。 （3）建设难度大。 （4）选址不容易。 §6.4 盐差发电 海水中至少有 80 多种化学元素，主要以种类繁多的盐类化合物存在，在水里会电离成带正负电荷的两类离子。 经测算，海水中各种盐类的总含量一般为3%～3.5%，全球海水中含有5×1016 吨无机盐； 在1km3的海水中，含有氯化钠2700多万吨，氯化镁320万吨，碳酸镁220万吨，硫酸镁120万吨。 盐差能就是指海水和淡水之间或两种含盐浓度不同的海水之间的化学电位差能，是以化学能形态出现的海洋能。 §6.4.1 海水的盐差和盐差能 全球海洋的海水盐度分布 据联合国教科文组织 1981 年的估计，全球盐差能的理论蕴藏量为300 亿千瓦。假设只有降雨量大的地域的盐度差才能利用，估计技术上可利用的约30 亿千瓦。 也有文献认为，世界各河口区的盐差能达 300 亿千瓦，可利用的盐度差能约26 亿千瓦。 我国盐差能资源理论蕴藏量约 3.9×1015 kJ，理论功率为1.25×105 MW，主要集中在各大江河的出海处。 同时，我国青海省等地还有不少内陆盐湖可以利用。 在半透膜(水能通过,盐不能通过)隔开的有浓度差别的溶液之间，低浓度溶液透入高浓度溶液的现象，称为渗透现象。 发生渗透现象时，若在浓度大的溶液上施加机械压强，恰好能阻止稀溶液向浓溶液发生渗透，这个机械压强就等于这两种溶液之间的渗透压强（简称渗透压）。 海水与河水之间的盐浓度明显不同。利用渗透压形成水位差，就可以直接驱动水轮发电机发电。