海水溫差發電

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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

海水溫差發電法英语Ocean Thermal Energy Conversion,縮寫: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。

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、氟利昻等)蒸發氣化,然後推動透平發電機而發出電力;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。

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。

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〉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]

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[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。

優點[编辑]

缺點[编辑]

  • 資金龐大
  • 發電成本高
  • 深海冷水管路施工風險高

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

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。

參見[编辑]

參考資料[编辑]

  1. 溫差發電的原理[1]
  2. 海水發電之潮汐、溫差發電[2]