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海洋温差发电技术方案(海洋温差发电技术方案设计)

来源:www.shuishangwuliu.com   时间:2023-05-22 04:28   点击:218  编辑:jing 手机版

1. 海洋温差发电技术方案设计

  海洋温差能源,又叫海洋热能,是一种由于太阳照射地球表面,形成海洋表面到底部的垂直温度差而产生的新型能源。主要是利用海洋热能转化技术把深海水抽到海面,使冷水遇到海面高温水发生汽化,推动涡轮发电机发电。

  由于海水是一种热容量很大的物质,海洋的体积又如此之大,所以海水容纳的热量是巨大的。这些热能主要来自太阳辐射,另外还有地球内部向海水放出的热量,海水中放射性物质的放热,海流摩擦产生的热,以及其他天体的辐射能,但99.99%来自太阳辐射。因此,海水热能随着海域位置的不同而差别较大。

2. 海洋温差发电站

1979年,美国在夏威夷岛建立世界第一座商业性海洋温差电站,装机容量53千瓦,输出功率10千瓦。1982年,美国在夏威夷群岛附近建成一台1000千瓦海洋温差发电机组,是目前世界上最大容量的机组,目前现继续使用,安全可靠,环保,无排放,厉害了!

3. 海洋温差能的源头在哪里

海洋温差能形成原因是太阳能。海洋温差能也叫海洋热能,海洋中上层水温的差异蕴藏着一定的能量,被称为海水温差能。到达水面的太阳辐射能大约有60%透射到1米的水深处。有18%能够到达海面以下10米深度,少量的太阳辐射能甚至透射到水下100米以下的深度。

4. 海洋温差发电机

准备材料:金属丝,磁铁,钉子,硬纸板,蓄电池。

步骤·:1、切下一片适当大小的硬纸板,折叠成矩形盒子状。2、在硬纸盒的正中点插入一枚钉子,使盒子能以钉子为轴轻易的转动。3、将两块磁铁放进纸盒里边。4、在盒子上缠200至300圈的金属丝。5、去掉金属丝两个末端包绕的塑料,然后将两端连在一起。6、使用电压表,电流表进行测试。

海洋温差发电,利用海水的温差进行发电。海洋不同水层之间的温差很大,一般表层水温度比深层或底层水高得多。发电原理是,温水流入蒸发室之后,在低压下海水沸腾变为流动蒸气或丙烷等蒸发气体作为流体,推动透平机旋转,启动交流电机发电;用过的废蒸气进入冷凝室被海洋深层水冷却凝结,再进行循环。据估算,海洋温差能一年约能发电15亿千瓦。

5. 海洋温差能源是什么

海水温差发电是一种可再生能源,主要是利用表层海水与深层海水的温度不同来进行发电。

☞工作原理

海洋温差发电是利用热交换的原理来发电。首先需要抽取温度较高的海洋表层水,将热交换器里面沸点很低的工作流体(working fluid,如氨、氟利昂等)蒸发气化,然后推动涡轮发电机而发出电力;再把它导入另外一个热交换器,利用深层海水的冷度,将它冷凝而回归液态,这样就完成了一个循环,周而复始的工作。

在热交换技术平台,目前有封闭式循环系统、开放式循环系统、混合式循环系统等,其中以封闭式循环系统技术较成熟。而在地点的设置上,则有岸基式、离岸式差别。

☞封闭式循环系统

随着海水深度的变化,表层海水受到阳光照射,吸收能量而温度较高;而在海平面200米以下,阳光几乎无法到达,因此温度较低。海水深度越深,其温度也就越低。海水温差发电时,需抽取表层温度较高的海水,使热交换机内的低沸点液体〈例如氨〉沸腾为蒸气,然后推动发电机发电,再将其导入另一热交换机,使用深层海水将其冷却,如此完成一个循环。

☞开放式循环系统

将表层海水引入真空状态的蒸发槽中,因低压下水的沸点极低而沸腾为水蒸气,再引至凝结槽,以深层海水使之凝结为水。此过程中会在蒸发槽与凝结槽之间因压力差因而形成蒸汽流,在其间加上涡轮机即可发电。另外,使用开放式循环系统发电会在凝结槽中形成淡水,可供使用。排出的淡水,这是它的有利之处。

☞混合式循环系统

开始时类似开放式循环,将温暖的海面水引进真空容器使其闪蒸成蒸气,蒸气再进入氨的蒸发器(vaporizer),使工作流体(氨)气化来转动涡轮机发电,如同封闭式循环一般,因此混合式循环兼具开放式循环与封闭式循环两者的特性。

☞岸基式温差发电厂

建置深海水管,将深层海水取至岸边发电厂,此过程容易使冷水管之温度上升,从而使发电效率更低,另外深海抽水管的建置难度较高。

☞离岸式温差发电厂

发电厂建置在海上作业平台上,将深层海水抽取至作业平台,温水与冷水的交换在海上作业平台上完成发电,再由电缆供电至岸边。离岸式海上作业平台类似钻油平台,因此水下作业需要锚固深海海底及锚定电缆。其优点是发电效率相对较高,可降低发电成本。

☞优点

不消耗任何燃料

无废料

不会制造空气污染、水污染、噪音污染

整个发电过程几乎不排放任何温室气体,例如二氧化碳

全年且一天中所有时间段皆可发电,十分稳定

副产品是淡水,可供使用

☞缺点

资金庞大

发电成本高

深海冷水管路施工风险高

影响周遭海域生物的生存权

6. 海洋温差发电技术方案设计规范

形成海洋温差能的源头是太阳能。在各种海洋能之中,海洋温差能属于海洋热能,其能量的主要来源是蕴藏在海洋中的太阳辐射能。海洋温差能具有储量巨大以及随时间变化相对稳定的特点,因此,利用海洋温差能发电有望为一些地区提供大规模的、稳定的电力。

7. 海洋温差能发电技术的优缺点

方法/步骤分步阅读

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源头

形成海洋温差能的源头是太阳能。在各种海洋能之中,海洋温差能属于海洋热能,其能量的主要来源是蕴藏在海洋中的太阳辐射能。海洋温差能具有储量巨大以及随时间变化相对稳定的特点,利用海洋温差能发电有望为一些地区提供大规模的、稳定的电力。

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发电

海洋温差能发电是利用热带洋面海水和7 60米深处的冷海水之间温度差发电。海洋热能转换装置最大优点是可以不受潮汐变化和海浪影响而连续工作。另外,它不但不产生空气污染物或放射性废料,而且它的副产品是优质的淡化海水。

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海洋温差发电

早在1881年,法国物理学家阿松瓦尔( J.D'Arsonval )就提出了海洋温差发电的设想。直到1929年才由 法国工程师克劳德( G.Claude )建立超试验装置,证实了海洋温差发电的可能性。但是当时限于技术、材料和资金等诸多问题,未能真正建造海洋温差发电站。

8. 海洋温差发电的基本特点

温带海洋性气候是全年温和潮湿的气候。它的特征十分明显:冬无严寒,夏无酷暑,一年四季降水比较均匀。分布在纬度40~60°之间的大陆西岸。

温带海洋性气候特点是什么

1温带海洋性气候特征

1、冬暖夏凉,年温差小

海洋性气候区内愈靠近大洋,气候的海洋性愈强。特别是在冬季,因沿岸有暖流经过,西风从暖流海面吹来,气流温暖潮湿,因此冬季气温比同纬度的大陆中心和大陆东岸暖得多。最冷月均温均在0℃以上。夏季时暖流水温仍较大陆温度低,海上要比陆上凉得多,这里受西风带影响最热月均温在22℃以下。由于冬暖夏凉,年温差要比同纬度其它地区小得多。

2、全年雨季,冬雨较多

此区正当温带气旋活动的路径上,气旋雨量丰沛,特别是冬季时温带气旋更为活跃,雨日很多,但降水强度并不大。冬季降水量在全年所占比例稍大,全年没有干季,用一句话概括温带海洋性气候的特点:冬无严寒,夏无酷暑。

3、气温年变化与日变化都很小

在洋面上甚至观测不到日变化。年变化的极值一般比大陆后延1个月,如最冷月为2月,最暖月为8月。在高纬地区最冷月还可能是3月,最暖月也可能到9月。秋季暖于春季。

4、降水量的季节分配比较均匀

降水日数多,但强度小。云雾多,湿度高。

5、在热带海洋多风暴

如北太平洋西南部分与中国南海是台风生成和影响强烈的地区。热带风暴(包括台风)是一种十分重要的气象灾害。

6、多云雾天气,湿度大

多数临近海洋的大陆地区,都具有海洋性气候特征,西欧沿海地区是大陆上典型的海洋性气候区。

2欧洲气候类型分布

温带海洋性气候在欧洲的分布主要位于欧洲西部,近大西洋沿岸的地区,包括爱尔兰、英国、法国、荷兰、葡萄牙、丹麦、挪威等国家。海洋性和大陆性是气候特征的两个方面,通俗的讲受海洋影响明显的区域,气候多体现海洋性;受大陆影响明显的区域,气候多体现大陆性。导致欧洲西部受海洋影响明显的因素主要有四方面。

波状起伏的西欧平原

第一,欧洲在纬度位置上,位于北纬35°至70°之间,大部分地区受西风带的影响,同时又位于大陆西岸,西风带从海洋带来温暖湿润的水汽。第二,欧洲西部地区海岸线曲折漫长,多海湾、半岛、岛屿、海峡等,海洋深入内陆,海陆交错,增加了下垫面的比热,使得气候海洋性明显。

第三,欧洲西部沿海,由南向北强大的北大西洋暖流流经,暖流的流经,给沿岸地区的气候带来了增温增湿的效果,增加了气候的海洋性。第四,欧洲西部的地形状况增加了气候的海洋性,欧洲是世界上地势最为低平的大洲,平均海拔仅为340米,平原广布的地形,使得来自海洋的西风带可以深入到相对内陆,同时欧洲地区的主要山脉,如阿尔卑斯山脉的走向为东西走向,对于西风带的阻挡不明显,增加了海洋性气候。

9. 海洋温差发电技术方案设计图

海洋中蕴藏着丰富的太阳热能。太阳每年供应给海洋的热能大约有60多功能万亿千瓦时,这样庞大的能量,除了一部分转变为海流的动能和水气的循环外,都直接以热能的形式储存在海水中, 主要表现为海水表层和深层直接的温差。通常情况下,海水表层的温度可达25-28℃ ,而海平面以下500米的深处水温大约只有4-7℃,两者相差20℃左右,热带海洋的温差更为明显.在赤道地区,接近海面的表面海水温度在太阳照射下高达近30摄氏度,而水深数百米的深层海水温度是5~10度。海洋温差发电就是利用这一温差进行的。据佐贺大学海洋能源研究中心介绍,位于北纬40度——南纬40度的100个国家和地区都可以进行海洋温差发电.火力发电和原子能发电是以热能使水沸腾,利用蒸汽带动涡轮机,然后发电。作为带动涡轮机的蒸汽。海洋温差发电是利用氨和水的混合液。与水的100度相比,氨水的沸点是33度,容易沸腾。借助表面海水的热量,利用蒸发器使水沸腾,用氨蒸汽带动涡轮机。氨蒸汽会被深层海水冷却,重新变成液体。在这一往返过程中,可以依次将海水的温差变成电力。海洋温差发电的原理是19世纪后半期由法国人想出来的。日本人上原从1973年开始进行研究。为了高效地将海水热量伟给氨,他开发了电容器板热交换装置,安装在凝结器和蒸发器上。结果,他确立了海洋温差发电中最高度的“上原循环”系统。上原解释说:“由于燃料是海水,燃料费等于零。如果能够提高系统效率、降低成本,就可以投入实用。”上原等研究人员将表面海水放入特殊的真空容器里,使它迅速蒸发,然后用深层海水进行冷却,成功地使之变成了淡水。据测算,印度1000千瓦的海洋温差发电设备一天可生产1.6万瓶淡水。海洋温差发电的能源变换效率是3%~5%,比火力发电的40%低得多。但如果一台发电设备的输出功率达不到1万千瓦的规模,每千瓦小时的发电成本就难以控制在可与其他发电方式竞争的10日元以下。然而,美国工程师设计的一个16万千瓦的海洋温差发电装置,全长450米,自重23.5万吨,排水量达30万吨。由于海洋能密度比较小,并且能源变换效率是3%~5%,很低.所以要得到比较大的功率,海洋能发电装置要造得很庞大。而且还要有众多的发电装置,排列成阵,形成面积广大的采能场,才能获得足够的电力。这是海洋能利用的共同特点。  由于海洋温差能开发利用的巨大潜力,海洋温差发电受到各国普遍重视。目前,日本、法国、比利时等国已经建成了一些海洋温差能电站,功率从100千瓦至5000干瓦不等。上万干瓦的温差电站也在建设之中。

10. 海洋温差发电的原理

目前,潮汐发电是人类利用潮汐能源的主要方式之一。与风能、太阳能发电相比,潮汐更容易预测,而且有很多未知的开发空间。潮汐发电有两种形式:一种是成本较低廉的涡轮机发电,另一种是造价较高的建坝发电。相比之下,后者对环境的影响较大。

海洋能蕴藏丰富,分布广、清洁无污染,但能量密度低,地域性强,因而开发困难并有一定的局限。开发利于的方式主要是发电,其中潮汐发电和小型波浪发电技术已经实用化。

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