波浪能发电装置设计与制造
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1.2.3 温差能的开发利用情况

海洋温差发电技术的研究在热动力循环的方式、高效紧凑型热交换器、工质选择以及海洋工程技术等方面均已取得长足的发展,很多技术已渐趋成熟。系统方面以闭式循环最为成熟,已经基本上达到商业化水准,开式循环的主要困难是低压汽轮机的效率太低。热交换器是海洋温差发电系统的关键设备,它对装置的效率、结构和经济性有直接的重要影响,其性能的关键是它的形式和材料。最新的洛伦兹循环有机液体透平能在20~22℃温差下工作,适用于闭式循环装置中。

我国研究工作起步晚,目前对于海洋温差能的研究仍处于实验阶段。其原因主要包括以下两方面:一方面,温差能的开发技术和方法要求水平比较高,尤其是发电机转换装置、渗透膜技术、反电渗析法的能量转换效率和功率密度的方法等,专业技术性较高,而国内在这方面的发展比较落后;另一方面,我国海洋温差能分布不均,并且受季节变化等自然因素影响比较大,对其进行开发具有一定难度。

1985年中国科学院广州能源研究所开始对温差利用中的“雾滴提升循环”方法进行研究,这种方法利用表层和深层海水之间的温降来提高海水的位能。据计算,温度从20℃降到7℃时,海水所释放的热量可将海水提升到125m的高度,然后通过水轮机发电。2012年,国家海洋局第一海洋研究所研究员刘伟民率领的团队,成功研制出了15kW温差能发电装置,该项目的成功实验,标志着我国在海洋能尤其是盐差能开发方面取得了巨大进步。

海洋温差发电存在着若干技术难题,它们是制约技术发展的瓶颈,如热交换器表面容易附着生物使表面换热系数降低,对整个系统的经济性影响极大。冷热海水的流量要非常大才能获得所希望的功率,冷水管是未来发展面临的极大挑战。开式循环系统的低压汽轮机效率太低,这也是开式循环系统还不能商业化的重要原因。