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。
如何有效地利用海水温度差能量来为人类服务呢?法国的Arsened Arsonval于1881年首次提出海洋温度差发电的构想。即发明利用海水表层(热源)和深层(冷源)之间的温度差发电的电站。于是1930年Claude在古巴的近海,首次利用海洋温度差能量发电成功,但是,由于发电系统的水泵等所耗电力比其所发出的电力更大,结果纯发电量为负值。然而人们并没有泄气。1979年,夏威夷的MINI-OTEC发电系统第一次发出了15kW的净发电容量。
发电原理
海水温差发电技术,是以海洋受太阳能加热的表层海水(25℃~28℃)作高温热源,而以500米~l000米深处的海水(4℃~7℃)作低温热源,用热机组成的热力循环系统进行发电的技术。从高温热源到低温热源,可能获得总温差15℃~20℃左右的有效能量。最终可能获得具有工程意义的11℃温差的能量。
早在1881年9月,巴黎生物物理学家德·阿松瓦尔就提出利用海洋温差发电的设想。1926年11月,法国科学院建立了一个实验温差发电站,证实了阿松瓦尔的设想。1930年,阿松瓦尔的学生克洛德在古巴附近的海中建造了一座海水温差发电站。
1961年法国在西非海岸建成两座3500千瓦的海水温差发电站。美国和瑞典于1979年在夏威夷群岛上共同建成装机容量为1000千瓦的海水温差发电站,美国还计划在跨入21世纪时建成一座100万千瓦的海水温差发电装置,以及利用墨西哥湾暖流的热能在东部沿海建立500座海洋热能发电站,发电能力达2亿千瓦。
目前,海洋温差发电仍是一项高科技项目,它涉及许多耐压、绝热、防腐材料问题,以及热能利用效率问题(效率现仅2%),且投资巨大,一般国家无力支持。但海洋温差资源丰富,对大规模开发海洋来说,它可以在海上就近供电,并可同海水淡化相结合,从长远观点看,海洋热能转换是有战略意义的。