溫差能

海洋溫差能轉(zhuǎn)化方式包括開式循環(huán)和閉式循環(huán)：開式循環(huán)系統(tǒng)包括真空泵、溫水泵、冷水泵、閃蒸器、冷凝器、透平—發(fā)電機組等，閉式循環(huán)系統(tǒng)則不用海水而采用低沸點的物質(zhì)（如氨、丙烷等）作為工作介質(zhì)，在閉合回路內(nèi)反復進行蒸發(fā)、膨脹、冷凝。

全球海洋溫差能閉式循環(huán)研發(fā)趨勢

當前，全球海洋溫差能閉式循環(huán)研發(fā)已經(jīng)歷了單工質(zhì)朗肯循環(huán)到混合工質(zhì)Kalina循環(huán)，再到上原循環(huán)的過程，海洋熱能利用效率也從過去的3%左右提高到接近5%。

溫差能在全球海洋能中儲量最大

業(yè)內(nèi)專家指出，溫差能在全球海洋能中儲量最大，全世界溫差能的理論儲量約為60×1012W。由于溫差能具有可再生、清潔、能量輸出波動小等優(yōu)點，因此被視為極具開發(fā)利用價值與潛力的海洋能資源。

中國溫差能還有著得天獨厚的地理條件

相比其他海洋能，中國溫差能還有著得天獨厚的地理條件?！氨热缰袊鴸|面由于島嶼的阻擋，相比歐洲波浪高度不夠、能量密度也相對較小。而溫差能如果轉(zhuǎn)化為浪高將達到500多米，按可資利用效率5%計算，可達25米水頭，同時，溫差能能量輸出也更加穩(wěn)定。”

我國在溫差能設備制造方面差距大

我國在溫差能設備制造方面與國外先進水平相比差距仍較大。主要引進洛克希德·馬丁公司的設備，歸根結(jié)底在于我國此前在交換器、透平—發(fā)電機組等關鍵部件的研發(fā)上投入太少。

此外，當前國內(nèi)關于溫差能的基礎與技術研究非常少，如氨—水工質(zhì)在海洋溫差能下的蒸發(fā)器、冷凝器熱交換性能研究，防海水腐蝕的摩擦焊換熱器以及高效氨透平的研究，國內(nèi)相關的研究都不多。一旦今后溫差能商業(yè)利用速度加快，推廣方面將面臨不小的困境。

海洋受太陽照射，把太陽輻射能轉(zhuǎn)化為海洋熱能。在熱帶和亞熱帶地區(qū)，表層海水保持在25~28攝氏度，幾百米以下的深層海水溫度穩(wěn)定在4~7攝氏度，用上下兩層不同溫度的海水作熱源和冷源，就可以利用它們的溫度差發(fā)電。海洋是世界上最大的太陽能接收器。6000萬平方公里的熱帶海洋平均每天吸收的太陽能，相當于2500億桶石油所含的熱量。熱帶海面的水溫通常約在27℃，深海水溫則保持在冰點以上幾度。這樣的溫度梯度使得海洋熱能轉(zhuǎn)換裝置的能量轉(zhuǎn)換只達3%～4%。海洋熱能轉(zhuǎn)換裝置必須動用大量的水，方可彌補自身效率低的缺點。

位于北回歸線以南的中國南海是典型的熱帶海洋，太陽輻射強烈。南海的表層水溫常年維持在25℃以上，而500~800米以下的深層水溫則在5℃以下，兩者間的水溫差在20℃~24℃之間，溫差能資源非常豐富。

溫差電偶材料有銀 和鉍、錳和銅鎳合金、銅和銅鎳合金、 鉍和鉍錫合金等。用若干對溫差電偶串聯(lián)（或并聯(lián)）還可制成溫差發(fā)電器 。

制作溫差發(fā)電器要求其熱冷結(jié)點溫度 （T_b、T_c）間差值盡可能增大，溫差電材料的品質(zhì)因素Z（為溫差電動勢率、 電導率和熱導率的函數(shù)）盡量高。

不同溫度下的最佳溫差發(fā)電材料不同： 300℃以下P型為Bi₂Te₃-Sb₂Te₃；N 型為Bi₂Te₃-Bi₂Se₃; 300～600℃下有 PbTe、PbTe-SnTe、PbTe-PbSe、GeTe 及AgSbTe等；600～1000℃下有 GeSi合金和MnTe等。

溫差發(fā)電器可利用固、液、氣態(tài)燃料及太陽能、核能、 廢能等多種能源，適用作衛(wèi)星、海上燈塔等的電源。利用珀耳帖效應可制作溫差電致電器。目前所用材料均為半導體，性能最好的為以Bi₂Te₃為基的固溶體材料。

半導體致冷器無機械轉(zhuǎn)動部件、無致冷劑、無噪音、可小型化， 且改變電流方向變致冷為加熱，是理想的無污染致冷器，可用于冰箱、冷藏箱、冷飲器、冷熱箱及科學測試儀器中降溫和醫(yī)學設備中冷凍。

海水溫差發(fā)電技術，取代火力發(fā)電、風電與光伏的太陽能技術，風電與光伏的太陽能提供間歇性電能，對電網(wǎng)穩(wěn)定運行沖擊很大，接入電網(wǎng)還需要傳統(tǒng)能源給它調(diào)峰。

海水溫差發(fā)電技術特點

海水溫差發(fā)電設備制造中采取全新技術，解決了海水抽取中腐蝕性及高能耗難題、換熱器體積龐大的問題，取消了工質(zhì)回流泵，減少設備自身能耗，增加能量輸出，并在汽輪機上采取了全新技術，使機構(gòu)效率更高，體積更小，制造成本及制造的技術難度降到最低。

海水溫差發(fā)電技術區(qū)別

海水溫差發(fā)電設備的工作循環(huán)方式：液態(tài)低沸點工質(zhì)加熱汽化產(chǎn)生高壓蒸汽沖擊汽輪機發(fā)電，再由冷源冷卻液化，但取消了把液化工質(zhì)泵送到原來加熱處這一環(huán)節(jié)（現(xiàn)美國、日本及國內(nèi)研究海水溫差發(fā)電的技術都有這一工作環(huán)節(jié)，這一環(huán)節(jié)把汽輪機發(fā)出的電能大部分約（60-70%，與工質(zhì)性質(zhì)有關）消耗掉，這樣整個機組向外送不出多余的電能），該技術專利在申請中 。

在20度的溫差狀態(tài)下，低溫工質(zhì)在飽和狀態(tài)下，體積只能膨脹3倍左右，就相當于1體積膨脹到3體積產(chǎn)生3N的能量，如果汽輪機效率為80%，則汽輪機輸出能量為2.4N，而膨脹后的工質(zhì)冷卻到原來的1體積，被工質(zhì)泵泵回到加熱器里去，它需要消耗1N的能量，假如泵的效率是66%的話，則泵要消耗約1.5N的能量，這樣機組只能輸出2.4N-1.5N=0.9N的能量，再加上抽冷、熱海水消耗的能量，整個機組輸出能量就很微少，根本沒有什么商業(yè)價值----這就是現(xiàn)有美國日本在研究的海水溫差發(fā)電不能商業(yè)化的原因。

溫差電偶又稱“熱電偶”。是利用溫差電現(xiàn)象制成的一種元件。利用兩種能產(chǎn)生顯著溫差電現(xiàn)象的金屬絲（如銅和康銅）a、b焊接而成。

其一端置于待測溫度t處，另一端(冷端)置于恒定的已知溫度t"_blank" href="/item/溫差電動勢">溫差電動勢，可由電流計g直接讀出待測溫度值。 溫差電偶的主要用途是測量溫度。它的特點是測量范圍廣（-200℃～2000℃），靈敏度高，穩(wěn)定性好，準確度高。常用的溫差電偶有銅-康銅熱電偶（測300℃以下溫度）、鎳鋁-鎳鉻熱電偶（測1300℃以下溫度）、鉑-鉑銠熱電偶（測1700℃以下溫度）、鎢-鈦熱電偶（測2000℃以下溫度）。