如何实现温差发电

温差发电的办法很多，归纳起来可分为开式和闭式两大类。

前一类方式是把吸收了太阳热能的上层温海水先送入真空室，使之降压沸腾产生蒸汽，再用这种蒸汽来驱动发电机组运转，同时又从 500 米以下的海洋深处抽取 7℃以下的冷海水，使这些用过的蒸汽冷凝降压，形成保证发电机组运转的蒸汽压力差。这种直接用海水产生蒸汽，使机组发电，用完后又排回海中的方式称为开式循环。法国工程师克劳德 1929 年建成的实验电站的工作方式就属于开式循环。利用开式循环发电的机组结构较简单，零部件少，成本低，热交换器可用塑料制作，在海水中耐腐蚀，还可同时生产蒸馏淡化水。但是由于真空室产生的蒸汽密度小，压力低，制造真空还要消耗很大能量，能量的输出、输入比小，抽水量也大，汽轮机体积要做得很大才能利用这压力不太高的蒸汽工作，整机输出功率要有提高就有困难。另外，蒸汽冷凝水在排回海洋后又会导致周围海域水文与生态环境发生变化。

第二类方式是把丙烷、丙烯、氨气或氟里昂等低沸点工质先注入蒸发器， 用上层温海水加热，无须抽真空就能使之气化，产生可以驱动机组发电的蒸气。这个过程就相当于电冰箱以动力去压缩工质和用散热器带走在压缩中产生的热并使其液化的反过程。此后，把压力和温度都已降低了的蒸气导入冷凝器，用 500 米以下的冷海水冷却并经水下加压使它重新变回液态，又送回蒸发器循环，如此不断工作就能不断发出电来。这种靠工质产生的蒸气驱动气轮机组运转，用后又变回液态，在封闭回路中反复循环的方式，称为闭式循环。这种方式整机组件较多、结构复杂，成本较高，有些工质对海水有污染，但它小巧、紧凑，发电效率高，利于提高整机输出功率。美国已制成的200 瓦温差电站模型，及尚在计划、建设中的 215 万千瓦和更大型的温差电站就是以闭式循环方式工作的。

日本于 1974 年开始实施并取名为“月光计划”的海水温差发电系列试验

也是以闭式循环方式工作的。该项计划打算在 2000 年前后达到实用化和向国内提供大型电源的目标。本 世纪 80 年代初，在赤道线上的瑙鲁岛建成了第一座 100 千瓦级的海水温差发电试验工厂，其实际发电功率达到了 10 千瓦。第二年又在德文岛开发兴建了一座 50 千瓦级的混合型的试验工厂，使用的是氟里昂-22 和氟里昂-12 混合工质，温差转变为电能的转换率提高了一倍，输出功率也达到了 10 千瓦。

后来，人们在一座 75 千瓦级的试验工厂中采用了平板热交换器，提高了

热交换率，大大减少了冷水抽水量和传动功率的消耗，也降低了其他配件成本，加上计算机控制系统的使用，提高了效能，净电输出功率达到了 50 千瓦。

这样，一座 3000 千瓦级的温差电站，每千瓦·时电的发电成本就可以比柴油发电的电价还低，为温差发电的实用化铺平了道路。

最近，从事海洋热能转换发电事业 60 多年的安德森工程师创办了一个名叫“海上太阳能公司”的企业，集其几十年的经验设计了一个效率很高的温差发电方案。它是以一种没有毒性、沸点只有 21.1℃的液态丙烯作为工质， 用热带海面 26.67℃的海水输入安装在水下 60 米深处的锅炉中去，使液态丙烯蒸发产生蒸气。这些蒸气通过管道上升、驱动 12 台安装在锅炉上方 10 米

处水中的发电机组发电，从发电机组出来的废气进入热交换器，通入从 900 米深处抽上来的 4.4℃冷海水。在此温度下，丙烯气体又凝为液体，向下流回到锅炉中重复下一个循环。这些机体设施都悬挂在一条不太大的船只下面，结构紧凑小巧，抗浪性好，重量轻，造价也不高。

安德森的方案得到了印度尼西亚政府的支持，他们准备投巨资兴建一座功率为 10 万千瓦的海水温差电站。估计它的发电成本只有目前第三世界许多岛国的平均电价一半还不到。

目前，海水温差发电已将成为一种切实可行的无污染、无温室效应，又能永续使用的再生能源的新形式。