1. 海洋溫差發(fā)電站
海洋溫差能形成原因是太陽能,。海洋溫差能也叫海洋熱能,海洋中上層水溫的差異蘊藏著一定的能量,,被稱為海水溫差能,。到達水面的太陽輻射能大約有60%透射到1米的水深處。有18%能夠到達海面以下10米深度,少量的太陽輻射能甚至透射到水下100米以下的深度,。海水溫度隨水深而變化,,一般深海區(qū)大約可以分為三層,第一層是海面到深度約60米左右的地方,,稱作表層,,該層海水一方面吸收著太陽的輻射能,一方面受到風浪的影響,,使海水互相混合,,這一層海水溫度變化比較小。水溫大約在26到27攝氏度,,第二層從水深60米至130米,,海水溫度隨著深度加深急劇遞減,溫度變化比較大成為變溫層,。第三層深度在300米以上,,這層海水由于受到從極地流來的冷水的影響,溫度降低到4攝氏度左右,。表層海水和深層海水之間存在著20攝氏度以上的溫差,,是巨大的能量來源。
2. 海底溫差發(fā)電
對的,。
海洋有豐富的能源,。 海洋資源是指海洋生態(tài)環(huán)境中可以被人類利用的物質和能量以及與海洋開發(fā)有關海洋空間,。隨著海洋科學技術的進步,,許多研究結果表明海洋是巨大的資源寶庫。當今世界正面臨資源枯竭,、能源短缺,。海洋將成為人類生存和發(fā)展的重要依托。21世紀海洋將成為人類開發(fā)的重點領域,,對海洋資源的可持續(xù)開發(fā)是一項重大的戰(zhàn)略任務,。1.海洋生物資源 海洋中的生物資源極其豐富,地球動物的80%生活在海洋中,。據統(tǒng)計海洋中生物有49門96個綱,,共約20萬種。海洋中魚類約有近萬種,,大陸架是主要的漁業(yè)基地,,占世界捕魚量的80%以上;海洋中甲殼類動物共有25000多種,;藻類共有10門約10000多種,,人類可以食用的海藻有70多種,,現(xiàn)在人們已經知道海洋中的230多種海藻含有各種維生素,240多種生物含有抗癌物質,;軟體動物也是海洋生物中種類最繁多的一個門類,,其中許多種類具有重要的經濟價值。隨著人們對海洋研究的深入,,海洋將為人類提供更多的食物及藥物,。2.海洋石油、天然氣資源 海洋中有豐富的油氣資源,。按法國石油研究院的估計,,全世界海洋石油可采儲量為 1 350億t。據美國專家統(tǒng)計,,世界有油氣的海洋沉積盆地面積有2639.5萬km2。目前世界最著名的海上產油區(qū)有波斯灣,、委內瑞拉的馬拉開波湖,,歐洲的北海和美洲的墨西哥灣,稱為四大海洋石油區(qū),;海上天然氣的儲量似以波斯灣為第一,,北海第二,黑西哥灣第三,。圖2 水母 最近,,科學家們發(fā)現(xiàn)海洋深處有大量高壓低溫條件下形成的水合甲烷,也叫“可燃冰”是地球上蘊藏的石油,、天然氣總和的若干倍,,是非常寶貴的能源。3.國際海底區(qū)域的多金屬結核資源 據各國專家調查分析,,在海洋中除了海底表層有各種礦產資源外,,在2000~6000m 深的海底區(qū)域蘊藏著豐富的錳、鎳,、鉆,、銅等金屬結核資源,其資源總量大約有7萬億t,。在太平洋區(qū)域約885萬km2有多金屬結核分布,,資源總量約有3萬億t,東區(qū)域最有希望的是以克拉里昂一克里凰頓兩個斷裂為邊界的富集帶,,平均富集度11.9kg/(kg·m2)總儲量150億t,。位于國際海底區(qū)域的多金屬結核資源,屬于全人類的財產,。這些資源的勘探開發(fā)由專門設立的國際海底管理局負責管理,。《聯(lián)合國海洋公約》確定的國際海底開發(fā)制度是“平行開發(fā)制度”,即一方面由國際海底管理局的企業(yè)部直接進行開發(fā),;另一方面由各締約國及其公司通過與管理局簽訂的合同進行開發(fā),。4.海水資源 海洋是由巨量的水質組成的,全球海洋的總水量13.7億m3,。海水中深解有大量的鹽類,,據估計其總量可達500億t。海水中區(qū)測定或估計出含量的有80余種元素,。人們利用海水生產食鹽,、提取氯化鎂、硫酸鈉,、氯化鈣,、氯化鉀、溴化鉀等,。除此之外海水可以直接用作工業(yè)冷卻水,,日本已有40%~50%的工業(yè)用水是直接用海水解決的,我國沿海城市直接利用海水的數(shù)量約為40億一50億t,。海水的淡化技術也在日趨成熟,,海水淡化也將成為一項重要的海水資源開發(fā)事業(yè)。據統(tǒng)計目前已有60多個國家在300多個近岸工廠中利用海水生產食鹽,、鎂鹽,、溴、重水及淡水等,。海水中的重水是控核聚變發(fā)電的能源,,是新一代主體能源,意義重大,,而且深海中重水儲量十分巨大,,對人類未來具有重大價值。5.海洋能源 海洋中蘊藏著潮汐能,、波浪能,、海流能、溫差能和鹽差能等自然能源,。海洋能分布廣,、蘊藏量大、可再生,、無污染,,預計21世紀將進入大規(guī)模開發(fā)階段。據聯(lián)合國教科文組織出版物估計,,全世界海洋能總量為766億kW,,技術允許容易的1倍,。世界上最大的潮汐電站為法國的朗斯電站,總裝機24萬kW,,年發(fā)電量5.44億kWh,。日本是世界上最早使用波能發(fā)電機的一個國家,它的航標燈和燈塔上的波力發(fā)電機已經實用化了,。首先提出利用海水溫差發(fā)電的是法國物理學家德爾松瓦,,他的學生克勞德在古巴海域建造了世界上第一座海水溫差發(fā)電站。獲得了lOkW功率,。此后美國洛克希德公司設計成功了16kW的海洋溫差發(fā)電站,。日本科學家在海水溫差發(fā)電上也取得了成功,他們?yōu)槟咸窖箬斣O計了lOOkW功率的發(fā)電站,,是世界上第一座商用溫差發(fā)電站,。據國家海洋局提供消息,我國將在舟山市岱山海域建成世界首座潮流電站,,功率為lOOkW一300kW,。如能獲得成功,將在亞太地區(qū)進行推廣,。6.港口資源 全世界沿海國家有許多適合建港的岸線和海灣,歷來被認為是十分寶貴的資源,,有許多港灣資源受到重視并被開發(fā)利用,,促進了海洋交通運輸?shù)陌l(fā)展及國際經濟貿易往來。適合建設深水大港的岸線資源具有戰(zhàn)略性意義,。7.海洋空間資源 海洋覆蓋地球2/3以上的表面積,,擁有廣闊的空間資源。它不僅能為海洋生物提供生存空間,,也許將來它還會為人類生存提供空間,,1978年由17國聯(lián)合組織的維也納國際應用系統(tǒng)分析研究所的一份報告估計:“地球表面對人口的負載能量最大可能達1 000億,以現(xiàn)在的人口增長速度,,3000年后即可達到,。到時有2/3的人口應該住在海上?!彪S著地球人口的增加,,人們將不得不對海洋空間資源進行開發(fā)。也許將來,,用鋁,、鎂等輕型合金建造的人類住房——三維高層建筑會屹立在海面之上,人類會在海洋上空建造出更具現(xiàn)代化的空間城市,。3. 海洋溫差發(fā)電技術
海洋溫差能源,,又叫海洋熱能,,是一種由于太陽照射地球表面,形成海洋表面到底部的垂直溫度差而產生的新型能源,。主要是利用海洋熱能轉化技術把深海水抽到海面,,使冷水遇到海面高溫水發(fā)生汽化,推動渦輪發(fā)電機發(fā)電,。
由于海水是一種熱容量很大的物質,,海洋的體積又如此之大,所以海水容納的熱量是巨大的,。這些熱能主要來自太陽輻射,,另外還有地球內部向海水放出的熱量,海水中放射性物質的放熱,,海流摩擦產生的熱,,以及其他天體的輻射能,但99.99%來自太陽輻射,。因此,,海水熱能隨著海域位置的不同而差別較大。
4. 海洋溫差發(fā)電機
溫差發(fā)電機的制作方法,,用一塊平板金屬片加硅膠粘在發(fā)電片的一面,,然后把它架起來,下面點一支蠟燭烤金屬片(注意,,不是發(fā)電片),,現(xiàn)在那兩根電線就會有電流出來,就這么簡單,。
為了不弄壞發(fā)電片,,溫度不能超過180度。
5. 海洋溫差發(fā)電站照片
海工是海洋工程
海洋工程是指以開發(fā),、利用,、保護、恢復海洋資源為目的,,并且工程主體位于海岸線向海一側的新建,、改建、擴建工程,。一般認為海洋工程的主要內容可分為資源開發(fā)技術與裝備設施技術兩大部分,,具體包括:圍填海、海上堤壩工程,,人工島,、海上和海底物資儲藏設施、跨海橋梁,、海底隧道工程,,海底管道,、海底電(光)纜工程,海洋礦產資源勘探開發(fā)及其附屬工程,,海上潮汐電站,、波浪電站、溫差電站等海洋能源開發(fā)利用工程,,大型海水養(yǎng)殖場,、人工魚礁工程,鹽田,、海水淡化等海水綜合利用工程,,海上娛樂及運動、景觀開發(fā)工程,,以及國家海洋主管部門會同國務院環(huán)境保護主管部門規(guī)定的其他海洋工程,。
6. 海洋溫差能源
海洋中蘊藏著豐富的太陽熱能。太陽每年供應給海洋的熱能大約有60多功能萬億千瓦時,,這樣龐大的能量,,除了一部分轉變?yōu)楹A鞯膭幽芎退畾獾难h(huán)外,都直接以熱能的形式儲存在海水中,, 主要表現(xiàn)為海水表層和深層直接的溫差,。通常情況下,海水表層的溫度可達25-28℃ ,,而海平面以下500米的深處水溫大約只有4-7℃,,兩者相差20℃左右,熱帶海洋的溫差更為明顯. 在赤道地區(qū),,接近海面的表面海水溫度在太陽照射下高達近30攝氏度,,而水深數(shù)百米的深層海水溫度是5~10度,。海洋溫差發(fā)電就是利用這一溫差進行的,。據佐賀大學海洋能源研究中心介紹,位于北緯40度——南緯40度的100個國家和地區(qū)都可以進行海洋溫差發(fā)電. 火力發(fā)電和原子能發(fā)電是以熱能使水沸騰,,利用蒸汽帶動渦輪機,,然后發(fā)電。作為帶動渦輪機的蒸汽,。海洋溫差發(fā)電是利用氨和水的混合液,。與水的100度相比,氨水的沸點是33度,,容易沸騰,。 借助表面海水的熱量,利用蒸發(fā)器使水沸騰,,用氨蒸汽帶動渦輪機,。氨蒸汽會被深層海水冷卻,,重新變成液體。在這一往返過程中,,可以依次將海水的溫差變成電力,。 海洋溫差發(fā)電的原理是19世紀后半期由法國人想出來的。日本人上原從1973年開始進行研究,。為了高效地將海水熱量偉給氨,,他開發(fā)了電容器板熱交換裝置,安裝在凝結器和蒸發(fā)器上,。結果,,他確立了海洋溫差發(fā)電中最高度的“上原循環(huán)”系統(tǒng)。 上原解釋說:“由于燃料是海水,,燃料費等于零,。如果能夠提高系統(tǒng)效率、降低成本,,就可以投入實用,。” 上原等研究人員將表面海水放入特殊的真空容器里,,使它迅速蒸發(fā),,然后用深層海水進行冷卻,成功地使之變成了淡水,。據測算,,印度1000千瓦的海洋溫差發(fā)電設備一天可生產1.6萬瓶淡水。 海洋溫差發(fā)電的能源變換效率是3%~5%,,比火力發(fā)電的40%低得多,。但如果一臺發(fā)電設備的輸出功率達不到1萬千瓦的規(guī)模,每千瓦小時的發(fā)電成本就難以控制在可與其他發(fā)電方式競爭的10日元以下,。 然而,美國工程師設計的一個16萬千瓦的海洋溫差發(fā)電裝置,,全長450米,自重23.5萬噸,,排水量達30萬噸,。由于海洋能密度比較小,并且能源變換效率是3%~5%,很低.所以要得到比較大的功率,,海洋能發(fā)電裝置要造得很龐大,。而且還要有眾多的發(fā)電裝置,排列成陣,,形成面積廣大的采能場,,才能獲得足夠的電力。這是海洋能利用的共同特點,。 由于海洋溫差能開發(fā)利用的巨大潛力,,海洋溫差發(fā)電受到各國普遍重視,。目前,日本,、法國,、比利時等國已經建成了一些海洋溫差能電站,功率從100千瓦至5000干瓦不等,。上萬干瓦的溫差電站也在建設之中,。 參考文獻:大連少年兒童圖書館
7. 海水溫差發(fā)電站
太陽輻射到地球上的熱量,陸地吸收,,空氣也吸收,,但都比不上海洋吸收得多。這不僅是因為海洋占地球表面積的70%,,而且還因為海水的熱容量大:比土壤大2倍,,比花崗巖大5倍,比空氣大3000多倍,。海水溫差發(fā)電,,就是想把海洋吸收的這些熱量利用起來。海水溫差發(fā)電的原理很簡單,,即先將海洋表面溫度較高的海水引入真空鍋爐,,由于壓力突然大幅度下降,如降到0.03大氣壓下,,24℃的水也會沸騰,,于是溫海水產生的蒸汽就可帶動汽輪發(fā)電機發(fā)電,然后再用深層冷一些的海水冷凝氣,;也可以用溫度較高的表層海水給沸點較低的氨或氟利昂加熱后發(fā)電,。在20世紀70年代末,美國已制成溫差發(fā)電的實驗裝置,,發(fā)電能力為50千瓦,,有人計算,如果把南北緯20°以內的海洋充分利用起來,,海水溫度只需降低1℃,,就將發(fā)出600億千瓦的電,,可見溫差發(fā)電的潛力是很大的,。