温差能

海洋温差能转化方式包括开式循环和闭式循环：开式循环系统包括真空泵、温水泵、冷水泵、闪蒸器、冷凝器、透平—发电机组等，闭式循环系统则不用海水而采用低沸点的物质（如氨、丙烷等）作为工作介质，在闭合回路内反复进行蒸发、膨胀、冷凝。

全球海洋温差能闭式循环研发趋势

当前，全球海洋温差能闭式循环研发已经历了单工质朗肯循环到混合工质Kalina循环，再到上原循环的过程，海洋热能利用效率也从过去的3%左右提高到接近5%。

温差能在全球海洋能中储量最大

业内专家指出，温差能在全球海洋能中储量最大，全世界温差能的理论储量约为60×1012W。由于温差能具有可再生、清洁、能量输出波动小等优点，因此被视为极具开发利用价值与潜力的海洋能资源。

中国温差能还有着得天独厚的地理条件

相比其他海洋能，中国温差能还有着得天独厚的地理条件。“比如中国东面由于岛屿的阻挡，相比欧洲波浪高度不够、能量密度也相对较小。而温差能如果转化为浪高将达到500多米，按可资利用效率5%计算，可达25米水头，同时，温差能能量输出也更加稳定。”

我国在温差能设备制造方面差距大

我国在温差能设备制造方面与国外先进水平相比差距仍较大。主要引进洛克希德·马丁公司的设备，归根结底在于我国此前在交换器、透平—发电机组等关键部件的研发上投入太少。

此外，当前国内关于温差能的基础与技术研究非常少，如氨—水工质在海洋温差能下的蒸发器、冷凝器热交换性能研究，防海水腐蚀的摩擦焊换热器以及高效氨透平的研究，国内相关的研究都不多。一旦今后温差能商业利用速度加快，推广方面将面临不小的困境。

海洋受太阳照射，把太阳辐射能转化为海洋热能。在热带和亚热带地区，表层海水保持在25~28摄氏度，几百米以下的深层海水温度稳定在4~7摄氏度，用上下两层不同温度的海水作热源和冷源，就可以利用它们的温度差发电。海洋是世界上最大的太阳能接收器。6000万平方公里的热带海洋平均每天吸收的太阳能，相当于2500亿桶石油所含的热量。热带海面的水温通常约在27℃，深海水温则保持在冰点以上几度。这样的温度梯度使得海洋热能转换装置的能量转换只达3%～4%。海洋热能转换装置必须动用大量的水，方可弥补自身效率低的缺点。

位于北回归线以南的中国南海是典型的热带海洋，太阳辐射强烈。南海的表层水温常年维持在25℃以上，而500~800米以下的深层水温则在5℃以下，两者间的水温差在20℃~24℃之间，温差能资源非常丰富。

温差电偶材料有银 和铋、锰和铜镍合金、铜和铜镍合金、 铋和铋锡合金等。用若干对温差电偶串联（或并联）还可制成温差发电器 。

制作温差发电器要求其热冷结点温度 （T_b、T_c）间差值尽可能增大，温差电材料的品质因素Z（为温差电动势率、 电导率和热导率的函数）尽量高。

不同温度下的最佳温差发电材料不同： 300℃以下P型为Bi₂Te₃-Sb₂Te₃；N 型为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。

温差发电器可利用固、液、气态燃料及太阳能、核能、 废能等多种能源，适用作卫星、海上灯塔等的电源。利用珀耳帖效应可制作温差电致电器。目前所用材料均为半导体，性能最好的为以Bi₂Te₃为基的固溶体材料。

半导体致冷器无机械转动部件、无致冷剂、无噪音、可小型化， 且改变电流方向变致冷为加热，是理想的无污染致冷器，可用于冰箱、冷藏箱、冷饮器、冷热箱及科学测试仪器中降温和医学设备中冷冻。

海水温差发电技术，取代火力发电、风电与光伏的太阳能技术，风电与光伏的太阳能提供间歇性电能，对电网稳定运行冲击很大，接入电网还需要传统能源给它调峰。

海水温差发电技术特点

海水温差发电设备制造中采取全新技术，解决了海水抽取中腐蚀性及高能耗难题、换热器体积庞大的问题，取消了工质回流泵，减少设备自身能耗，增加能量输出，并在汽轮机上采取了全新技术，使机构效率更高，体积更小，制造成本及制造的技术难度降到最低。

海水温差发电技术区别

海水温差发电设备的工作循环方式：液态低沸点工质加热汽化产生高压蒸汽冲击汽轮机发电，再由冷源冷却液化，但取消了把液化工质泵送到原来加热处这一环节（现美国、日本及国内研究海水温差发电的技术都有这一工作环节，这一环节把汽轮机发出的电能大部分约（60-70%，与工质性质有关）消耗掉，这样整个机组向外送不出多余的电能），该技术专利在申请中 。

在20度的温差状态下，低温工质在饱和状态下，体积只能膨胀3倍左右，就相当于1体积膨胀到3体积产生3N的能量，如果汽轮机效率为80%，则汽轮机输出能量为2.4N，而膨胀后的工质冷却到原来的1体积，被工质泵泵回到加热器里去，它需要消耗1N的能量，假如泵的效率是66%的话，则泵要消耗约1.5N的能量，这样机组只能输出2.4N-1.5N=0.9N的能量，再加上抽冷、热海水消耗的能量，整个机组输出能量就很微少，根本没有什么商业价值----这就是现有美国日本在研究的海水温差发电不能商业化的原因。

温差电偶又称“热电偶”。是利用温差电现象制成的一种元件。利用两种能产生显著温差电现象的金属丝（如铜和康铜）a、b焊接而成。

其一端置于待测温度t处，另一端(冷端)置于恒定的已知温度t"_blank" href="/item/温差电动势">温差电动势，可由电流计g直接读出待测温度值。 温差电偶的主要用途是测量温度。它的特点是测量范围广（-200℃～2000℃），灵敏度高，稳定性好，准确度高。常用的温差电偶有铜-康铜热电偶（测300℃以下温度）、镍铝-镍铬热电偶（测1300℃以下温度）、铂-铂铑热电偶（测1700℃以下温度）、钨-钛热电偶（测2000℃以下温度）。