海洋如何给大气提供热能

形成海洋温的源头?

形成海洋温的源头?

  形成海洋温差能的源头是太阳能。

  海洋温差能:

  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。

  利用现状:

  海洋热能主要来自于太阳能。世界大洋的面积浩瀚无边,热带洋面也相当宽广。海洋热能用过后即可得到补充,很值得开发利用。

  据计算,从南纬20度到北纬20度的区间海洋洋面,只要把其中一半用来发电,海水水温仅平均下降l℃,就能获得600亿千瓦的电能,相当于目前全世界所产生的全部电能。专家们估计,单在美国的东部海岸由墨西哥湾流出的暖流中,就可获得美国在1980年需用电量的75倍。

为什么低纬地区海洋输送的热量大于大气输送的热量?

大气环流:全球性的大气环流分为三圈环流,低纬环流、中纬环流、高纬环流。

低纬环流是指赤道与南北纬30°之间的大气环流。空气在赤道受热上升,在高空分为南北两个方向朝30°水平(高空)移动,受地砖偏向力作用在30°附近堆积起来,受重力作用下沉,在30°的地面形成高压,同时一部分通过近地面返回赤道,一部分继续往高纬走。

中纬环流是指30°与60°之间的环流,高纬环流是指纬度60°与90°之间的环流,具体运动方向不详细说了,总之,大气环流,是大气的全球性运动,可以将热量通过大气运动带到任何地方。

至于洋流本身分为暖流和寒流,暖流是指本身水温高于流经地区水温(一般是海水从低纬向高纬运动),所以,暖流在运动过程中,会与周围海域交换热量;寒流同理。

海水温差可以发电吗?

海洋中蕴藏着丰富的太阳热能。太阳每年供应给海洋的热能大约有60多功能万亿千瓦时,这样庞大的能量,除了一部分转变为海流的动能和水气的循环外,都直接以热能的形式储存在海水中, 主要表现为海水表层和深层直接的温差。通常情况下,海水表层的温度可达25-28℃ ,而海平面以下500米的深处水温大约只有4-7℃,两者相差20℃左右,热带海洋的温差更为明显.

在赤道地区,接近海面的表面海水温度在太阳照射下高达近30摄氏度,而水深数百米的深层海水温度是5~10度。海洋温差发电就是利用这一温差进行的。据佐贺大学海洋能源研究中心介绍,位于北纬40度——南纬40度的100个国家和地区都可以进行海洋温差发电.

火力发电和原子能发电是以热能使水沸腾,利用蒸汽带动涡轮机,然后发电。作为带动涡轮机的蒸汽。海洋温差发电是利用氨和水的混合液。与水的100度相比,氨水的沸点是33度,容易沸腾。

借助表面海水的热量,利用蒸发器使水沸腾,用氨蒸汽带动涡轮机。氨蒸汽会被深层海水冷却,重新变成液体。在这一往返过程中,可以依次将海水的温差变成电力。

海洋温差发电的原理是19世纪后半期由法国人想出来的。日本人上原从1973年开始进行研究。为了高效地将海水热量伟给氨,他开发了电容器板热交换装置,安装在凝结器和蒸发器上。结果,他确立了海洋温差发电中最高度的“上原循环”系统。

上原解释说:“由于燃料是海水,燃料费等于零。如果能够提高系统效率、降低成本,就可以投入实用。”

上原等研究人员将表面海水放入特殊的真空容器里,使它迅速蒸发,然后用深层海水进行冷却,成功地使之变成了淡水。据测算,印度1000千瓦的海洋温差发电设备一天可生产1.6万瓶淡水。

海洋温差发电的能源变换效率是3%~5%,比火力发电的40%低得多。但如果一台发电设备的输出功率达不到1万千瓦的规模,每千瓦小时的发电成本就难以控制在可与其他发电竞争的10日元以下。

然而,美国工程师设计的一个16万千瓦的海洋温差发电装置,全长450米,自重23.5万吨,排水量达30万吨。由于海洋能密度比较小,并且能源变换效率是3%~5%,很低.所以要得到比较大的功率,海洋能发电装置要造得很庞大。而且还要有众多的发电装置,排列成阵,形成面积广大的采能场,才能获得足够的电力。这是海洋能利用的共同特点。

由于海洋温差能开发利用的巨大潜力,海洋温差发电受到各国普遍重视。目前,日本、法国、比利时等国已经建成了一些海洋温差能电站,功率从100千瓦至5000干瓦不等。上万干瓦的温差电站也在建设之中。