海洋热能的优缺点

海洋热能，也称为海洋热能转换（OTEC）。海洋热能是由海洋表面水温与深层水温之间的温差产生的能量。在OTEC发电厂中，电力是由海洋热能（OTEC发电厂）产生的。

为了使这些工厂正常运行，海水表面温度和深层海水温度之间必须有20°C或更高的温差。像氨或氟氯化碳这样的液体在温暖的海水表面被加热沸腾。液体蒸汽产生的高压驱动发电机涡轮机，从而产生电力。

海洋热能的类型

1. 闭式循环系统

在闭式循环系统中，利用低沸点流体（如沸点在常压下约为-33°C的氨）驱动涡轮机来产生能量。通过热交换器将温暖的表层海水泵送，使流体蒸发。

膨胀的蒸汽驱动汽轮发电机。通过将蒸汽通过第二个热交换器，并利用冷水，蒸汽被冷凝成液体，然后系统再次循环。

1979年，自然能源实验室和其他企业合作伙伴开发了“小型OTEC”实验，并成功地在海上实现了闭式循环OTEC的净电能生产。这艘小型OTEC船产生的净电力足以驱动船上的灯光、计算机和电视，当时它停泊在夏威夷海岸外1.5英里（2.4公里）处。

2. 开式循环系统

开式循环OTEC直接利用温暖的表层海水发电。为了使温暖的海水沸腾，它首先被泵入一个低压容器。在某些方案中，低压涡轮机连接到电发电机，并由膨胀的蒸汽驱动。蒸汽中含有纯净的淡水，其盐分和其他污染物留在低压容器中。通过与深层海水接触而被冷凝成液体。这个过程产生可用于灌溉、水产养殖或饮用的淡化水。

在某些方案中，上升的蒸汽用于气升技术，将水提升到相当高的高度。这种蒸汽升降泵系统可以在泵使用之前或之后，通过水力涡轮机发电，具体取决于设计。

1984年，太阳能研究所以（现国家可再生能源实验室）开发了一种垂直喷雾蒸发器，将温海水转化为低压蒸汽，用于开式循环反应堆。将海水转化为蒸汽的转化效率提高到97%。（产生的总蒸汽量仅占进入系统的水量的一小部分）。1993年5月，夏威夷Keahole Point的一个开式循环OTEC发电厂在净发电试验中产生了约80千瓦的能量。这打破了1982年日本系统创下的40千瓦的记录。

3. 混合式

混合式系统结合了闭式和开式循环系统的优点。当温暖的海水被引入混合式系统时，会在真空中发生类似于闪蒸蒸发的开式循环蒸发过程。

闭式循环的氨工质在氨汽化器的另一侧被蒸汽蒸发。然后，蒸发物质驱动涡轮机发电。当蒸汽在热交换器内冷凝时，产生淡化水。

海洋热能的优点

1. 可再生能源

OTEC是目前在我们一些国家越来越普及的绿色能源选择之一。海洋是取之不尽的，几乎不可能耗尽。此外，海洋之间几乎总是有温差。因此，海洋热能发电是可持续的。因此，我们可以永远生产电力，而不会耗尽资源。

在大多数国家，有一天可能会禁止使用化石燃料。由于能源需求的不断增长，化石燃料正在迅速耗尽。然而，化石燃料对人类和环境都有危险影响，我们必须认识到这一点。因此，我们国家有很多人有兴趣生产环保能源。海洋热能就属于这一类。

2. 可靠

虽然我们可能会对可再生能源的生产感到兴奋，但一些生产技术可能并不可靠。天气变化会影响太阳能和风能等发电技术的准确性。

因此，海洋热能因其低变动性而被认为是可靠的能源。因此，提供海洋热能的公司不需要寻找替代的发电方法。与可能在恶劣天气期间产量下降的太阳能和风能相比，这种能源的发电方式可能不会经历“淡季”。

3. 清洁能源

我们可能会注意到，近年来许多国家都在推行绿色倡议。这不仅适用于植树造林，也适用于发电。许多国家的未来目标包括生产清洁能源。海洋热能是众多可持续能源来源之一。

由于浮式OTEC发电厂不需要任何煤炭、天然气或其他化石燃料来运行，因此能源是在海上生产的。OTEC现在被认为是未来最有前途的发电技术之一。

4. 低维护

我们中的许多人会想要购买一种维护需求很少或没有维护，并且经久耐用的产品。海洋热能设施就具备这些特性。一旦安装完成，设备所需的维护很少。

此外，这些浮式OTEC发电厂运行所需的人员也更少，这使得它们更具成本效益。

5. 与天气无关

我们可以了解到，海洋热能发电厂位于水中。只有顶部似乎漂浮在水面上。由于这些发电厂以全天候和防飓风闻名，天气对其影响很小。

此外，由于发电厂依赖于海洋表面和深层之间的水温，我们可以将其视为一种与天气无关的可再生能源，因为它不依赖于太阳能或风能。

6. 环境友好

通常，海洋热能设施安装在远离人口稠密地区的水中。通过这样做，确保了能源工厂和该地区密集的人口不会接触到。此外，由于生产不需要使用化石燃料，因此改善了环境状况，特别是大气。因此，当我们使用海洋热能发电时，我们可以呼吸到更清洁的空气。

我们还可能发现，这可能是有益的，因为我们现在知道该发电厂可以同时吸入冷水和热水。泵还可以吸入海洋深处的冷水和营养物质。当这些营养物质被释放到表层水中时，它们可以改善水质，并为捕鱼提供区域。

海洋热能的缺点

1. 高昂的初始成本

我们可以得出结论，利用OTEC需要昂贵的设备，必须购买和安装。考虑到我们许多国家目前的生活水平很高，只有其中一些国家可能能够建造海洋热能设施。

工厂的建设也可能需要大量专业人员。在制定预算时，还必须考虑这些非常昂贵的专业服务。

2. 生产地点

我们发现，与其他海洋能源生产技术一样，有许多合适的地点可以进行这种能源利用。一些沿海国家甚至内陆国家可能会发现这是一个限制因素。

海洋热能的原理是利用温差，选择合适的水中位置对于获得最佳效果至关重要。然而，根据研究，热带地区主要是由温暖和寒冷的海水产生的温差。因此，我们许多不在该地区的国家可能无法从这种能源中获益。

3. 温差小

深层海水和表层海水之间的温差可能不大。因此，这可能导致电力效率低下。

依赖这种能源生产的小型电力公司也可能会发现它非常昂贵。我们一些使用这种能源生产方法的电力供应商可能需要同时准备“B计划”。这将作为一个备用发电系统，以确保他们在效率低下的时期仍能提供电力。

4. 对海洋生物的有害影响

海洋热能工厂的管道深入海洋的深处。因此，很明显，这些管道可能会影响海洋生物。此外，由于水泵的动力，小型水生动物可能会被吸引到管道中。

我们发现，虽然该发电厂对人类和陆地环境友好，但对水生生态系统可能并非如此。

5. 影响航行

海洋热能发电厂在水下有长而巨大的构造，尽管它看起来漂浮在海面上。大型船只可能难以绕过漂浮体圈。

大多数时候，我们发现一些可能存在海洋热能发电厂的地区也是这些船只的航行路线。因此，阻碍它们的航道或迫使船只寻找替代路线。

6. 大型涡轮机和昂贵的液体

海洋热能发电厂可能需要大型涡轮机。了解这些工厂使用大型涡轮机很重要，因为沸腾的丙烯压力很低。限制在于涡轮机的成本可能过高且令人望而却步。

我们还应该考虑丙烯的价格。对于我们的一些发电公司来说，购买用于发电厂的这种液体的成本可能很高。

结论

总的来说，海洋热能是当今新兴的相对较新的能源生产方法之一。未来，我们大多数国家可能会决定永久禁止化石燃料。因此，资源枯竭的可能性或这些化石燃料对我们大气造成的负面影响可能是这种禁令增加的原因。

有很多绿色能源可供选择，这是个好消息。海洋水的丰富使得海洋热能更加高效。然而，在权衡了这种能源的优点和缺点之后，我们可以确定它的优点是否大于缺点，以及我们的一些国家是否能够在没有严重挫折的情况下采用它。

然而，海洋热能在未来有很大的增长和安装空间。当今社会的人们正在接受绿色能源，我们的一些国家在未来几年内都有实现绿色化的目标。

由于我们不能仅仅依赖太阳能和风能，因此将对替代能源进行投资。无论如何，研究表明，海洋热能可以提供足够的电力供商业使用，从而支持一个国家的经济发展。