海水温差能发电系统两种循环方式的比较研究

对混合式海水温差能发电系统的两种循环形式进行了对比分析。建立了两种OTEC发电系统的数学模型,并进行数值模拟。结果表明前者偏重于淡水的生产,后者主要用于发电。     

海水温差能发电的经济和环保效益

能源是国民经济的重要战略资源,随着世界经济和社会的发展,能源的消耗量也在快速增长。同时,由于矿物燃料的大量使用,世界的环境日益恶化,使人类面临着前所未有的环境问题。中国是世界上仅次于美国的第二能源消费大国,也是能源需求增长最快的国家之一,能源已成为制约经济社会快速发展的瓶颈。在当前日益严峻的能源和环境生态危机形式下,     

沙特的海水开发利用

沙特东濒波斯湾,西临红海,面积为2149690平方公里,人口1000多万。沙特大部分是高原,除西岸属地中海气候外,其它地区属热带沙漠气候,干燥且炎热。沙特石油资源丰富,无论是石油储量,还是石油产量和出口量,都居世界首位,且炼油、石化、纺织业等也非常发达。与丰富的石油资源相比,沙特的淡水资源却是极为短缺。为解决淡水不足问题,沙特加大力度开发海水资源,最大限度地缓解了淡水危机,促进了国民经济的稳步发展。     

三沙市温差能电站潜在站址选划分析

本文基于Nihous等人的方法利用WOA13海洋再分析资料针对三沙市所属几个重要海岛进行了温差能电站站址选划工作。研究表明南中国海温差能资源十分丰富,且功率密度的年变化很小,资源稳定性良好。综合考虑到温差能资源开发所涉及的温差、水深地形、离岸距离、环境影响以及社会经济等指标,本文在三沙市重点岛礁中优选出4个具有潜在开发价值的温差能潜在站址,并进行了详细的资源评估。结果显示:4个电站表层暖水温度介于24℃~28℃之间,年平均值为26℃,1 000 m水深冷水温度约为4℃,表层暖水与1 000 m水深处年平均温差约为22℃,冬季最低为20℃,夏季最高为26℃。温差达20℃时的水深分布情况显示,冷水可获取深度约为500~600 m,离岸距离均在10 km以内。在设计输出功率为10MW的前提下,年净输出功率均在10~19 MW之间,每年发电80GWh并输出22 000 m~3淡水。     

国内外海洋温差能发电技术最新进展及发展建议

国际社会对能源安全、生态环境保护及应对气候变化等问题日益重视,加快开发利用海洋能已成为世界沿海国家和地区的普遍共识。海洋温差能因其"可持续24 h无间歇发电、清洁无污染"等特点受到各国青睐,纷纷通过制定中长期发展路线和布局以推动海洋温差能技术发展。文中对温差能开发利用技术进展情况进行了总结归纳,对比了国外已建项目的技术特点,重点对近年来国外海洋温差能开发利用技术最新进展进行总结,对海洋温差能发展趋势及前景进行展望,并结合实际情况对我国开展海洋温差能开发利用技术提出建议。     

海洋温差能发电技术的现状与前景

对海洋温差能发电技术的基本原理、类型、系统与装置、发展历史和现状作了全面的综述。介绍了国内外海洋温差发电技术的特点、难点和近期的研究热点,指出海洋温差发电技术必须与附属产品的开发利用相结合才能有竞争力,海洋温差发电技术要达到规模产业化还有相当长的路要走。     

单工质朗肯循环海洋温差能发电系统优化研究

为了获得海洋温差下朗肯循环系统的最高净输出,对27℃温海水、5℃冷海水条件下,25～23℃蒸发温度、5～9℃冷凝温度之间各工况的朗肯循环进行了理论分析和数值模拟,得到了系统效率与蒸发温度、冷凝温度之间的变化规律,以及不同温差和换热端差下净输出、循环海水流量、换热器换热面积等因素的变化规律,结果表明随着蒸发温度的下降和冷凝温度的升高系统的效率相应的得到了提高,在一定的温差下系统有最佳的净输出。上述研究对温差能发电系统的工况选取及优化具有良好的实用性和指导意义。     

海洋热能资源及其开发利用

海洋热能是清洁的可再生能源,全球海洋中蕴藏着丰富的热能资源,开发利用潜力巨大,它有可能成为21世纪人类解决能源短缺、全球变暖和淡水缺乏等问题的有效手段.目前,许多国家都在考虑海洋温差发电的问题,其中法国、日本、美国和印度的海洋温差发电技术发展比较快,已经建成了一些海洋温差能发电站,我国正处于研究试验阶段.文章结合全球大洋可利用的海洋温差能资源,回顾了世界海洋温差发电技术的发展历史,重点介绍了法国、日本、美国和印度的发展情况,希望我国积极开展海洋温差发电技术研究.     

海水资源开发利用成套新技术

论述了海水资源开发利用对于解决我国沿海城市 (地区 )水资源紧缺问题的重要作用 ,介绍了淡化所具备的海水资源开发利用成套技术和能力 ,并前瞻了海水资源开发利用技术发展     

极地冰基浮标温差能转换技术仿真研究

为了解决北极海域海洋观测与通讯导航节点浮标的供电问题,提出利用北极海域冰面上冷空气与冰下海水之间的温差能转换为电能,为冰基浮标供电。根据北极温差的时空分布特性与冰基浮标的应用场景,提出了一种基于有机朗肯循环的冰基浮标温差能发电系统,并对其进行了建模与仿真分析。根据5 种工质的热力循环性能计算结果,确定R124 工质作为系统的循环工质。仿真结果表明：温差能发电系统在北极冬季两个月的总发电量为745 kWh,相当于3.72 t 能量密度为200 Wh/kg 的锂电池。因此,北极海域温差能转换发电系统能输出相当可观的功率与电能,显著提升冰基浮标的供能水平,提高其观测能力,延长其持续工作时间,减少破冰船对其的维护频率,从而打造冰下观测网络的关键节点,支撑北极冰下移动观测网络的构建。     

一种高效海洋温差能发电循环的性能分析

海洋温差能是一种环境友好型、可持续利用的清洁能源,但是较低的海洋温差能发电系统效率阻碍了海洋温差能发电的商业化应用。提出一种新式循环,采用氨水混合工质,以及贫氨溶液回热和中间抽汽回热方式,实现对贫氨溶液及乏汽的热量二次回收利用。基于能量守恒方程和热力学定律,通过对循环中各设备部分建模分析,构建了新循环的热力模型,并与海洋温差能发电常用循环——朗肯循环进行性能对比分析,结果表明,新循环的热效率与净输出功相比朗肯循环均有显著提高,循环热效率最高可达4.565%,相较朗肯循环提高了25.9%。15 kW等级海洋温差能发电系统中,新循环的净输出功为7.038 kW,高于朗肯循环中的5.343 kW。新循环模型的建立及由此得到的各部分性能分析结果,可为海洋温差能商业化开发提供基础数据理论支撑。     

海水灌溉大有可为

水是地球上最宝贵的资源,全球水资源总量为14亿立方公里,其中只有2.8％为淡水,且绝大部分蕴藏在南极冰原和北极冰山之中,极难开发利用。人类真正可以开发利用的淡水,仅占全球淡水储量的0.34％。我国年平均淡水资源总量2.8万亿立方米,居世界第6位;人均占有量为2470立方米,居世界第88位,是     

深层海水的用途及开发利用现状

在人类社会面临"陆地资源枯竭、环境日益恶化和人口不断增加"三大威胁的今天,向海洋要资源已成为解决沿海地区资源危机并实现可持续发展的重要途径。深层海水具有低温性、富营养性、洁净性等特点,且储量巨大,是人类未来的"蓝色资源宝库"。文章对深层海水在能源、水产、农业、医疗等领域的应用情况以及国内外深层海水资源开发利用现状进行了简要介绍和分析,以期为我国深层海水的研究与开发提供参考借鉴。     

海洋温差能系统效率研究综述

海洋温差较小造成系统效率偏低,因此,提高海洋温差能发电系统的效率显得尤为重要。影响海洋温差能系统效率的因素较多,通过对热力循环和温、冷换热系统以及透平、工质泵、温、冷海水泵等动力装置对系统效率的影响系统性地分析,研究结果表明,提高海洋温差能系统效率可采用的途径有：采用非共沸工质热力循环,减少热力循环的不可逆热损失;采用中间抽气、贫氨溶液热能梯次回收充分利用热力循环系统内的热能,采用液力透平对热力循环内的动能进行再利用;优化温、冷海水与工质热交换温差,降低温、冷海水泵的能耗;考虑透平、工质泵和温、冷海水泵的型线和构造形式对设备自身效率的影响;采用有一定保温性能和摩阻较小的有机材质管道。     

海洋温差能开发特点及其对生态环境的影响方式

根据海洋温差能转换(OTEC)工艺过程的特点,分析了海洋温差能开发对海洋生态环境的特殊影响。认为大流量吸排水形成的大尺度水团在海洋中的重新分布,致使厂址周边海水的层化结构和环流结构以及海水盐度、溶解氧和营养水平等参数发生变化,进而对海洋环境造成很大改变,形成了OTEC技术特殊的环境影响方式。还着重分析了羽状流对初级生产力的影响,以及卷载和冲击对海洋生物的影响,分析归纳了海洋温差能开发生态环境影响的关键评价因子,对下一步的研究重点提出了建议。为未来开展洋温差能开发以及全面评价海洋温差能开发造成的生态环境影响提供技术参考。     

小型温差能发电装置换热系统设计与试验

以海洋观测平台温差能供电装置为对象,开展了小型温差能换热系统研究工作。设计了一种换热系统,建立了换热管热传导仿真分析模型,并通过仿真,对换热管关键参数进行了优化。在此基础上,制作了小型温差能发电装置;对换热系统和发电装置进行了试验。试验结果表明,研制的换热系统能够在22.5℃的水环境中3 h内完成热能转换,与仿真结果一致,验证了文中设计的准确性,具有科研参考价值。     

海洋温差能发电系统仿真平台开发及应用

构建海洋温差能发电系统仿真平台,对于开展该领域的技术研究具有重要意义。本文介绍了海洋温差能发电系统仿真平台研发技术,包括仿真系统热力循环模型和海水输送模型的构建、仿真平台的技术框架、仿真系统的特点及功能等,详细介绍朗肯循环各热力学过程的仿真计算模型,并利用该仿真平台分别计算了朗肯循环下9 种不同工质在海洋温差能发电系统中的运行效率,比较了它们之间的性能差异,给出了不同装机容量下的工质流量、温海水流量、冷海水流量及蒸发器、冷凝器的热负荷计算值。该成果为海洋温差能研究提供了一个有价值的仿真试验研究平台。     

10MW海洋温差发电系统热力学分析

受专利保护和技术封锁的制约,海洋温差能发电关键技术及设备国产化问题亟待解决。以建造大型温差能发电平台为背景,通过建立朗肯循环OTEC发电系统仿真模型,对比分析R717、R13a和R600工质发电系统性能参数,探索装机规模对热效率和单位换热面积发电量的影响,为大型OTEC发电系统建造提供理论依据和技术支持。结果表明:R717系统在蒸发器和冷凝器热负荷以及工质方面均优于R134a和R600系统。相同装机功率下,R717工质的循环和系统热效率均最大。增加装机规模有助于提升系统的热效率和单位换热面积发电量。R717系统热效率最大,单位换热面积发电量在合适的范围内,是海洋温差发电系统较为理想的循环工质。     

海洋温差能时空分布变异特征定量评价方法研究

海洋温差能资源时空分布特征分析和总量估算是其开发利用及选址、设计的基础工作。本文通过研究海洋温度场的变化特征,结合信息熵理论,应用高斯分布函数,建立了一种新的海洋温差能资源评估算法,即海洋温差熵(ocean temperature differences entropy, OTDE)算法,提出了表征温差时空变异特征的海洋温差熵作为评估参数,并结合中国南海海域开展了温差在不同时间尺度和空间范围上不确定性变化的定量研究。结果表明:中国南海榆亚暗沙、黄岩岛附近海域的海洋温差时空分布较稳定、资源可预测性强,是海洋温差能开发建址的理想区域,可为今后南海温差能资源评估及电站选址提供技术参考。