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遼闊的海洋既是一個(gè)碩大無(wú)比的儲熱庫，它大量地吸收著(zhù)太陽(yáng)能；同時(shí)它又是一臺極其巨大的調溫機，隨時(shí)都在調節著(zhù)海洋的表面和深層的水溫。
海水的溫度，隨著(zhù)深度的增加而降低。這是因為太陽(yáng)光無(wú)法透射到400米以下的深海。表層海水與500米深處海水的溫度，相差可達20℃以上。人們通常把深度每增加100米海水溫度之差稱(chēng)為海水的溫度遞減率。通常是在100～200米的深度范圍內海水的溫度遞減率最大；深度超過(guò)200米以上，其溫度遞減率顯著(zhù)減��；深度達到1000米以上時(shí)，其溫度遞減率已經(jīng)變得相當的微小了。
海洋中上下層水溫的差異蘊藏著(zhù)一定的能量，專(zhuān)家們稱(chēng)之為海水溫差能，也叫做海洋熱能。而這種海水溫差能可以用來(lái)進(jìn)行發(fā)電，人們把這種發(fā)電方式叫做海水溫差發(fā)電。
早在本世紀20年代，科學(xué)家們就開(kāi)始著(zhù)手研究試驗海水溫差發(fā)電的方法。1926年，法國物理學(xué)家G·克勞德進(jìn)行了海水溫差發(fā)電的小型試驗。他在燒瓶A里加入28℃的溫水（這相當于海水表層的水溫）；連接在另一端燒瓶B里放入冰塊，并保持0℃水溫（以代表海洋深層的水溫）。用真空泵將A燒瓶?jì)鹊目諝獬槌觯ǔ榈綁毫Φ偷矫科椒嚼迕?。038）。由于液體的沸點(diǎn)是隨著(zhù)加在液面上壓力的減小而降低的，所以在此低壓下，足以使得燒瓶中28℃的水沸騰起來(lái)。要是能夠使燒瓶?jì)鹊恼婵斩冗M(jìn)一步提高，也就是使燒瓶?jì)鹊膲毫ψ兊酶�，那么燒瓶�(jì)鹊臏厮蜁?huì )提前沸騰而迅速蒸發(fā)。這樣，相對于燒瓶B內0℃的冰塊，就產(chǎn)生了以水蒸汽壓差為主的壓力差。于是，A燒瓶?jì)日舭l(fā)的水蒸汽通過(guò)一個(gè)噴嘴噴出，推動(dòng)渦輪發(fā)電機組進(jìn)行發(fā)電。
克勞德試驗成功以后，于1929年在古巴建造了一套專(zhuān)門(mén)進(jìn)行海水溫差發(fā)電的實(shí)驗裝置。他用一根直徑2米的銅管，在距離海岸2000米處，從 650米的深海中汲取冷海水。當溫海水的溫度為27。5℃而冷海水的溫度為13℃時(shí)，其發(fā)電功率為22千瓦。然而，他用水泵抽取冷海水時(shí)所消耗的功率卻達 80千瓦。這豈不是得不償失嗎？實(shí)際上不然，克勞德的這套實(shí)驗裝置的發(fā)電潛力并沒(méi)有得到充分發(fā)揮，按計算其發(fā)電功率可達220千瓦。但不管怎樣，克勞德的實(shí)驗表明：利用海水的溫差來(lái)進(jìn)行發(fā)電，在技術(shù)上是可行的。
現在的新型海水溫差發(fā)電裝置，是首先把海水引入太陽(yáng)能加溫池，將海水加溫到45～60℃（有的可高達90℃），然后再將溫海水引進(jìn)保持真空的某一空間，讓它蒸發(fā)，借助于水蒸汽來(lái)推動(dòng)汽輪發(fā)電機組進(jìn)行發(fā)電。
不過(guò)通常的做法是，采用氨作為工作物質(zhì)，用氨來(lái)吸收海水表層的熱量而蒸發(fā)成氨蒸氣，以推動(dòng)汽輪發(fā)電機組進(jìn)行發(fā)電。做完功以后的氨被送進(jìn)冷凝器（由深層的冷海水進(jìn)行冷凝），再通過(guò)泵將液態(tài)氨重新泵入蒸發(fā)器，同時(shí)利用表層海水使氨再次蒸發(fā)，繼續發(fā)電。
利用海水的溫差來(lái)進(jìn)行發(fā)電，還可以得到一種副產(chǎn)品——淡水，所以說(shuō)海水溫差發(fā)電還兼有海水淡化的功能。一座發(fā)電能力為10萬(wàn)千瓦的海水溫差發(fā)電站，每天可分餾出378立方米的淡水，以解決工業(yè)用水及飲用之需，另一方面，由于電站抽取的.深層冷海水中富含營(yíng)養鹽類(lèi)，所以在海水溫差發(fā)電站的周?chē)�，正是浮游生物及魚(yú)類(lèi)棲息的理想場(chǎng)所，這將有利于提高魚(yú)類(lèi)的近海捕撈量。
利用海水溫差進(jìn)行發(fā)電，通常要選擇海水溫差在20℃以上的海域。古巴、巴西、安哥拉、印度尼西亞以及我國南部沿海等低緯度海域，是進(jìn)行海水溫差發(fā)電的理想場(chǎng)所。據專(zhuān)家們估計，僅北緯20°至南緯20°之間的海域，海水溫差的發(fā)電能量就足以達到26億千瓦。全世界海洋蘊藏的海水溫差能量大約能發(fā)電 600億千瓦。在我國的海域內，可供利用的海水溫差能量大約能發(fā)電1。2億千瓦。
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