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海洋和河流覆盖了大约 70% 的地球表面，它们接收、储存和消散大量的热能。因此，它们充当了巨大的热能储存器。跨越海洋深度的温度梯度可用于发电。它被称为海洋热能转换系统。 由于温差非常低，因此此类工厂
6 B8 q) u+ H v3 |! m9 Q) H9 d 的能量转换效率非常低，与高资本成本相关。这些工厂可以无限期地运行，它们的最佳位置是在北纬 20度和南纬20 度的热带地带。
t v |( X8 M 当太阳辐射落在海水上时，大部分太阳热吸收发生在水面以下的表面。大约 95% 的热能发生在 6 m 深度内。
+ |- [. Q5 {3 m( e1 f 由于温水比冷水更轻，因为没有设置对流并且海洋中的深水保持凉爽。 在热带地区，这种跨越海洋深度的温度梯度变得非常显着。此处海水表面的平均温度为 25 o C，在 1000 m 深度处约为 5 o C。因此，该温度梯度可用于运行与发电机
8 H8 a5 C# L3 o0 d" r 耦合的热力发动机以产生电力。 % K* f1 d& C! D' j
在这个系统中，海水的暖水层充当热源的储存器，而深处的冷水层充当散热器的储存器。
. O6 x* S2 R( Z, h2 L* X 海洋热能转换 (OTEC) 系统有两种基本类型，如下所示：
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2 s7 r7 r. f# H- q; T- m 开式循环海洋热能转换系统
# Y' w$ U0 x- O& ~) v 在这个系统
" ] _, c: ?1 x& a3 c. J 中，来自海洋表面的温水被送入除氧器。它从水中去除溶解的不凝性气体并将其送入蒸发器。 闪蒸器保持在高真空下。结果，由于节流作用产生低压蒸汽，残液被释放回深海。在下一步中，这种低压蒸汽被送入涡轮机，在那里它膨胀并使涡轮机旋转。如此产生的机械能被发电机% v+ C# ~, k& a0 j6 Z0 |. M
转换成电能。 涡轮机排出的蒸汽被释放到直接接触式热交换器中，在那里它与从海洋深处抽取的冷水混合。它冷凝排出的蒸汽并将混合物排放到海洋中。如果使用表面冷凝器代替直接接触式冷凝器，我们可以得到冷凝水作为淡化水。 $ Y& i* x5 P& Q' y
闭式循环海洋热能转换系统; D. P+ q N3 M, Z
在该系统中，由于海水的工作温度较低，因此热机采用氨、氟利昂-12、丁烷气体等低沸点工作流体。封闭式 OTEC 发电厂的示意图如图所示。 1 J4 p) V' B; O* H. F
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来自海面的温水在泵的帮助下通过热交换器循环。在热交换器中，海水的热量被氟利昂吸收，并在高压下产生氟利昂蒸气。这种蒸汽在涡轮机中膨胀以驱动它和与之耦合的发电机。来自涡轮机的氟利昂蒸气在冷水的帮助下在冷凝器中冷凝。氟利昂冷凝液再次泵入热交换器并重复整个循环。这种工厂的整体效率非常低，仅在 2% 到 3% 的范围内。
/ N0 t# G) o- T; [ k9 r8 s9 g4 q 海洋热能转换的优缺点
& R* i+ S8 ]0 S5 _0 f 好处： 它是一种清洁、无污染的可再生能源。该系统产生的电力是连续的。不同季节的产量只有很小的变化。简而言之，我们可以说，该系统与天气无关。只需对设计进行微小的改动，就可以在该系统中使用传统的发电厂。它可以同时生产海水淡化水和养分。缺点： 资金成本非常高。系统的整体效率非常低。由于蒸汽压力低，开式循环系统需要非常大尺寸的涡轮机。在闭式循环系统中，工作流体非常昂贵。每千瓦时的发电成本非常高。
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