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美国曾想在南海建立的发电系统,每小时一万度电,用之不竭

放大字体  缩小字体 发布日期:2023-02-17   来源:风电招聘   作者:风电滑环   浏览次数:163
核心提示:2013年,中国华彬集团和美国洛克希德马丁公司高调宣布将在中国南海合作建造试验性OTEC电厂,该项目设计规模10MW。可为上千户家庭供电,同时提供1000多个就业岗位。洛克希德马丁公司华彬集团不过两家公司在高调宣布之后,除了15年洛克希德到华彬集团拜访以外,相关的工作都没了后续,考虑到马丁公司是一家美国军火巨头,而南海是中国的敏感地带,海南地区也不缺乏电力。这件事情没有进展也算正常,但这也引出了一个问题——海洋温差能(OTEC)发电有何魅力?竟然促使两家公司高调对外宣布合作?海洋热能转化发电海洋热能转换简

   

2013年,中国华彬集团和美国洛克希德马丁公司高调宣布将在中国南海合作建造试验性OTEC电厂,该项目设计规模10MW。
可为上千户家庭供电,同时提供1000多个就业岗位。
洛克希德马丁公司华彬集团不过两家公司在高调宣布之后,除了15年洛克希德到华彬集团拜访以外,相关的工作都没了后续,考虑到马丁公司是一家美国军火巨头,而南海是中国的敏感地带,海南地区也不缺乏电力。
这件事情没有进展也算正常,但这也引出了一个问题——海洋温差能(OTEC)发电有何魅力?竟然促使两家公司高调对外宣布合作?海洋热能转化发电海洋热能转换简称OTEC(ocean thermal energy conversion )属于可再生能源发电。
根据的2017年报告,可再生在2015年和2016年分别占人类 19.3%和其发电 24.5%。
常见的可再生能源如下水力发电 2017年,全球可再生水电容量为1,154吉瓦。
风力发电 2018年,全球风电为564吉瓦地热能发电 2017年,全球地热发电量为12.9吉瓦太阳能发电 2017年,全球太阳能安装量为390吉瓦。
OTEC电厂目前尚在初期阶段,目前做的最好的还是日本佐贺大学负责的项目, 它的资源潜力被认为比其他海洋能源形式要大得多。
在不影响海洋热结构的情况下,OTEC可以产生高达88,000 亿千瓦 /年的电力。
由于OTEC电厂依附于自然界的能源流动,其可持续性,就像苏轼的《赤壁赋》所描述的那样"取之无禁,用之不竭,是造物者之无尽藏也"大自然的“无尽藏”假如该技术成熟,人类或许再也不用为电力担心,大家日常的电费也会大幅下降。
工作原理OTEC工作原理却并不复杂,基于一个客观事实——水深几百米的海洋比海面的温度要低上二十多度,这个温差加之温暖的水容易漂浮,因此被太阳加热的水不会趋于混合。
如果通过蒸发和冷空气等将水冷却到比其下方的水低的温度,则水将下沉并混合。
海洋热能转换(OTEC)是一种利用深冷海洋水和热带温暖地表水之间的温差来发电的过程。
OTEC工厂泵送大量深层冷海水和地表海水,以进行电源循环并发电。
OTEC的由来不要因为一项技术不成熟就以为它是新兴的,其实早在1881年,OTEC的概念就被法国物理学家达森瓦尔就提出了。
只不过直到1979年,美国在夏威夷沿海建立并运转了世界上第一座海上闭式循环OTEC电站。
2001年,印度政府与日本佐贺大学海洋能源研究中心进行技术合作,建造一艘1兆瓦的浮式闭式循环示范电站"SAGAR-SHAKTHI"。
遗憾的是,十几年过去,运行状态最良好的项目,还是2001年日本佐贺大学主导的循环示范电站。
值得一提的是,我国对于OTEC研究从1986年就开始了,但最后也由于缺乏建设和运营实验环境的经验,以及拥有了三峡水库发电站和核电站等替代方案,而一直以来没有什么进步,毕竟有那么多项目需要建设,把科研经费花在一个短期只是可选方案的项目上,还是十分"奢侈"的除此之外,原理简单的OTEC,其实并不容易,作为一个运行于海洋的大型装置,它面临许多技术难题。
技术难题1.​微生物容易附着在热交换器的表面上,从而降低了表面的传热系数,这对整个系统的经济性有很大的影响。
BergerLR等人的研究成果。
结果表明,当25-50μm的微生物附着在换热管上时,热交换率降低了40-50%。
美国阿贡国家实验室发现,每天进行1小时间歇性氯化可以有效控制生物体的附着。
但是,这种方法对环境有一定的影响,因此仍然需要寻找一种更合适的方法。
在科学家的1977年模拟换热器实验中,即使换热器工作了十周之后,尽管换热器表面很薄,但系统的热传递仍显着减少。
美国阿贡国家实验室1985年在夏威夷进行的一项实验研究证实,尽管定期清洁微生物可以清除大部分附着的微生物,但长期使用后,热交换器表面仍然存在坚硬的粘附层,无法通过简单的清洁清除。
另一项研究表明,将海橡胶与添加剂一起使用可有效去除附着在系统上的微生物,但这将导致微生物附着并更快地生长,并且清洁将越来越频繁。
2.冷水管道是OTEC技术未来发展的巨大挑战。
冷水管必须具有足够的强度,以确保30年的使用寿命。
冷水管的保温性能也较好,以免提高冷海水的温度,不影响热效率。
这些问题尚未完全解决。
3.为了实现海洋温差能量的商业规模利用并实现产业化,除了解决技术难题外,还需要考虑其他因素。
如自然条件和地理位置,仅在赤道附近一定范围内的海域内,地表海水温度在25℃以上,是否适合于海洋温差发电。
如果发电位置与负荷中心之间的距离太远,势必增加传输成本。
风速,海浪,洋流和其他影响表面温度稳定性的因素直接影响设备的整体效率。
客观缺陷1. 温差低会限制工厂效率。
就算处于热带地区,也会出现"温差淡季"2. 由于1, OTEC工厂需要一个过大且昂贵的废热去除子系统,因为废热与电输出的比率很高。
3. 由于1和2,OTEC工厂需要将其电力输出的过量部分用于废热侧泵送功率,从而进一步降低有效输出效率。
4. 如果使用碳氟化合物,那么低的工作温度可能需要有毒的,对环境有害的工作流体。
如果使用超临界二氧化碳,这可能不是问题。
5. OTEC在高腐蚀盐环境下运行,需要昂贵的建筑材料和潜在的维护成本,不适用于陆地位置。
6. OTEC在恶劣的物理环境中运行,必须为最恶劣的暴风雨条件建造地上植物的加压系统。
7. 除非裸露的表面由昂贵的铜或钛合金制成,否则海洋的生长会污染(大型)冷却系统。
结论海洋温差能与现有的生物化学能和核能相比,不能大规模商业化应用的主要原因是循环热效率低、前提投入大,设施构造于海面,会产生污染和技术挑战。
出于效益考量,短期内不会得到太好的发展。
但出于长期效益的考量,如果人类在现有的框架下没有发现更可靠的供电方式,陆地资源始终是会匮乏的。
到时候为了满足不断增加的用电需求,则海洋交换能发电可能重新披甲上阵,担起为人类发电的历史使命!

 
关键词: 风电叶片 风电塔筒
 
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