术语表 · 水能与海洋能
OTEC(海洋温差能转换)
利用热带温暖表层海水与寒冷深层海水之间的温差(通常约 20–25 °C),通过热机循环发电。
OTEC 把海洋当成一块巨大的太阳能集热器。热带地区表层海水温度为 25–29°C,800–1,000 m 深处的海水只有 4–6°C。温差至少要达到约 20°C 才有实用价值。
可获得的效率从原理上就很低。温差 24 K 时的卡诺极限为:
ηCarnot = 1 − Tcold / Thot ≈ 1 − 278 / 302 ≈ 8%
实际循环的毛效率约 3–4%,而抽取大量冷水又要消耗毛出力的 20–30%。一座净出力 100 MW 的电站需要每秒数百 m³ 的冷水流量,管道直径好几米,一直伸到约 1,000 m 深处。
循环类型:
- 闭式循环:温海水把氨等工质蒸发,驱动透平,原理同有机朗肯循环/双工质循环
- 开式循环:温海水在真空下闪蒸;冷凝下来的蒸汽同时就是淡化后的淡水
- 混合式组合
示范项目规模仍然很小:Makai Ocean Engineering 在夏威夷的 100 kW 电站(2015 年)和日本久米岛电站(约 100 kW),更早还有 Keahole Point 的试验。淡水、海水空调、水产养殖等副产品能改善经济性。OTEC 的吸引力在于能为热带岛屿提供类似基荷的出力,容量系数可能超过 90%,但大口径冷水管和浮式平台的成本尚未在大规模应用中得到验证。