海洋温差能发电热力循环技术进展

受传统化石能源日趋枯竭和环境污染的影响,海洋能作为一种清洁可再生能源得到了广泛关注。海洋温差能作为海洋能的重要组成部分,其储量和可转化电能巨大,且发电波动小、能量密度高,积极开发海洋温差能资源对实现科技兴海战略具有重要意义。海洋温差热力循环是海洋温差能开发利用的关键技术,其循环效率的高低直接决定了海洋温差发电系统的技术和经济性。本文综述了海洋温差能发电热力循环技术研究现状,对其基本原理及形式、热力循环构架、循环工质和热力学分析方法进行了详细阐述,并对海洋温差能发电热力循环技术进行了深入分析和展望。     

华东沿海海洋温差发电系统的优化设计

海洋温差能是一种可再生的绿色能源,储藏量大,资源稳定。海洋温差发电是利用深层、表层海水的温度差,以高温海水为热源,使液态工质气化推动发电机发电,以低温海水为冷源,使气态工质液化的不断循环的过程。基于能源的可持续发展考虑,可以利用风能、太阳能等可再生能源来优化设计海洋温差发电系统。华东沿海海域有着丰富的太阳能和风能资源,利用太阳能可以提高表层海水与深层海水的温差,利用风力转化装置可以提高和调整汽轮机的转速,保证发电系统持续稳定的发电。利用太阳能、风能对海洋温差发电系统进行优化设计,不仅避免和解决了当前海洋温差发电技术上的一些难点,还扩大了应用温差能资源的海域范围。     

海洋温差能发电测试平台设计及试验研究

为了验证海洋温差能发电技术的可行性,检验关键设备工作性能并提供可靠的数据支撑,设计并建造了一套50 kW级海洋温差能发电测试平台。通过建立有机朗肯循环系统数学模型,研究了冷热源温度对系统性能的影响,同时通过平台运行试验,验证了理论设计模型的准确性并测试了典型工况下系统的运行特性。结果表明：冷热海水温差越大,系统循环热效率越高;测试平台运行结果与模拟结果吻合良好,系统瞬时最大发电功率可达43.9 kW,平均循环热效率为2.49%。     

海洋热能利用进展

海洋热能储量巨大,随时间变化相对稳定,具有广阔的开发利用前景。当前,海洋热能利用技术主要包括海洋温差能发电技术、海洋温差能制淡技术以及海水源热泵技术。发电技术要求海水温差不小于20℃,制淡技术要求海水温差不小于10℃,海水源热泵技术则在不同纬度地区、不同季节均能应用。本文重点分析了海洋温差能发电技术的3种循环方式,针对低温差导致低发电效率的问题,提出了利用太阳辐射加热温海水以提高温差和利用波浪能驱动泵以降低系统能耗两种提高发电效率的方法。     

海洋温差能发电研究现状及展望

阐述海洋温差能发电OTEC(ocean thermal energy conversion)技术的发展历程,分析国内外海洋温差能发电技术的难点和研究热点。重点介绍了闭式循环系统、开式循环系统、卡琳娜循环系统、上原循环系统、国海循环系统等典型温差能发电循环系统的工作原理及装置特点,指出了海洋温差能发电系统今后的研究热点和发展方向。     

海洋温差能发电循环系统热力学分析

对海洋温差发电朗肯循环系统进行分析,分别研究蒸发压力、氨水浓度、冷热海水温度等参数对系统热效率和?效率的影响,对比分析纯氨和二氟一氯甲烷工质系统热效率和?效率,为海洋温差能开发及商业级发电系统研建提供技术支撑。结果表明:系统热效率和?效率与密切相关,氨水浓度的影响较小;纯氨质量流量远小于二氟一氯甲烷,且其热效率和?效率均大于二氟一氯甲烷系统,是海洋温差发电系统较为理想的循环工质。     

集成多种能源的混合式海洋温差能发电系统研究

目前海洋温差能发电方式存在效率低、工程建设难度大等问题,针对这些问题提出一种海洋能综合发电系统。方案以海洋温差能发电为基础,将太阳能、风能和海流能等多种新能源发电方式融入到系统中,并对该方案的基本原理和工作过程进行分析,举例对系统能耗和产物进行了计算,从结果可看出该系统具有明显优势,可提高系统整体能源利用率。     

印度投巨资建海洋温差发电站

印度与日本合作,投资7亿日元在印度南部海域开展1000kW级海水温差发电工业性试验。 同时就近进行海水淡化和电解水制氢用于燃料电池,并为发展建设2～5万kW实用海水温差发电装置提供试验相关数据。     

印度投巨资建海洋温差发电站

印度与日本合作,投资7亿日元在印度南部海域开展1000kW级海水温差发电工业性试验。 同时就近进行海水淡化和电解水制氢用于燃料电池,并为发展建设2～5万kW实用海水温差发电装置提供试验相关数据。     

海洋能资源

经调查和估算,中国海洋能资源蕴藏量约4.31×10^8 kW。中国大陆沿岸潮汐能资源蕴藏量达1.1×10^8 kW,年发电量可达2.75×10^11 kW·h,大部分分布在浙江和福建两省,约占全国的81%。波浪能总蕴藏量为0.23×10^8 kW,主要分布在广东、福建、浙江、海南和台湾附近海域。海洋潮流能主要分布在沿海92个水道,可开发的装机容量为0.183×10^8 kW,年发电量约2.70×10^10 kW·h。中国海洋温差能按海水垂直温差大于18℃的区域估计,可开发的面积约3000 km^2,可利用的热能资源量约1.5×10^8 kW,主要分布在南海中部海域。     

小型温差能发电装置发电特性分析与试验

针对自主升降海洋观测平台的电能供给问题,设计一种小型化温差能发电装置,建立热能转换和蓄能发电仿真模型;针对南海海域温度分布情况,对装置的温差热能转换性能和发电性能进行仿真分析。在此基础上,制作小型温差能发电装置,并在北黄海冷水团进行温差换热和发电性能验证试验。试验结果表明:温差发电装置达到设计要求,热能转换系统能在高温环境(温度高于24.5℃)、低温环境(温度低于13.6℃)的条件下完成热能转换,一次热能转换中换热系统能输出约360 mL的液压油,发电机最大输出功率达298 W,发电量约为939.9 J。     

浅谈温差发电

阐述温差发电的原理,以及利用塞贝克效应进行温差发电的半导体温差发电、太阳能温差发电、同位素温差发电及原理不同的海洋温差发电;回顾国内外各类温差发电的研究进展及现状,并指出各类温差发电的应用前景。     

海洋盐差能

在海水和江河水相交汇处,还蕴含着一种鲜为人知的盐差能。据估算,地球上存在着26×108 kW可利用的盐差能,其能量甚至比温差能还要大。海洋盐差能发电的设想是1939年由美国人首先提出的。盐差能发电的原理是：当把2种浓度不同的盐溶液倒在同一容器中时,那么浓溶液中的盐类离子就会自发地向稀溶中扩散,直到两者浓度相等为止。所以,盐差能发电,     

汽车发动机尾气余热温差发电装置结构研究

半导体温差发电技术在低品位余热回收技术领域具有重要的应用价值。汽车尾气温度高,带走的热量约占发动机总量的40%,温差发电技术能直接将废热能量转化为电能回收利用。介绍温差发电装置的设计原理,结构参数对性能影响以及装置输出性能参数,并结合试验对温差发电装置的传热性能和电功率输出性能进行分析以及提出有效的改进方案。     

高温温差发电装置集热器结构数值仿真研究

设计了一种针对高温烟气的圆筒式温差发电装置,在装置中设置分流桶增强烟气侧的换热效果。利用Ansys Fluent软件对装置的温度场、速度场及排气压降进行仿真模拟,分析了不同分流桶的桶直径、端盖孔直径和分流孔直径对热电模块冷热端温度分布的影响。仿真结果表明：温差发电系统集热器通道中设置分流桶可以实现高效温差发电,分流桶端盖未开孔时装置的换热效果优于端盖开孔结构;适当减小分流孔直径或增大分流桶直径会提升热电模块的冷热端温差,分流孔直径为2 mm时的换热效果最优,分流桶直径过大会使热电模块温度分布及温差的均匀性降低;系统烟气压降会随着分流孔直径的增大或分流桶直径的减小而降低。     

日本发现黝铜矿可将热能高效转化为电能

日本北陆尖端科学技术大学最近发表公报称,该校一项研究显示,含铜和硫等常见元素的黝铜矿能将热能高效转化为电能。这一成果有望促进工厂废热利用,实现新型环保的热电发电。热电发电是指让物体产生温差,将温差产生的热流直接转变成电能的发电技术。这种发电方式由于能够有效利用废热而受到关注。     

基于CCM交错并联Boost温差发电技术的研究

温差发电是利用温差半导体材料的赛贝克效应产生电能的一种新型发电方式,Boost变换电路是其工作的核心部分。文章分析了在电感电流连续模式(CCM)下两相交错并联Boost电路的拓扑结构及其各工作状态模型,得出了交错并联Boost电路抑制纹波的理论依据。在理论分析的基础上,进一步提出了将其应用于温差发电过程中电压的控制和最大功率跟踪,并进行了相关实验分析。理论和实验证明,该电路具有电压控制精度高、纹波系数小等优点,并最终通过最大功率跟踪技术大幅提升了温差发电的效率。     

一种新型高效海洋温差能热力循环性能研究

为提高海洋温差能发电循环效率,提出一种带有2条回热支路的新型高效海洋温差能热力循环系统,基于热力学第一定律建立新循环系统数值计算模型对其进行理论数值研究。研究分析工质浓度、透平进口压力和海水温度对循环性能的影响。研究结果表明:随工质浓度的增加,循环系统热效率和系统净输出功均先增大后减小;随透平进口压力的增加,循环热效率和净输出功均呈先增后减的趋势;循环热效率随冷海水温度的升高而降低,随温海水温度的升高而升高。另外,将提出的循环系统效率与Uehara循环、Yoon循环分别在其相同工况下进行比较,结果显示该循环系统效率最高。     

基于Fluent的冷却器腔内流场的数值分析

通过对温差发电系统冷却器的物理模型进行了合理的简化处理后,应用Fluent通用软件,采用SIMPLE算法及标准k-ε湍流模型,对温差发电系统的冷却器内部的流场进行了三维数值分析。比较三种不同结构的冷却器在不同流速下的换热效果,定量结果表明加翅片冷却器在换热方面远优于未加翅片冷却器,在节能应用中有较大潜力。     

温差发电技术及其在节能领域的应用

温差发电技术是利用热电转换材料直接将热能转化为电能的发电技术,具有无运动部件、体积小、重量轻、移动方便和可靠性高等特点,是绿色环保的发电方式。随着能源与环境问题的日益突出,温差发电技术在节能领域的应用日新月异,它是合理利用太阳能、地热能、海洋温差、余热和废热等热能转换为电能的有效方式。