海洋是一个巨大的吸热体,仔细观察不难发现,地球上的海洋除了南北的极地和部分浅海外,通常不会结冰,尤其是赤道附近的海域,海水表面温度几乎是恒温的,因此在描述海洋时人们都说它是温暖的。海洋深处的海水温度却很低,它一年四季温度只有摄氏几度,无论如何,太阳也没有办法把它晒热,这与海洋上层的温水比较,大约有20℃的温差。在热力学上,凡有温度差异都可用来作功,这就是我们所要讲的海洋温差能。
大多数情况下,海洋温差是指南纬25°至北纬32°之间海域中海水深层与表层的温度差。我国位于东半球,拥有较好的海洋温差条件,尤其是台湾附近海水温差更大,能够使人们得以很好地利用。
海洋温差能的主要功能就是利用温差发电。海洋温差发电主要采用两种循环系统,一种是开式,一种是闭式。在开式循环中,表层温海水在闪蒸蒸发器中,由于闪蒸而产生蒸汽,蒸汽进入汽轮机做功后流入凝汽器,由来自海洋深层的冷海水将其冷却。在闭式循环中,来自海洋表层的温海水先在热交换器内将热量传给丙烷、氨等低沸点工质,使之蒸发,产生的蒸汽推动汽轮机做功后再由冷海水冷却。在这个循环的过程中,可以不断地将海水的温差变成电力,由此使发电成为实现。
在各种海洋能之中,海洋温差能属于海洋热能,其能量的主要来源是蕴藏在海洋中的太阳辐射能。海洋温差能具有储量巨大以及随时间变化相对稳定的特点,因此,利用海洋温差能发电有望为一些地区提供大规模的、稳定的电力。