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遼闊的海洋既是一個碩大無比的儲熱庫，它大量地吸收著太陽能；同時它又是一臺極其巨大的調(diào)溫機，隨時都在調(diào)節(jié)著海洋的表面和深層的水溫。
海水的溫度，隨著深度的增加而降低。這是因為太陽光無法透射到400米以下的深海。表層海水與500米深處海水的溫度，相差可達20℃以上。人們通常把深度每增加100米海水溫度之差稱為海水的溫度遞減率。通常是在100～200米的深度范圍內(nèi)海水的溫度遞減率最大；深度超過200米以上，其溫度遞減率顯著減小；深度達到1000米以上時，其溫度遞減率已經(jīng)變得相當(dāng)?shù)奈⑿×恕?/p>
海洋中上下層水溫的差異蘊藏著一定的能量，專家們稱之為海水溫差能，也叫做海洋熱能。而這種海水溫差能可以用來進行發(fā)電，人們把這種發(fā)電方式叫做海水溫差發(fā)電。
早在本世紀(jì)20年代，科學(xué)家們就開始著手研究試驗海水溫差發(fā)電的方法。1926年，法國物理學(xué)家G·克勞德進行了海水溫差發(fā)電的小型試驗。他在燒瓶A里加入28℃的溫水（這相當(dāng)于海水表層的水溫）；連接在另一端燒瓶B里放入冰塊，并保持0℃水溫（以代表海洋深層的水溫）。用真空泵將A燒瓶內(nèi)的空氣抽出（抽到壓力低到每平方厘米0。038）。由于液體的沸點是隨著加在液面上壓力的減小而降低的，所以在此低壓下，足以使得燒瓶中28℃的水沸騰起來。要是能夠使燒瓶內(nèi)的真空度進一步提高，也就是使燒瓶內(nèi)的壓力變得更低，那么燒瓶內(nèi)的溫水就會提前沸騰而迅速蒸發(fā)。這樣，相對于燒瓶B內(nèi)0℃的冰塊，就產(chǎn)生了以水蒸汽壓差為主的壓力差。于是，A燒瓶內(nèi)蒸發(fā)的水蒸汽通過一個噴嘴噴出，推動渦輪發(fā)電機組進行發(fā)電。
克勞德試驗成功以后，于1929年在古巴建造了一套專門進行海水溫差發(fā)電的實驗裝置。他用一根直徑2米的銅管，在距離海岸2000米處，從 650米的深海中汲取冷海水。當(dāng)溫海水的溫度為27。5℃而冷海水的溫度為13℃時，其發(fā)電功率為22千瓦。然而，他用水泵抽取冷海水時所消耗的功率卻達 80千瓦。這豈不是得不償失嗎？實際上不然，克勞德的這套實驗裝置的發(fā)電潛力并沒有得到充分發(fā)揮，按計算其發(fā)電功率可達220千瓦。但不管怎樣，克勞德的實驗表明：利用海水的溫差來進行發(fā)電，在技術(shù)上是可行的。
現(xiàn)在的新型海水溫差發(fā)電裝置，是首先把海水引入太陽能加溫池，將海水加溫到45～60℃（有的可高達90℃），然后再將溫海水引進保持真空的某一空間，讓它蒸發(fā)，借助于水蒸汽來推動汽輪發(fā)電機組進行發(fā)電。
不過通常的做法是，采用氨作為工作物質(zhì)，用氨來吸收海水表層的熱量而蒸發(fā)成氨蒸氣，以推動汽輪發(fā)電機組進行發(fā)電。做完功以后的氨被送進冷凝器（由深層的冷海水進行冷凝），再通過泵將液態(tài)氨重新泵入蒸發(fā)器，同時利用表層海水使氨再次蒸發(fā)，繼續(xù)發(fā)電。
利用海水的溫差來進行發(fā)電，還可以得到一種副產(chǎn)品——淡水，所以說海水溫差發(fā)電還兼有海水淡化的功能。一座發(fā)電能力為10萬千瓦的海水溫差發(fā)電站，每天可分餾出378立方米的淡水，以解決工業(yè)用水及飲用之需，另一方面，由于電站抽取的.深層冷海水中富含營養(yǎng)鹽類，所以在海水溫差發(fā)電站的周圍，正是浮游生物及魚類棲息的理想場所，這將有利于提高魚類的近海捕撈量。
利用海水溫差進行發(fā)電，通常要選擇海水溫差在20℃以上的海域。古巴、巴西、安哥拉、印度尼西亞以及我國南部沿海等低緯度海域，是進行海水溫差發(fā)電的理想場所。據(jù)專家們估計，僅北緯20°至南緯20°之間的海域，海水溫差的發(fā)電能量就足以達到26億千瓦。全世界海洋蘊藏的海水溫差能量大約能發(fā)電 600億千瓦。在我國的海域內(nèi)，可供利用的海水溫差能量大約能發(fā)電1。2億千瓦。
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