托福閱讀中常考背景解釋總結
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溫機,隨時都在調節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,其溫度遞減率已經變得相當的微小了。
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電,人們把這種發電方式叫做海水溫差發電。
早在本世紀20年代,科學家們就開始著手研究試驗海水溫差發電的方法。1926年,法國物理學家G·克勞德進行了海水溫差發電的小型試驗。他在燒瓶A里加入28℃的溫水(這相當于海水表層的水溫);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。要是能夠使燒瓶內的真空度進一步提高,也就是使燒瓶內的壓力變得更低,那么燒瓶內的溫水就會提前沸騰而迅速蒸發。這樣,相對于燒瓶B內0℃的冰塊,就產生了以水蒸汽壓差為主的壓力差。于是,A燒瓶內蒸發的水蒸汽通過一個噴嘴噴出,推動渦輪發電機組進行發電。
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。當溫海水的溫度為27。5℃而冷海水的溫度為13℃時,其發電功率為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電潛力并沒有得到充分發揮,按計算其發電功率可達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電,在技術上是可行的。
現在的新型海水溫差發電裝置,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,借助于水蒸汽來推動汽輪發電機組進行發電。
不過通常的做法是,采用氨作為工作物質,用氨來吸收海水表層的熱量而蒸發成氨蒸氣,以推動汽輪發電機組進行發電。做完功以后的氨被送進冷凝器(由深層的冷海水進行冷凝),再通過泵將液態氨重新泵入蒸發器,同時利用表層海水使氨再次蒸發,繼續發電。
利用海水的溫差來進行發電,還可以得到一種副產品——淡水,所以說海水溫差發電還兼有海水淡化的功能。一座發電能力為10萬千瓦的海水溫差發電站,每天可分餾出378立方米的淡水,以解決工業用水及飲用之需,另一方面,由于電站抽取的.深層冷海水中富含營養鹽類,所以在海水溫差發電站的周圍,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,是進行海水溫差發電的理想場所。據專家們估計,僅北緯20°至南緯20°之間的海域,海水溫差的發電能量就足以達到26億千瓦。全世界海洋蘊藏的海水溫差能量大約能發電 600億千瓦。在我國的海域內,可供利用的海水溫差能量大約能發電1。2億千瓦。
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