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海水溫差能是因深部海水與表面海水的溫度差而產生的能量，也叫做“海洋熱能”。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kW。全世界海洋蘊藏的海水溫差能量大約能發電600億kW。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kW。
首次提出利用海水溫差發電設想的，是法國物理學家阿松瓦爾。1926年，法國物理學家G•Claude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1／25大氣壓)。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。
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氨蒸汽，以推動氣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。
1930年，克勞德在古巴海濱建造了世界上第一座海水溫差發電站，獲得了10 kW的功率。1979年，美國在夏威夷的一艘海軍駁船上安裝了一座海水溫差發電試驗臺，發電功率53．6 kW。1981年，日本在南太平洋的瑙魯島建成了一座100 kW的海水溫差發電裝置，1990年又在鹿兒島建起了一座兆瓦級的同類電站。海水溫差發電涉及耐壓、絕熱、防腐材料、熱能利用效率等諸多問題，目前各國仍在積極探索中。
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kW的海水溫差發電站，每天可分餾出378 m3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。 |
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