海水濃度差發電

海水濃度差發電是指由於太陽熱使地表的水分以雨水的形式反覆蒸發、凝結，導致陸地水和海水之間有3%左右的鹽分濃度差，可以利用這種化學能量實現電能的轉換。

基本介紹

• 中文名：海水濃度差發電
• 外文名：Sea water concentration difference power generation
• 一級學科：工程技術
• 二級學科：能源技術
• 原理：利用鹽分濃度差發電
• 能源轉換：化學能轉換為電能

定義

由於太陽熱使地表的水分以雨水的形式反覆蒸發、凝結，致使陸地水和海水之間有3%左右的鹽分濃度差，利用這種化學能量實現電能的轉換，即稱為海水鹽分濃度差發電。

海水濃差能

海水濃差能指由濃度差形成的化學能。海水的平均鹽含量為3.5%，與淡水相比，具有較高的濃度。在河流入海處的淡水與海水交匯的地方，會出現顯著的濃度差，這種由濃度差而產生的化學能也稱為鹽度差能。

發電方式

海水濃度差能發電有滲透壓法、滲析電池法和蒸汽壓差法等幾種不同類型.

（1）滲透壓法：利用濃度不同溶液之間的滲透壓差發電。這種方法必須通過半透膜才能實現。

（2）滲析電池法：利用不同濃度溶液之間的電位 差發電。又稱濃淡電池法。這種方法必須使用兩種不同的膜，即陰離子交換膜與陽離子交換膜才能實現。

（3）蒸汽壓差法：利用不同濃度溶液之間飽和蒸汽壓的不同來發電。

滲透壓法發電

滲透壓法能量轉換的原理是:在海河交界處，由於海水、淡水的鹽度差很大，如果採用一種特殊的半透膜（具有透水性，但溶存物質難以透過），將海水和淡水隔開，通過這個膜會產生一個壓力梯度，迫使淡水通過半透膜向海水一側滲透，使海水稀釋，直到兩側水的鹽度相等時海水側的高度將超過淡水似而該高度的水壓即稱為滲透壓濃差發電就是利用這種滲透現象，提高水位，使其發電

下面簡單介紹兩種滲透壓發電方案

1.水壓塔滲壓系統

該系統如圖1所示，主要由水壓塔、半透膜、海水泵、水輪機發電機等組成。

圖1：水壓塔滲壓系統

系統的工作流程如下：向水壓塔內充入海水，在滲透壓的作用下，淡水透過半透膜向水壓塔內滲透，提高水壓塔內的水位，當塔內水位上升到一定高度後，便從水槽溢流出來，衝擊水輪機葉片使之旋轉，並帶動同軸發電機發電。

2.“強力”滲壓系統

圖2是該系統的簡單示意圖。系統的工作流程是：先讓河水流經水電站的水輪機然後排入低于海平面約200m的水庫里水庫和海平面問的高度差由滲透壓抵消和保持按照理論，這個壓差可達240m，但是實際工作中要比濃度差的平衡力要小很多才能使淡水通過半透膜直接排入鹽水（海水）中薄膜（滲流器）必須用大量海水小斷地沖洗以將滲透過薄膜的淡水帶走並防比由於薄膜表面附近的鹽水被稀釋而產生“濃度極化”。

圖2：強力塔滲壓系統

滲析電池法

滲析電池法也稱濃淡電池法這種電池利用的是由帶電薄膜分隔的鹽濃度小同的溶液問形成的電位差在濃度為百萬分之850的淡水和海水作為膜兩側的溶液的情況卜，界面產生的電位差約為80毫伏這個電壓隨相鄰電池的鹽濃度比成對數變化如果把多個這類電池串聯起來，可以形成更高的電壓這種電池採用了兩種膜，即陰離子滲透膜和陽離子滲透膜陽離子滲透膜允許陽離子透過，陰離子滲透膜允許陰離子通過陽離子滲透膜和陰離子滲透膜交替放置，中問的問隔交替充以淡水和鹽水這樣，就可以得到串聯壓。

例如，用1000隻電池串聯可得80伏的電壓而且在這種情況下，由於只在電池組兩端才需要電極，所以電極溶解腐蝕的問題就大大減少了。這種電池的終端單元內部是海水，所以在終端電極處會產生氯氣和氫氣這兩類氣體都是有價值的，可以幫助償付設備投資。

蒸汽壓發電

利用蒸汽壓發電有一個重要優點，效率一般為4-6%，而鹽度差發電裝置則小受卡諾效率的限制，效率要高得多；而且根據有關試驗結論，蒸汽壓發電中，每平方米熱交換器表面積的功率密度約為10瓦比反電滲析的功率密度大10倍以上，且比滲析膜單位面積的價格便宜很多蒸汽壓力機械最吸引人的性能是它小需要使用滲透膜，水表面本身就起滲透膜的作用因而大多數諸如退化、價格昂貴以及水的預處理和與滲透膜有關的問題都不復存在了。