第六章 冷暖交替蘊電能：溫差能 第一節 取之不盡的溫差能
海洋裏的無限熱能
溫差能也稱海洋熱能，它是海洋上層溫海水與深海冷水間存在溫差而蘊有的能量。海洋熱能來源於太陽能，是儲存於海水中的太陽能，因此是一種可再生能源。地球表麵70％為海洋所覆蓋，水體巨大，所包含的熱能十分龐大。據估計，海洋熱能的能量比其他各種海洋能源，如波浪能、潮汐能、海流能的總和還要多。
最早提出開發海洋熱能想法的人是法國學者雅克·德·阿鬆瓦爾時間是1881年。過了半個世紀，1930年另一位法國人克勞德在古巴馬坦薩斯灣建成一台海洋熱能發電的試驗裝置，發出22千瓦的電力，但該裝置所發出的電力還小於其自身耗電，因此不能算是一次成功的試驗。再過了將近半個世紀，直到1979年8月，人類才第一次成功地進行了海洋熱能發電的演示。該發電裝置裝在夏威夷自然能源實驗室附近海麵的海軍駁船上。該處上層海水溫度為28℃，670米深處的海水溫度為3.3℃。其發電功率為50千瓦，扣除循環自身用電後的淨輸出功率為10～15千瓦。試驗持續了六個月，這是世界上首次成功的海洋熱能發電試驗。
海洋溫差能如何形成
海洋存在著波浪、潮汐和海流等由海水運動而形成的能量。這是直觀的，易於為人理解的海洋能形式。海洋溫差能或稱海洋熱能的存在則是一般人所不容易了解的。要了解海洋熱能首先必須了解海洋中海水的溫度的分布規律。熱帶和亞熱帶的海洋，其海水溫度從海麵到海底形成了三層結構。靠近海麵這一層叫做混合層，其特點是溫度比較高，可達25％～30％，整層的溫度比較一致。混合層下麵是溫躍層，其特點是隨著深度的增加，海水溫度迅速下降。溫躍層以下就是深海冷水層了。在1000米左右的深度，海水終年保持著4℃左右的溫度。這樣，在混合層和深海冷水層之間，存在著20℃左右的溫差。有溫差就有動力。這個溫差雖小，但是海洋水體巨大，因而其能量十分巨大。這就是我們所說的海洋熱能。
海洋熱能，或叫溫差能，來自於太陽。地球的表麵71％為海洋所覆蓋。從太陽輻射到地球表麵的大部分太陽能為海洋所吸收。海洋每天從太陽得到的熱能約等於350×108噸石油燃燒的熱量。海麵所吸收的太陽輻射能60％被表麵1米厚的海水所吸收。到20米深處，太陽輻射能已完全為海水所吸收。海洋表層的海水在風浪、海流和潮汐等作用下有較明顯的垂直方向的運動，從而海麵所吸收的太陽輻射能得以向較深處傳播。這一存在著垂直方向混合運動的海水層就是上述的混合層。混合層的厚度一般可達100米，在季風區可達200米厚。海洋表麵在吸收太陽輻射的同時，也以海水蒸發、向大氣的長波輻射等形式向外散熱。混合層的吸熱和散熱處於動態平衡之中，也就是說混合層的海水溫度是相對穩定的。特別是在南北緯20°之間的熱帶和亞熱帶海域，混合層的溫度終年都在25℃以上。熱帶海區混合層的溫度可在28～30℃。太陽輻射有晝夜和季節的周期性變化，因而混合層海水的溫度也有相應的晝夜和季節的變化。由於海水的熱容量巨大，因而晝夜溫度變化幅度隻有0.5℃左右，波及的深度也很小。季節性的溫度變化可波及整個混合層，其溫度變化幅度也大一些，在低緯度海區約為2～3℃，在中緯度海區可在10℃以上。