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有哪些奇葩的发电方式? 第1页

  

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海洋温差发电

大家都知道,表层海水和几百米以下底层海水的温度是不同的,可以达到20度的温差。那么如何利用这仅有的20度温差来发电呢?下面是海洋温差发电的原理图。

简单地说,就是利用表层海水和底层海水的温差,来气化和冷凝低沸点的工作流体(如:氨,氟利昂等),从而推动涡轮发电机发电。

更详细信息,可以参考知友 @大浩山 的回答,他应该是我国这一领域的研究人员,强烈建议感兴趣的小伙伴阅读他的回答。

根据公开的信息,我国在这一领域的进展如下:

  1. 10千瓦海洋温差发电系统已经建成,并在2017年2月到11月间,连续无故障运行超过1000小时,发电功率7.5千瓦,验证了系统的稳定性和可靠性,标志着我国掌握了一定的海洋温差能发电系统调试运行经验[1]
  2. 今年早些时候,15千瓦温差能发电装置研究及试验项目通过验收,我国成世界第三个独立掌握温差能发电技术国家,[2]此前世界上只有美国和日本两个国家独立掌握海洋温差能发电技术。

地热能双循环发电站

地热能发电的历史不短,但地热能双循环发电站属于地热发电中较新的一支。不同于早些时候的地热蒸汽发电站,其对地热温度要求不高。原理与上面的温差发电站类似,也是通过低沸点工作流体来“吸收能量”,从而推动发电机。

显然,这一技术的成熟,非常有利于对我国中低温地热的开发和利用[3]

以我国为例,高温地热田仅约150处,多集中分布在地中海一喜马拉雅地热带一线和环太平洋地热带一线(台湾地区),而剩余广大的国土面积蕴含的地热源多属于中低温地热源。
截至2005年,全球双循环地热发电总装机容量已达685MW,占全球地热发电总装机容量的8%,共有机组192台,占全球机组总数(469台)的41%。

我国在这方面的技术虽然还有待发展,但绝没有停下脚步:

我国于70年代初至80年代中期,在全国各地陆续建成地热双循环发电实验性机组多台,对地热双循环发电做出了初步尝试,但由于地热资源(水温偏低)的限制或是技术上的不完善,这些电站陆续停产或是拆除。
93年至03年10年间,我国没有新建地热电站,地热研究普遍集中于高温地热资源,中低温地热发电技术研究处于摸索阶段。杨嘉样等人进行了可适用于地热源的低温余热发电小型设备实物化,刘齐寿、郑丹星和金红光等研究人员陆续提出一些以氨水混合物为工质、基于卡林纳循环的复合循环,并对这些循环进行了模拟计算和分析,结果显示此类循环普遍拥有较好的应用前景。

温差发电机/温差电池

这里的“温差发电”不同于上面的“海水温差发电”,是通过热电材料的“热电效应”来实现的。原理简单来说,就是通过热电材料将温差转换为电压

目前这一效应大都用于温度测量仪,可以找到的其他相关产品,只有一款“自动搅拌杯”。想必生产商还未能达到足够的技术水平,否则设计一个USB电源接口,分分钟变身“热水杯移动充”。

央视《走近科学》20180908期专门介绍这一技术。视频中,来自中科院金属研究所的邰凯平博士,向记者展示并介绍了其制作的“温差发电机”。这一技术不同于传统发电,通过热能转化机械能,再转化为电能,而是直接由热能转化为电能。我截选了视频的一部分,放在下方供知友参考。

走近科学:温差发电机 https://www.zhihu.com/video/1126356679998222336

当然,严格来讲,目前这还只是一个“节能”技术,而非“发电”技术。比如说实现火电厂冷却塔中的热能再利用;也可以和电容器,比如锂电池联用,做到随时收集能量。

想象一下,以后泡面的时候,掏出一个“温差发电泡面杯”,在泡面的同时,还能给手机充下电,再来一瓶肥宅快乐水,好生的惬意。


最后,为我国的科研人员点个赞!是他们一直以来默默无闻地,推动着我国科学技术的发展和进步。

参考

  1. ^第六届中国海洋能发展年会暨论坛 https://www.shangyexinzhi.com/Article/details/id-66117/
  2. ^我国成世界第三个独立掌握温差能发电技术国家 http://www.b2c158.org/yuancai/20190110/13551.html
  3. ^中低温地热双循环发电技术发展与应用 http://drfd.hbddrn.com/a/fdjs/1249.html

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20190626原回答:

看了一圈,好像没有提到浓差发电的,其实有点类似于高赞提到的温差发电,就是两边的东西哪怕一模一样,但是只要有能量差,比如温度,比如浓度……就都可以用来发电~

生活中特别常见的浓差电池场景就是铁丝网的锈蚀,由于网结处氧气浓度比其他部位低,所以会造成网结处吸氧腐蚀加速,也就是我们常看到铁丝网最先被腐蚀的一般都是网结处~

这个东西有一类叫盐差电池,很多人设想过这样的场景,海水盐浓度高,淡水盐浓度低,所以河流在入海口建一个电站,一边电极戳河里,一边电极戳海里,就可以直接发电了,具体的内容回头用电脑补上,手机打字不太方便~有兴趣的同学可以先搜索引擎搜搜“盐差发电


20190626晚:

沃德玛雅,真的是受宠若惊,第一次涨赞这么快,首先谢谢大家~~~

实话说,我也好几年没接触电化学的知识了,以前的书和课件都不在身边,晚上翻了半天,翻到一个研一的课件,先传上来吧~

评论区有位朋友关于我前面举的铁丝网腐蚀的例子和我争论了很久 @雨过添清 ,或许这个例子举得不是很恰当吧,不过我想表达的意思就是常理下,根据能斯特方程,应该是氧浓度越高,吸氧腐蚀越快,但是当存在氧浓度梯度的时候,各点电极电势存在差异,就会在氧浓度低的地方优先腐蚀。

然后刚又琢磨了一下,似乎氧浓差腐蚀这个和浓差电池也不太一样,浓差电池这个某度百科上面能看到,放个链接吧,我就不复制粘贴了,意义也不大~

简单来说,就是只通过电池两侧某种气体、某种溶质等等的浓度不同,就能造成不同的电极电势,连接起来就又电势差(电压),能当电池用,也就是能发出电来。而不需要两个半反应像我们平时看到的那种,是由一个完整化学反应方程拆开实现的,比如锌和铜放在硫酸里面,Zn + 2H(+)=Zn(2+) + H2,这个原电池分别是由锌单质被氧化成锌离子和氢离子被还原成氢气两个半反应组成。

当时我学这块的时候也是逐渐懵逼的状态,开头跟我说,必须氧化还原反应才能做成原电池,后来发现,随便一个什么反应就能做成原电池,后来又告诉我,没有化学反应也能做成电池……

具体到盐差发电这个,大家随便一查,应该就能查到很多信息,我也是随便一搜就看到了不少,同样,也不复制粘贴了,直接给大家放链接吧~随手bing看到的一个某度文库,大概看了一下,ppt好像还可以,没有什么硬伤~

确实是受限于精力有限,能力有限,可能就不能给这个回答贡献太多有价值的东西了,之前回答过一个关于基础物理化学的知识,后来被人啪啪打脸,搞的非常尴尬,最后为了避免误导大家,直接删了答案……感觉愧对还没得到的物理化学博士学位(难过.jpg),所以这次我就不对自己不是非常懂的东西说太多了~不过欢迎大家交流~

哦,对,突然想起来一个,算是为自己挖个坑吧,还有一个奇葩的发电方式,叫废热发电技术,大家也可以了解一下,我刚随手又搜了一下,ok,就先这样吧……


20190627晚:

调整了一下顺序,还是按时间顺序来吧~~看起来舒服点~

真心好激动,感觉自己要成知乎网红了!

20190629晚:

沃德玛雅!!!我居然被圆桌收录了,最近实在是有点忙,回头搜集点资料,再补充点吧~混迹知乎这么多年,一直都透明,第一次有了存在感


user avatar   neural_reductionism 网友的相关建议: 
      原题未说明“学习艺术”是作为一个爱好还是作为一种职业,答主们请注意区分这两种情况


  

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