关于盐差能发电的研究报告

库。前坝安装水轮发电机组，使河水与低水库相连，而后坝底部则安装半透膜渗流器，使低水库与海水相通。（见下图） 系统的工作过程：当河水通过水轮机流进低水库时，冲击水轮机旋转并带动发电机发电。同时，低水库的水通过半透膜流入海中，以保持低水库与河水之间的水位差。

强力渗压系统示意图

个人认为，这种发电方式优于前一种，它在利用盐差能的同时可以把河水的动能利用起来，这会大大增加发电的效益。

以上两种发电方式都用到了渗透膜，盐差导致的渗透压是很高的，这就对渗透膜提出了很高的要求，他必须具有很强的抗压能力，否则发电站无法修建，这对材料科学来说是一个很大的挑战。当然，这就加大了通过渗透压能法利用盐差能的难度。

2. 反电渗析法

反电渗析电池装置的原理如下图所示。它采用阴离子和阳离子两种交换膜，阳离子交换膜。只允许阳离子(主要是Na+离子)透过，阴离子交换膜只允许阴离子(主要是Cl-离子)通过。阳离子渗透膜和阴离子渗透膜交替放置，中间的间隔交替充以淡水和盐水。对于NaCl溶液，Na+透过阳离子交换膜向阳极流动，Cl-透过阴离子交换膜向阴极流动，阳极隔室的电中性溶液通过阳极表面的氧化作用维持，阴极隔室的电中性溶液通过阴极表面的还原反应维持，电子通过外部电路从阳极传人阴极形成电流。当回路中接入外部负载时，这个电流和电压差可以产生电能。通常为了减少电极的腐蚀，把多个电池串联起来，可以形成更高的电压。

反电渗析装置原理图

这种方法利用盐差能，其缺点也是很明显的。我们知道原电池原理用于大规模发电的技术很不成熟，要在河口修建反电渗透系统难度可想而知。

3.蒸汽压能法

关于蒸汽压能法笔者对其原理不是很明白，故根据资料作一简单介绍。

根据淡水和咸水具有不同蒸气压力的原理，水蒸发并在盐水中冷凝，利用蒸气气流使涡轮机转动。这种过程会使涡轮机的工作状态类似于开式海洋热能转换电站。这种方法所需要的机械装置的成本也与开式海洋热能转换电站几乎相等。但是，这种方法在战略上不可行是因为它消耗淡水，而海洋热能转换电站却生产淡水。

从以上资料我们已经可以看出，这三种方法的缺点都非常明显，要大规模应用，我们还有很长的路要走。

关于盐差能发电的现状，笔者也查阅了相关资料，现作一简单介绍。

世界上首个盐差能发电站已与2009年在挪威建成并投入使用，很多国家也陆续着手研究开发这种新能源。设计者计划用5年的时间，使得该发电站发出来的电力可以满足一个小镇的照明和取暖需求。这个发电站的主要目的很显然不是要解决当地的能源需求，而是对进一步开发盐差能做相关的试验和研究。

我国于1979年也开始这方面的研究，1981年发表第一篇科研论文，1985年7月14日在采用半渗透膜，研制成干涸盐湖盐差发电实验室装置，半透膜面积为14m2。试验中溶剂(淡水)向溶液(浓盐水)渗透，溶液水柱升高10m，水轮机发电机组电功率为0.9-1.2瓦。冶金建筑学院于1985年对水压塔系统进行了试验研究。上水箱高出渗透

器约10m，用30公斤干盐可以工作8—14小时，发电功率为0.9—1.2W。显然我国盐差能发电研究尚处在初期阶段。

目前世界上还没有具有实用价值的盐差发电站，整体上讲还处于试验的初级阶段，甚至如此高的开发成本到底值不值得我们投入都还存在着争议。不过笔者认为，无论如何，尝试着开发总是好的，这加深我们对新能源的认识。相信随着对能源的越来越迫切的需求和各国政府及科研力量的重视，盐差能发电的研究将越来越深入，盐差能及其它海洋能的开发利用必将出现一个崭新的局面。

后记：此报告是笔者查阅相关资料整理而成的，鉴于笔者当前的知识水平，没有能力做一些原创性的研究，只是有些地方加入了笔者自己的一些理解和思考，。