台灣東部地區混元型海洋溫差發電系統應用特性分析

Study and Characteristic Analysis of Hybrid Ocean Thermal Power Plant on Taiwan Eastern Area

蔡建昌(Chien-Chang Tsai)

指導教授 ： 莊嘉琛

國立臺北科技大學/機電學院/能源與冷凍空調工程系碩士班/碩士(2008年)

https://doi.org/10.6841/NTUT.2008.00125

摘要

目前在於全球氣候變化影響生態平衡和過度依賴化石燃料，使世界各國對再生能源產生高度興趣。海洋佔地球70%的面積為世界上最大型的太陽能源吸收及能源儲存系統，海洋熱能轉換是一門能源技術，其中海洋溫差能即是利用海洋深度分層的自然溫差來產生電力，海洋再生能源的使用可減少過度依賴化石燃料與環境破壞的影響。
在各種海洋再生能源中，台灣具有發展海洋溫差能的趨勢，因為台灣東部海域具有較窄的海棚、海底地形陡峻且海底較為平坦，距岸邊三、四公里處即可達到一千公尺的水深，海水溫差經年可維持在20℃以上，因此海洋溫差發電系統具有龐大的經濟效益。
本文規劃設計的混元排熱利用型海洋溫差發電系統與混元燃料電池排熱利用型海洋溫差發電系統，是利用海洋溫差發電系統連接電解膜電解器與高溫型燃料電池後，將高溫型燃料電池所產生之廢熱再做熱回收，以提高海洋溫度差，最後分別以海洋溫差發電系統的發電量與燃料電池的發電量做COP之計算，以期發展出最佳的設計規劃。

本文規劃設計的混元排熱利用型海洋溫差發電系統與混元燃料電池排熱利用型海洋溫差發電系統，是利用海洋溫差發電系統連接電解膜電解器與高溫型燃料電池後，將高溫型燃料電池所產生之廢熱再做熱回收，以提高海洋溫度差，最後分別以海洋溫差發電系統的發電量與燃料電池的發電量做COP之計算，以期發展出最佳的設計規劃。

關鍵字

混元型海洋溫差發電系統 ； 高溫型燃料電池 ； 電解膜電解器

並列摘要

The Ocean covers about 70% of the earth's surface. It’s the largest solar energy absorption and storage system in the world. Ocean thermal energy conversion（OTEC）is an energy technology for converting solar radiation heat into electricity which uses the natural temperature difference between deep and shallow waters.

　　Off Taiwan's east coast, the undersea shelf is narrow, the seabed is steep and flat in topography. The water depth can reach 1,000 meters3 or 4 kilometers off the shore. Temperature Difference maintains above 20 ℃ during the year. So the ocean temperature difference Power generation system (OTDPGS) will bring huge economic benefits.

In this paper, we design compound heat rejection OTDPGS and compound fuel cell heat rejection OTDPGS. The electrolytic membrane, the electrolysis system, and the high-temperature fuel cell are connected with the OTDPGS. Waste heat generated by high-temperature fuel cell is recovered to improve the ocean temperature difference. Finally, the COP of generating capacity of the OTDPGS and the fuel cell is calculated to get the best design.

並列關鍵字

Hybird Ocean Thermal Power Plant ； High Temperature Fuel Cell ； Polymer Electrolyte Membrane Electrolyser

參考文獻

[2] 汪建定、莊嘉琛，「生質氫能源燃料電池在海水淡化系統整合應用研究」，國立台北科技大學冷凍空調碩士學位論文，2007年7月，台北，中華民國。

[3] 高斌原、莊嘉琛，「高溫混元型燃料電池汽電共生系統CO2捕集/分離技術研究」，國立台北科技大學冷凍空調碩士學位論文，2007年7月，台北，中華民國。

[7] Robin Pelc, Rod M. Fujita, “Renewable energy from the ocean”, Marine Policy, pp.471-479, U.S.A., 2002.

[8] Dylan Tanner, “Ocean thermal energy conversion:current overview and future outlook”, Renewable Energy, pp.367-373, U.K., 1995.

[9] Chih Wu, “Specific power optimization of closed-cycle OTEC plants”, Ocean Energy, pp.307-314, U.S.A., 1990.