利用海水表層（熱源）和深層（冷源）之間的溫度差發電的電站，叫海水溫差發電站。
早在１８８１年９月，巴黎生物物理學家德·阿松瓦爾就提出利用海洋溫差發電的設想。
１９２６年１１月，法國科學院建立了一個實驗溫差發電站，證實了阿松瓦爾的設想。１９３０年，阿松瓦爾的學生克洛德在古巴附近的海中建造了一座海水溫差發電站。
１９６１年法國在西非海岸建成兩座３５００千瓦的海水溫差發電站。美國和瑞典于１９７９年在夏威夷群島上共同建成裝機容量為１０００千瓦的海水溫差發電站，美國還計劃在２１世紀初建成一座１００萬千瓦的海水溫差發電裝置，以及利用墨西哥灣暖流的熱能在東部沿海建立５００座海洋熱能發電站，發電能力達２億千瓦。
把熱能轉變成機械能必須具備三個基本條件：熱源、冷源和工質。普通熱機用水作工質，熱源加熱工質，產生蒸汽，驅動汽輪發電機發電，排出廢汽被冷凝器冷卻，凝結水送回鍋爐，繼續被加熱，循環使用。海洋熱能主要來自太陽能。世界大洋的面積浩瀚無邊，熱帶洋面也相當寬廣。海洋熱能用過后即可得到補充，很值得開發利用。海水溫差發電技術，是以海洋受太陽能加熱的表層海水（２５℃～２８℃）作高溫熱源，而以５００米～１ ０００米深處的海水（４℃～７℃）作低溫熱源，用熱機組成的熱力循環系統進行發電的技術。從高溫熱源到低溫熱源，可能獲得總溫差１５℃～２０℃左右的有效能量。最終可能獲得具有工程意義的１１℃溫差的能量。
據計算，從南緯２０度到北緯２０度的區間海洋洋面，只要把其中一半用來發電，海水水溫僅平均下降１℃，就能獲得６００億千瓦的電能，相當于目前全世界所產生的全部電能。專家們估計，單在美國的東部海岸由墨西哥灣流出的暖流中，就可獲得美國在１９８０年需用電量的７５倍。
據海洋學家估計，全世界海洋中的溫度差所能產生的能量達２０億千瓦。
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