Saona-szigeti óceáni hőenergia-átalakítás (OTEC): A trópusi óceán hőmérsékleti különbségeinek elektromos energiává alakítása
Bevezetés
Az óceán hatalmas mennyiségű hőenergiát tárol. A napfény felmelegíti a felső rétegeit, míg a mélyebb víz sokkal hidegebb marad. A trópusi régiókban a meleg felszíni tengervíz és a hideg mélytengeri víz közötti hőmérséklet-különbség felhasználható egy speciális típusú hőmotor működtetésére.
Ezt a technológiát Ocean Thermal Energy Conversion (OTEC) néven hívják.
Eltérően az óceán hullámainak mozgását rögzítő hullámenergia-rendszerektől, az OTEC elektromos áram hőmérsékleti gradienst állít elő. Különösen érdekes a trópusi szigetek számára, mivel az óceán viszonylag állandó forrása lehet a meleg felszíni víznek és a hideg mélyvíznek.
A Dominikai Köztársaságban található Saona-sziget érdekes helyszínt kínál a technológia megvitatásához. Egy igazi OTEC projekthez azonban részletes hőmérsékletmérésekre, batimetriás felmérésekre, környezeti felmérésekre és műszaki megvalósíthatósági tanulmányokra lenne szükség. A trópusi elhelyezkedés önmagában nem bizonyítja, hogy egy adott helyszín megfelelő.
Ez a cikk elmagyarázza az OTEC mögött meghúzódó tudományt, a fő működési ciklusokat, a szükséges berendezéseket, a lehetséges alkalmazásokat és azokat a kihívásokat, amelyeket a mérnököknek meg kell vizsgálniuk, mielőtt a Saona-sziget körüli telepítést fontolgatnának.
1. Mi az Ocean Thermal Energy Conversion?
Az óceáni hőenergia-átalakítás egy megújuló energiát használó technológia, amely a következők hőmérséklet-különbségének felhasználásával állít elő villamos energiát:
- Meleg tengervíz az óceán felszínéhez közeli, mélytengeri vízből merítve.
- C. rétegek.
A meleg víz hőt biztosít egy termodinamikai körfolyamathoz, míg a hideg víz hűtőbordaként működik.
E két hőmérsékleti szint között működik egy hőmotor. A hőenergia egy részét mechanikai munkává alakítja, ami egy elektromos generátort hajt meg.
A körülbelül 20°C-os hőmérséklet-különbséget általában az OTEC erőforrás-szűrő referenciaértékeként használják. A tényleges működési követelmények a rendszer kialakításától, a rendelkezésre álló hőmérsékletektől, a hőcserélőktől és a szivattyúzási veszteségektől függenek.
Az alapvető OTEC-folyamat a következőket tartalmazza:
- Meleg felszíni tengervíz összegyűjtése.
- Meleg víz összegyűjtése hideg mélytengeri vízbe. alacsony nyomású gőz előállítása.
- Turbina vagy más tágulási eszköz meghajtása.
- Elektromos generátor működtetése.
- Hő eltávolítása hideg tengervízzel.
- A munkaközeg visszaállítása a kezdeti állapotba.
Az Amerikai Egyesült Államok Energiainformációs Hivatala elmagyarázza a zárt és nyílt ciklusú elveket, és az elektromos áramot és a sótalan vizet lehetséges OTEC-kimenetként azonosítja.
2. Az óceán hőmérsékleti gradiense
A tengervíz hőmérséklete általában a mélységgel változik.
A trópusi óceánokban a napsugárzás felmelegíti a felszínt és az óceán felső részét. A felszíni kevert réteg alatt a hőmérséklet gyorsan csökkenhet a termoklinnak nevezett régión keresztül.
Nagyobb mélységben a víz hőmérséklete általában sokkal hidegebb, és lassabban változik a mélység függvényében.
Az OTEC-rendszerek esetében a mérnököknek ismerniük kell a javasolt melegvíz-bevételi és hidegvíz-felvételi hely közötti hőmérséklet-különbséget.
A következőképpen fejezhető ki: T>Δ> T꜀
Hol:
- ΔT = hőmérséklet-különbség.
- Tₕ = meleg víz hőmérséklete.
- T꜀ = hideg víz hőmérséklete.
Például a hideg víz hőmérséklete 2-7 fok a bevitel 5°C:
ΔT = 27 − 5 = 22°C
Ez a példa egy potenciálisan hasznos hőmérséklet-különbséget mutat be. Ez nem a Saona-szigetről származó mérés.
A hőmérsékleti gradienst tényleges oceanográfiai adatok alapján kell kiértékelni. Az évszakok változása, a mélység, az áramlatok és a tengerfenék helyi viszonyai mind befolyásolják a rendelkezésre álló erőforrást.
3. Az OTEC termodinamikai elve
Az OTEC hőmotorként működik.
A hőmotor melegebb forrásból kap energiát, ennek egy részét hasznos munkává alakítja, a maradék hőt pedig egy hidegebb nyelőbe engedi át.
Egy ideális reverzibilis hőmotor elméleti maximális hatásfoka a Carnot hatásfokból adódik: (η =p>) Tₕ)
Hol:
- η = elméleti maximális hatásfok.
- Tₕ = a forró tározó abszolút hőmérséklete Kelvinben.
- T꜀ = Konzerváló hőmérséklet/hidegben. szemléltető rendszer a következőkkel:
- Meleg víz hőmérséklete = 27°C = 300,15 K.
- Hideg víz hőmérséklete = 4°C = 277,15 K.
Ezután: - η 7 => / η 5. 300,15)
Az elméleti maximum körülbelül 7,7%.
Ez nem az OTEC üzem tényleges elektromos hatásfoka. A valódi rendszerek hőátadási veszteségeket, turbina- és generátorveszteségeket, súrlódást és jelentős szivattyúzási igényeket tapasztalnak.
A nettó hatásfok ezért jóval alacsonyabb, mint az ideális Carnot-határ. Az alacsony hatásfok az egyik oka annak, hogy az OTEC nagy hőcserélőket és jelentős tengervíz áramlást igényel.
Az IEC műszaki útmutatásai és műszaki áttekintései ezt az alapvető korlátot tárgyalják.
4. Az OTEC-rendszerek fő típusai
Az OTEC-technológiát általában három konfigurációra osztják: zárt ciklusú, nyílt ciklusú és hibrid ciklusú rendszerekre.
4.1 Zárt ciklusú OTEC
A zárt ciklusú rendszer külön munkafolyadékot használ, amely egy lezárt termodinamikai hurkon kering, ami viszonylag alacsony forráspontú folyadék lehet.
megfelelő rendszertervekben használják.
A működési folyamat a következő:
- A meleg tengervíz egy elpárologtatón halad át.
- A tengervízből a hő átadódik a munkaközegnek.
- A
- A
- Aporli>
- gőzökön keresztül párolog. turbina.
- A turbina elektromos generátort hajt meg.
- Hideg mélytengeri víz egy kondenzátoron halad át.
- A munkaközeg gőze visszacsapódik folyadékká.
- Egy szivattyú visszavezeti a folyadékot az elpárologtatóba.
A munkaközeg folyamatosan kering.
Előny:
>>>> class="tiptap-bullet-list list-disc pl-6 my-2 space-y-1"> - A munkaközeg az üzemi hőmérsékleti tartományhoz választható.
- A ciklus a bevett hőmotor-elvek mentén alakítható ki.
- Alkalmas lehet villamosenergia-központú rendszerekhez.
Fő kihívások: pl.pl. my-2 space-y-1">4.2 Nyílt ciklusú OTEC maga a nyílt víz használata
A meleg tengervíz belép egy alacsony nyomású kamrába. Megfelelően alacsony nyomáson a víz egy része elpárolog vagy gőzzé alakul, alacsonyabb hőmérsékleten, mint a légköri nyomáson.
Az alacsony nyomású gőz egy generátorhoz csatlakoztatott turbinán halad át.
Hideg mélytengeri víz, majd egy kondenzátorban lehűti a gőzt.
Mivel a kondenzált gőz az eredeti kondenzátumból leválasztható. víz.
A folyamat ezért két lehetséges kimenetet biztosíthat:
- Villamosenergia.
- Édesvíz.
A nyílt ciklusú rendszerek azonban gondos vákuumszabályozást és nagy, alacsony nyomású berendezéseket igényelnek. A gőz nagyon alacsony nyomása a turbina tervezése számára is kihívást jelent.
4.3 Hibridciklusú OTEC
A hibrid rendszerek kombinálják a nyitott és zárt ciklusú konfigurációk elemeit.
Az egyik lehetséges megoldás a meleg tengervíz gyors elpárologtatását használja gőz létrehozására. Ez a gőz átadja a hőt egy külön munkaközegnek, amely zárt körben hajtja meg a turbinát.
A tervezéstől függően a hibrid megoldások támogathatják mind az áramtermelést, mind az édesvíztermelést.
A legjobb konfiguráció a szükséges teljesítménytől, a helyi tengervíz viszonyoktól, az üzem méretétől és a mérnöki gazdaságosságtól függ.
Az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma leírja mindhárom fő ciklustípust
Az OTEC üzem fő alkotóelemei
Egy OTEC üzemhez több, egymással összefüggő mechanikai, termikus, hidraulikus és elektromos rendszerre van szükség.
Melegvíz-bevezetés
A melegvíz-bevezetés a tengervizet gyűjti össze az óceán felső részéből.
Mélységét és elhelyezkedését hőmérsékleti információs mérések és hidrodinamikus mérések segítségével kell kiválasztani
helyi vízminőség- és vízminőség-3. csőEgy nagy cső szállítja a hideg tengervizet a mély óceáni rétegekből az üzembe.
Ez az egyik legfontosabb és legnagyobb kihívást jelentő része az OTEC telepítésének.
A csövet úgy kell megtervezni, hogy ellenálljon:
- Áram- és hullámterhelés.
- Örvény által kiváltott vibráció.
- Fáradtság.
- Tengeri növekedés.
- Telepítési és karbantartási igénybevételek.
A szükséges beszívási mélység a helyi hőmérsékleti profiltól és a projekt kialakításától függ.
Cikkporpore>A zárt üzemben a3-evapa hőt ad át a meleg tengervízből a munkaközegnek.
Teljesítménye befolyásolja, hogy mennyi hőenergia kerül be a körforgásba.
Turbina vagy expander
A táguló gőz egy turbinát vagy más alkalmas tágulási eszközt hajt meg.
A mechanikai teljesítmény generátorba kerül.
A kondenzátort a munkaközegből vagy a hideg gőzből távolítsa el
Visszaállítja a gőzt folyékony állapotba, hogy a ciklus folytatódhasson.
Szivattyúk
A szivattyúk a meleg tengervizet, a hideg tengervizet és a munkaközeget mozgatják a megfelelő köreiken keresztül.
Mivel az OTEC nagy tengervíz áramlási sebességet igényel, a szivattyú energiafogyasztása jelentősen befolyásolhatja a nettó villamosenergia-termelést.
Elektromos áramfejlesztő rendszer. elektromos árammá forgatva.
Erőteljesítmény-elektronikát, védelmi berendezéseket, transzformátorokat és kábeleket használnak az elektromos áram megfelelő terhelési vagy elosztó hálózatba történő eljuttatására.
6. Miért jelent nagy mérnöki kihívást a hidegvíz-cső?
Egy hidegvíz-cső több száz méterrel is elnyúlhat a tenger felszíne alatt, és az erőforrástól és a helyszíntől függően sokkal nagyobb mélységet is elérhet.
A kialakítása nem egyszerűen a csőátmérő kiválasztásán múlik.
A mérnököknek meg kell vizsgálniuk:
Hidrosztatikus nyomás: A külső víznyomás a mélységgel nő. A csőnek ellenállnia kell az összeomlásnak, és meg kell őriznie a szerkezeti integritást.
Dinamikus terhelés: A hullámok és áramok mozgást, vibrációt és ciklikus feszültségeket okozhatnak.
Cső anyaga: Az anyagoknak alkalmasnak kell lenniük a tengervíznek való kitettségre, a hosszú távú terhelésre és a szükséges beépítési módra.
A megfelelő csőelrendezés szükséges a rendszer fenntartásához: Pozíció.
Telepítés: Egy nagy cső mélyvízben történő kezelése, süllyesztése és csatlakoztatása speciális tengeri felszerelést igényelhet.
Ellenőrzés és javítás: A csőnek hozzáférhetőnek kell lennie a megfigyeléshez és a karbantartáshoz.
A hidegvíz-ellátó rendszer meghibásodása megszakíthatja az egész üzem működését. A hidegvíz-csövek megbízhatósága ezért központi szerepet játszik az OTEC projekt megvalósíthatóságában.
7. Hőcserélők és hőteljesítmény
A hőcserélők hőenergiát adnak át a tengervíz és a munkaközeg között.
Az OTEC-ben a rendelkezésre álló hőmérséklet-különbség viszonylag kicsi. Ez különösen fontossá teszi a hatékony hőátadást.
A gyakori mérnöki megfontolások a következők:
- Hőátadási felület.
- Hőmérséklet-különbség a hőcserélőn.
- Tengervíz áramlási sebessége.
- Munka-fluureid>Munka-fluureid. leejtés.
- Anyagkompatibilitás.
- Elszennyeződéssel szembeni ellenállás.
- Tisztítási és karbantartási követelmények.
A hőátadási sebesség egyszerűsített formában a következőképpen fejezhető ki:
Q = U × A × ΔTₘ
Hol:
Hol:
p>Hol:
Nagy hőátadási területre lehet szükség, mert az áramlatok és az egyéb rozsdiontriumok közötti hőmérsékletkülönbség korlátozott.
a tengervíz kémiai összetételétől, a tervezési nyomástól és a költségektől függően megfontolandó.A tengeri bioszennyeződés idővel csökkentheti a hőátadási teljesítményt. Ezért egy karbantartási stratégiát a kezdetektől fogva bele kell foglalni.
8. Az OTEC és a Seawater Air Conditioning
Az OTEC összekapcsolható egy másik hasznos technológiával, a Seawater Air Conditioning (SWAC) néven.
A SWAC hideg mélytengeri vizet használ hűtési erőforrásként.
Ahelyett, hogy teljes egészében a hagyományos hűtőberendezésekre hagyatkozna, az épület hűtőrendszere hőcserélőkön keresztül továbbítja a hőt a hideg tengervíz körbe.
Az alapfolyamat a következő:
- A hideg mélytengeri víz hőcserélőből egy megfelelő létesítménybe kerül átadásra . a tengervíz.
- A hűtött épületvíz kör látja el a légkondicionáló berendezéseket.
- A tengervizet egy megfelelően kialakított rendszeren keresztül ürítik ki vagy vezetik vissza.
Az SWAC nem termel áramot ugyanúgy, mint az OTEC. Közvetlenül hűtésre használja a hidegvizes erőforrást.
A trópusi szigetek létesítményeinél érdemes lehet külön vagy integrált energiaszolgáltatási lehetőségként értékelni.
Megvalósíthatósága függ a mélyvíztől való távolságtól, a magasságtól, a csőszerelési költségektől, a hűtési igénytől és a szivattyúzási követelményektől.
9. Az OTEC is tud édesvizet termelni?
Igen. A nyílt ciklusú és a kiválasztott hibrid OTEC-elrendezések sótalanított vizet állíthatnak elő.
A nyílt ciklusú rendszerben a meleg tengervizet csökkentett nyomáson párologtatják el. A keletkező vízgőz sokkal kevesebb sót tartalmaz, mint az eredeti tengervíz.
Amikor a gőz lecsapódik, az édesvizet összegyűjtik.
Ez fontos potenciális előny a szigeti alkalmazásoknál, ahol az édesvízellátás tervezési szempont lehet.
Az édesvíztermelést azonban az elektromos teljesítmény mellett kell értékelni. Az üzem víztermelési sebessége, energiaigénye, vízminősége és elosztási infrastruktúrája egyaránt számít.
Az OTEC-et nem szabad úgy leírni, mint egy sziget vízszükségletének automatikus megoldását. Teljes vízkezelési és ellátási felmérést igényelne.
10. Potenciális OTEC-kutatási alkalmazások a Saona-sziget körül
Egy trópusi helyszín megérheti az OTEC vizsgálatát, de a projektnek először meg kell állapítania, hogy a szükséges hőmérsékleti gradiens és a mélyvízi hozzáférés praktikus távolságból elérhető-e.
A kutatási program lehetséges alkalmazásai a következők:
Megújuló villamosenergia-hőmérséklet-becslés
Egy lehetséges tanulmány megvizsgálhatja-e a közeli hőmérsékleti gradienst. helyét, és hogy a várható nettó elektromos teljesítmény indokolná-e az infrastruktúrát.
Édesvíz-termelési kutatás
A nyílt ciklusú OTEC mint potenciális kombinált villamosenergia-édesvíz-technológia vizsgálható.
Tengervíz-hűtés
A mélytengeri vizes hűtést megfelelő létesítményekre lehetne értékelni, ha a szükséges hidegvizes csővezetékek és elosztórendszerek gazdaságosak
3.A tudományos vagy oktatási létesítmények kombinált energia- és hűtési koncepciója értékelhető a helyszíni feltételek és a környezetvédelmi engedélyek függvényében.
Hibrid energiarendszerek
Az OTEC tanulmányozható a fotovoltaikus napenergia-termelés és az akkumulátortárolás mellett.
A hibrid elrendezés segíthet az energiaellátás diverzifikálásában, de műszaki és gazdasági előnyeit a meglévő kutatási bizonyítékokkal kell igazolni, az OTEC nem lehetséges kutatási és erőforrás-alkalmazási adatai. vagy megerősített erőforrás Saona-sziget környékén.
11. Alkalmas-e a Karib-térség az OTEC számára?
A karibi régiót gyakran tárgyalják az OTEC erőforrás-értékelései, mivel a trópusi óceánok hőmérséklete jelentős különbséget jelenthet a felszíni és a mélyvíz között.
Az Amerika-közi Fejlesztési Bank által közzétett regionális technológiai áttekintés az OTEC működési követelményeit és erőforrás-potenciálját vizsgálja a Caribbean-szerte. A 20°C-os hőmérséklet-különbség, mint fontos szűrési feltétel, és megmagyarázza, miért fontos a partközeli mély hideg vízhez való hozzáférés a projekt gazdaságossága szempontjából.
A regionális potenciál azonban nem alapozza meg a helyi megvalósíthatóságot.
Egy Saona-szigeti projekt esetében a kutatóknak meg kell vizsgálniuk:
- év.
- Hőmérsékletprofilok különböző mélységekben.
- Távolság a parttól a szükséges hidegvíz-bevételi mélységig.
- Tengerfenék lejtése és mélységmérő követelményeknek.
A mélyvíztől való távolság ugyanolyan fontos lehet, mint a hőmérséklet-különbség. Egy hely hasznos termikus gradienssel rendelkezhet, de még mindig gazdaságtalan, ha a hidegvíz-csőnek rendkívül hosszúnak kell lennie, vagy nehéz beszerelni.
12. Az OTEC környezeti hatásai
Az OTEC tengervizet használ, nem pedig fosszilis tüzelőanyagokat éget el energiaátalakítási folyamata során. Mindazonáltal a nagy létesítmények hatással lehetnek a tengeri környezetre.
Mélyvízi kibocsátás
A felszínre kerülő hideg víz hőmérséklete, tápanyag-koncentrációja és oldott gáztartalma eltérhet a felszíni víztől.
Nem megfelelő mélységben vagy helyen történő kibocsátása megváltoztathatja a helyi vízviszonyokat.
Tápanyag-újraeloszlás a tenger felszínén3 magasabb koncentrációt tartalmazhat
. víz.
A kibocsátás befolyásolhatja a helyi biológiai termelékenységet. A hatás a kibocsátás térfogatától, kémiájától, mélységétől és keveredésétől függ.
Tengeri élőlények
A szívórendszerek magukkal ragadhatják vagy megüthetik a tengeri élőlényeket, ha a szűrés és a beszívás tervezése nem megfelelő.
A tengerfenék zavarása
A csővezetékek, horgonyok és tengeri alapok megzavarhatják a tengerfenéket az építés és karbantartás során.
A vegyi és a munkafolyadék-rendszerek működési kockázatai megkövetelikHőhatások és vízminőségi hatások
A meleg és hideg vízfolyások együttes kibocsátását gondosan meg kell tervezni és értékelni.
A lehetséges hatások értékeléséhez környezeti modellezést és terepi monitorozást kell használni a projekt jóváhagyása előtt.
A PNNL jelentés kiemeli a Tethys mélyvízi környezeti hatások megértését és a mélyvízi környezeti hatások megértését. eljegyzés.
13. Az OTEC gazdasági kihívásai
Az OTEC potenciálisan állandó megújuló energiaforrást tud biztosítani megfelelő trópusi helyeken, de a technológia jelentős infrastrukturális követelményeket támaszt.
A fő költségelemek a következők:
- Offlihóre>építés beszívó csővezetékek.
- Hőcserélők.
- Turbinák és generátorok.
- Szivattyúk és elektromos berendezések.
- Tengeri szerelőhajók.
- Kikötési és alapozási rendszerek.
- Korrózióvédelem.
- Tengeri karbantartás.
- Környezet- és vízfelügyelet . elosztás.
Az alacsony termodinamikai hatásfok azt jelenti, hogy nagy mennyiségű tengervizet kell mozgatni a hasznos elektromos teljesítmény előállításához.
A szivattyúzás a bruttó termelés jelentős részét fogyaszthatja. Ezért a mérnököknek a nettó teljesítményt kell kiszámítaniuk, nem csak a turbina által termelt villamos energiát.
Egy projektnek reálisan fel kell mérnie a berendezések élettartamát, a karbantartási hozzáférést, a csereköltségeket és a villamosenergia-igényt.
Saona szigetén az OTEC-et össze kell hasonlítani a napenergiával, az akkumulátor tárolásával, az egyéb megújuló energiaforrásokkal és a meglévő villamosenergia-elrendezésekkel, mielőtt bármilyen befektetési döntést hoznak.
14. Javasolt OTEC megvalósíthatósági tanulmány a Saona-szigetre
Egy felelős tanulmány nyolc szakaszra osztható.
1. szakasz – Óceánhőmérséklet-kutatás
Megbízható hőmérsékleti profilok gyűjtése a felszíntől a szükséges mélyvízi tartományig. Tekintse át a szezonális és hosszabb távú eltéréseket.
2. szakasz – Batimetriás vizsgálat
Használjon mérvadó batimetriai adatokat és szükség esetén új vízrajzi felméréseket annak meghatározására, hogy a tengerfenék milyen gyorsan éri el a megfelelő mélységet.
3. szakasz – A helyszín szűrése
Azonosítsa a lehetséges helyeket a hőmérséklet-különbség, a mélyvíztől való távolság, a tengerfenék állapota, a környezeti érzékenység és a hozzáférés figyelembevételével.
4. szakasz – Elméleti rendszerválasztás
Hasonlítsa össze a zárt ciklusú, nyílt ciklusú és hibrid ciklusú konfigurációkat a tervezett kimenetek szerint.
5. szakasz – Előzetes tervezésA hajtómű tervezése/fejlesztése. hidegvizes csővezetékek, hőcserélők, szivattyúk, turbinák, alapok és elektromos rendszerek.
6. szakasz – Energetikai és gazdasági modellezés
A bruttó és a nettó teljesítmény, a segédenergia-fogyasztás, az éves működési teljesítmény és az életciklus-költség becslése.
7. szakasz – Környezeti kibocsátás és kibocsátás értékelése
8. szakasz – Kísérleti vagy demonstrációs döntés
Csak a műszaki, környezeti és gazdasági értékelések után kell mérlegelni egy demonstrációs projektet.
Ez egy javasolt kutatási keret. Nem állítja, hogy az OTEC mérései, telepítései vagy megvalósíthatósági tanulmányai már elkészültek volna a Saona-sziget környékén.
15. Az óceáni hőenergia jövője
Az OTEC-kutatás tovább vizsgálja a következő fejlesztéseket:
- Hőcserélő teljesítménye.
- Hidegvíz-csövek anyagai és szerkezeti megbízhatósága.
- Turbinák és folyékony anyagok kiválasztása. Hatékonyság.
- Bioszennyeződés-megelőzés.
- Integrált édesvíz-termelés.
- Tengervíz-hűtés.
- Hibrid megújulóenergia-rendszerek.
- Környezetfigyelés és ürítési tervezés.
- Moduláris és kisebb léptékű alkalmazások, túlmutatva az integrált villamosenergia-termelésen.
A kutatók a mélyvízi felhasználáson túl is kiterjedtek.
az OTEC hosszú távú sikere a nettó teljesítmény javításán, a telepítési és karbantartási költségek csökkentésén, valamint a valódi tengeri környezetben való megbízható működésen múlik.Gyakran Ismételt Kérdések
1. Mi az OTEC?
Az Ocean Thermal Energy Conversion egy olyan technológia, amely a meleg felszíni tengervíz és a hideg mélytengeri víz hőmérséklet-különbségéből állít elő villamos energiát.
2. Mekkora hőmérséklet-különbségre van szükség az OTEC-hez?
Körülbelül 20°C-ot szoktak használni előzetes erőforrás-szűrési benchmarkként. A tényleges követelmények az üzem kialakításától és nettó teljesítményétől függenek.
3. Működik az OTEC éjszaka?
Igen. A napelemes fotovoltaikus rendszerekkel ellentétben az OTEC nem függ közvetlenül a napfénytől az áramtermelés pillanatában. Az óceán termikus gradiensét használja, bár a tényleges teljesítmény a változó óceánviszonyoktól és az üzem működésétől függ.
4. Mi a három fő OTEC-ciklus?
A három fő konfiguráció a zárt ciklusú, a nyílt ciklusú és a hibrid ciklusú OTEC.
5. Az OTEC előállíthat ivóvizet?
Nyílt ciklusú és egyes hibrid elrendezések sótalanított vizet állíthatnak elő. A víz minőségével, kezelésével és elosztásával még foglalkozni kell.
6. Miért van szüksége az OTEC-nek mélyvízi csőre?
A rendszernek hideg tengervízre van szüksége mélyebb óceáni rétegekből, hogy hideg tárolóként működjön a termodinamikai ciklusban.
7. Alkalmas-e az OTEC a Saona-szigetre?
Potenciális kutatási téma, de az alkalmasság nem igazolható helyi hőmérsékleti profilok, batimetria, csővezeték-útvonal-értékelés, környezeti vizsgálatok és gazdasági modellezés nélkül.
8. Mi a különbség az OTEC és a hullámenergia között?
A hullámenergia rögzíti a mozgó óceáni hullámokból származó mechanikai energiát. Az OTEC a meleg felszíni víz és a hideg mélyvíz közötti hőmérséklet-különbségből alakítja át a hőenergiát.
9. Mi az a SWAC?
A Seawater Air Conditioning hideg mélytengeri vizet használ az épületek hűtésének támogatására egy hőcserélő rendszeren keresztül. Mélytengeri infrastruktúrához kapcsolódik, de nem ugyanaz, mint az OTEC-en keresztüli villamosenergia-termelés.
Következtetés
Az óceáni hőenergia-átalakítás szokatlan módot kínál a megújuló villamos energia előállítására a trópusi felszíni víz és a hideg mélytengeri víz közötti természetes hőmérséklet-különbség felhasználásával.
Zárt ciklusú, nyílt ciklusú és hibrid hőtechnikai szerkezetei együtt mutatják be, hogyan működnek együtt a termodinamikus struktúrák és a tengeri konfigurációk. Egyes rendszerek édesvizet is biztosítanak, vagy támogatják a tengervíz alapú hűtést.
Saona Island esetében az OTEC alapos műszaki vizsgálat tárgya, nem pedig megerősített fejlesztési lehetőség. Egy hasznos megvalósíthatósági tanulmányhoz pontos óceánhőmérséklet-profilokra, részletes batimetriára, hidegvíz-csővezeték-tervezésre, nettó teljesítmény-számításokra és környezeti értékelésre van szükség.
A központi mérnöki kihívás az, hogy viszonylag kis hőmérséklet-különbségből elegendő hasznos energiát nyerjünk, miközben kezelhetőek maradnak a nagy tengervíz-szivattyúzási és infrastrukturális igények.
Az óceán hőmérsékleti gradiensének és hőmérsékleti gradiensének lehetőségét kínálja az új trópusok számára. a teljes műszaki elemzésnek meg kell határoznia, hogy ez a lehetőség praktikus-e.
Local explorer & expert guide in Birding Dominican Republic.
