Konverzia oceánskej tepelnej energie na ostrove Saona (OTEC): Premena teplotných rozdielov v tropickom oceáne na elektrinu

Úvod

Oceán ukladá obrovské množstvo tepelnej energie. Slnečné svetlo ohrieva jej horné vrstvy, zatiaľ čo hlbšia voda zostáva oveľa chladnejšia. V tropických oblastiach možno teplotný rozdiel medzi teplou povrchovou morskou vodou a studenou hlbokomorskou vodou využiť na prevádzku špeciálneho typu tepelného motora.

Táto technológia sa nazýva Ocean Thermal Energy Conversion (OTEC).

Na rozdiel od systémov energie vĺn, ktoré zachytávajú pohyb vĺn oceánov, využíva OTEC na výrobu elektriny teplotný gradient. Je to zaujímavé najmä pre tropické ostrovy, pretože oceán môže poskytovať relatívne konzistentný zdroj teplej povrchovej vody a studenej hlbokej vody.

Ostrov Saona v Dominikánskej republike ponúka zaujímavé prostredie na diskusiu o tejto technológii. Skutočný projekt OTEC by si však vyžadoval podrobné merania teploty, batymetrické prieskumy, environmentálne hodnotenie a inžinierske štúdie realizovateľnosti. Tropická poloha sama osebe nedokazuje, že konkrétna lokalita je vhodná.

Tento článok vysvetľuje vedu stojacu za OTEC, jeho hlavné prevádzkové cykly, požadované vybavenie, potenciálne aplikácie a výzvy, ktoré by inžinieri museli preskúmať pred zvažovaním inštalácie okolo ostrova Saona.

1. Čo je to konverzia oceánskej termálnej energie?

Oceánská tepelná energetická konverzia je technológia obnoviteľnej energie, ktorá vyrába elektrinu pomocou teplotného rozdielu medzi:

• Teplá morská voda blízko povrchu oceánu.
• Hlbšie vrstvy oceánu poskytujú teplo.>
  • Studená voda z oceánu poskytuje morské teplo. termodynamický cyklus, zatiaľ čo studená voda funguje ako chladič.

    Tepelný stroj pracuje medzi týmito dvoma teplotnými úrovňami. Premieňa časť tepelnej energie na mechanickú prácu, ktorá poháňa elektrický generátor.

    Teplotný rozdiel približne 20 °C sa bežne používa ako predbežná referenčná hodnota OTEC na skríning zdrojov. Skutočné prevádzkové požiadavky závisia od konštrukcie systému, dostupných teplôt, tepelných výmenníkov a čerpacích strát.

    Základný proces OTEC zahŕňa:

    1. Zhromažďovanie teplej povrchovej morskej vody.
    2. Zber studenej vody z hlbokej pracovnej morskej vody alebo produkovanie teplej morskej vody
    3. . nízkotlaková para.
    4. Pohon turbíny alebo iného expanzného zariadenia.
    5. Prevádzka elektrického generátora.
    6. Odvádzanie tepla pomocou studenej morskej vody.
    7. Vrátenie pracovnej tekutiny do pôvodného stavu.

    Americký úrad pre energetické informácie vysvetľuje princípy uzavretého a otvoreného cyklu a označuje elektrinu a odsolenú vodu za možné výstupy OTEC.

    2. Teplotný gradient oceánu

    Teplota morskej vody sa vo všeobecnosti mení s hĺbkou.

    V tropických oceánoch slnečné žiarenie ohrieva povrch a hornú časť oceánu. Pod povrchovou zmiešanou vrstvou môžu teploty rýchlo klesať cez oblasť nazývanú termoklin.

    Vo väčších hĺbkach sú teploty vody zvyčajne oveľa chladnejšie a menia sa pomalšie s hĺbkou.

    V prípade systému OTEC musia inžinieri poznať teplotný rozdiel medzi navrhovaným miestom nasávania teplej vody a miestami na odber studenej vody.

    Môže byť vyjadrený ako:

    Ε−Ε−Δ = Tₕ Δ T꜀

    Kde:

    • ΔT = teplotný rozdiel.
    • Tₕ = teplota teplej vody.
    • T꜀ = teplota studenej vody.

    je príjem teplej vody pri 2-7, napr. 5 °C:

    ΔT = 27 − 5 = 22 °C

    Tento príklad ilustruje potenciálne užitočný teplotný rozdiel. Nie je to meranie z ostrova Saona.

    Teplotný gradient sa musí vyhodnotiť pomocou skutočných oceánografických údajov. Sezónne variácie, hĺbka, prúdy a miestne podmienky morského dna ovplyvňujú dostupné zdroje.

    3. Termodynamický princíp za OTEC

    OTEC funguje ako tepelný stroj.

    Tepelný stroj prijíma energiu z teplejšieho zdroja, časť tejto energie premieňa na užitočnú prácu a zvyšné teplo uvoľňuje do chladnejšej výlevky.

    Teoretická maximálna účinnosť ideálneho reverzibilného tepelného motora je daná Carnotovou účinnosťou:

    <1strong> (T) Tₕ)

    Kde:

    • η = teoretická maximálna účinnosť.
    • Tₕ = absolútna teplota horúceho rezervoára v Kelvinoch.
    • T꜀ = absolútna teplota studeného systému v Kelvinoch<. class="tiptap-bullet-list list-disc pl-6 my-2 space-y-1">
    • Teplota teplej vody = 27°C = 300,15 K.
    • Teplota studenej vody = 4°C = 277,15 K.

    Potom:

    η = 1,−1 300,15)

    Teoretické maximum je približne 7,7 %.

    Toto nie je skutočná elektrická účinnosť zariadenia OTEC. Skutočné systémy zažívajú straty pri prenose tepla, straty v turbíne a generátore, trenie a značné požiadavky na čerpanie.

    Čistá účinnosť je preto oveľa nižšia ako ideálny Carnotov limit. Nízka účinnosť je jedným z dôvodov, prečo OTEC vyžaduje veľké výmenníky tepla a značný prietok morskej vody.

    Technické usmernenia IEC a technické recenzie diskutujú o tomto základnom obmedzení.

    4. Hlavné typy systémov OTEC

    Technológia OTEC sa bežne delí na tri konfigurácie: systémy s uzavretým cyklom, s otvoreným cyklom a systémy s hybridným cyklom.

    4.1 OTEC s uzavretým cyklom

    Systém s uzavretým cyklom používa samostatnú pracovnú tekutinu, ktorá cirkuluje cez uzavretú termodynamickú slučku.

    Vo vhodnom systéme môže byť použitá kvapalina, napríklad s relatívne nízkym bodom varu. designs.

    Prevádzkový proces je:

    1. Teplá morská voda prechádza výparníkom.
    2. Teplo sa prenáša z morskej vody do pracovnej tekutiny.
    3. Pracovná tekutina sa vyparuje. cez turbíny> cez turbíny. elektrický generátor.
    4. Studená hlboká morská voda prechádza cez kondenzátor.
    5. Para pracovnej tekutiny kondenzuje späť na kvapalinu.
    6. Čerpadlo vracia kvapalinu do výparníka.

    Pracovná tekutina cirkuluje nepretržite.

    Hlavné výhody:

  • Pracovnú kvapalinu je možné zvoliť pre rozsah prevádzkových teplôt.
  • Cyklus môže byť navrhnutý na základe zavedených princípov tepelného motora.
  • Môže byť vhodný pre systémy zamerané na elektrinu.

  Hlavné výzvy:

  • Elektrina.
  • Sladká voda.

  Systémy s otvoreným cyklom však vyžadujú starostlivé ovládanie vákua a veľké nízkotlakové zariadenia. Veľmi nízky tlak pary tiež vytvára výzvy pre dizajn turbíny.

  4.3 Hybrid-Cycle OTEC

  Hybridné systémy kombinujú prvky konfigurácií s otvoreným a uzavretým cyklom.

  Jedno možné usporiadanie využíva rýchle odparovanie teplej morskej vody na vytvorenie pary. Táto para prenáša teplo do samostatnej pracovnej tekutiny, ktorá poháňa turbínu v uzavretej slučke.

  V závislosti od konštrukcie môžu hybridné zariadenia podporovať výrobu elektriny aj sladkej vody.

  Najlepšia konfigurácia závisí od požadovaných výstupov, miestnych podmienok morskej vody, veľkosti závodu a inžinierskej ekonomiky.

  Americké ministerstvo energetiky popisuje všetky tri hlavné typy cyklu OTEC.>2. Hlavné komponenty závodu OTEC

  Zariadenie OTEC vyžaduje niekoľko vzájomne prepojených mechanických, tepelných, hydraulických a elektrických systémov.

  Prívod teplej vody

  Odtok teplej vody zhromažďuje morskú vodu z hornej časti oceánu.

  Jeho hĺbka a umiestnenie by sa mali zvoliť pomocou meraní teploty, informácií o kvalite vody a miestnych hydrodynamických podmienok. morská voda z hlbokých vrstiev oceánu do elektrárne.

  Toto je jedna z najdôležitejších a najnáročnejších častí inštalácie OTEC.

  Potrubie musí byť navrhnuté tak, aby odolalo:

  • Vonkajšiemu tlaku vody.
  • Jeho vlastnému zaťaženiu
  • Vlnenému prúdu
  • Vlnenému prúdu.
  • vibrácie.
  • Únava.
  • Rast mora.
  • Namáhanie pri inštalácii a údržbe.

  Požadovaná hĺbka nasávania závisí od miestneho teplotného profilu a návrhu projektu.

  Výparník

  V zariadení s uzavretým cyklom výparník prenáša teplo z teplej morskej vody do pracovnej tekutiny.

  Toto množstvo odovzdá pracovnej kvapaline. cyklus.

  Turbína alebo expandér

  Expandujúca para poháňa turbínu alebo iné vhodné expanzné zariadenie.

  Mechanický výkon sa prenáša do generátora.

  Kondenzátor

  Kondenzátor odoberá teplo pracovnej kvapaline alebo pare pomocou studenej morskej vody.

  Uvádza, že para sa môže vrátiť späť do kvapaliny. pokračovať.

  Čerpadlá

  Čerpadlá dodávajú teplú morskú vodu, studenú morskú vodu a pracovnú tekutinu prostredníctvom svojich príslušných okruhov.

  Keďže OTEC vyžaduje veľké prietoky morskej vody, spotreba energie čerpadla môže výrazne ovplyvniť čistú produkciu elektriny.

  Elektrický generátor a napájací systém

  Generátor potom premení mechanickú ochranu a elektrický kábel na elektrickú energiu. na dodávku elektriny do vhodnej záťaže alebo distribučnej siete.

  6. Prečo je potrubie studenej vody hlavnou inžinierskou výzvou

  Potrubie studenej vody môže siahať stovky metrov pod hladinu mora a môže dosiahnuť oveľa väčšiu hĺbku v závislosti od zdroja a lokality.

  Jeho dizajn nie je len záležitosťou výberu priemeru potrubia.

  Inžinieri musia preskúmať:

  Hydrostatický tlak: Vonkajší tlak vody sa zvyšuje s hĺbkou. Potrubie musí odolávať zrúteniu a udržiavať štrukturálnu integritu.

  Dynamické zaťaženie: Vlny a prúdy môžu spôsobiť pohyb, vibrácie a cyklické namáhanie.

  Materiál potrubia: Materiály musia byť vhodné pre vystavenie morskej vode, dlhodobé zaťaženie a požadovaný spôsob inštalácie.

  Ukotvenie a podopretie: Potrubie na mori si vyžaduje vhodné usporiadanie. pozícia.

  Inštalácia: Manipulácia, spúšťanie a pripojenie veľkého potrubia v hlbokej vode môže vyžadovať špecializované námorné vybavenie.

  Kontrola a oprava: Potrubie musí byť prístupné na monitorovanie a údržbu.

  Zlyhanie v systéme dodávky studenej vody môže prerušiť celé zariadenie. Spoľahlivosť potrubia studenej vody je preto ústredným prvkom realizovateľnosti projektu OTEC.

  7. Výmenníky tepla a tepelný výkon

  Výmenníky tepla prenášajú tepelnú energiu medzi morskou vodou a pracovnou tekutinou.

  V systéme OTEC je dostupný teplotný rozdiel relatívne malý. Efektívny prenos tepla je preto obzvlášť dôležitý.

  Bežné technické hľadiská zahŕňajú:

  • Plocha na prenos tepla.
  • Rozdiel teplôt vo výmenníku.
  • Rýchlosť prietoku morskej vody.
  • Pracovná-liid>
  • Pracovná-liid> drop.
  • Materiálová kompatibilita.
  • Odolnosť voči znečisteniu.
  • Požiadavky na čistenie a údržbu.

  Rýchlosť prenosu tepla môže byť vyjadrená v zjednodušenej forme ako:

  Q = U × A × ΔTₘ

  Kde: 2-dislet pl-tip myl-p>

  Kde: space-y-1">

• Q = rýchlosť prestupu tepla.
• U = celkový koeficient prestupu tepla.
• A = povrchová plocha prestupu tepla.
• ΔTₘ = vhodný stredný teplotný rozdiel.

Môže byť potrebná veľká plocha prestupu tepla, pretože teplotný rozdiel medzi prúdmi je obmedzený.

môžu byť považované za iné materiály odolné voči korózii, ako sú titán a materiály odolné voči korózii. chémia morskej vody, konštrukčný tlak a náklady.

Biologické znečistenie mora môže časom znížiť výkon prenosu tepla. Stratégia údržby musí byť preto zahrnutá od začiatku.

8. OTEC a morská klimatizácia

OTEC je možné prepojiť s ďalšou užitočnou technológiou známou ako morská klimatizácia (SWAC).

SWAC využíva studenú hlbokú morskú vodu ako zdroj chladenia.

Namiesto toho, aby sa chladiaci systém budovy úplne spoliehal na konvenčné chladiace zariadenia, prenáša teplo do studeného okruhu s morskou vodou prostredníctvom výmenníkov tepla.

Základný proces je:

1. Chladená morská voda z hĺbkového výmenníka tepla sa dopravuje do vhodného chladiaceho okruhu budovy
A. morská voda.
2. Chladený okruh budovy a vody zásobuje klimatizačné zariadenia.
3. Morská voda sa vypúšťa alebo vracia prostredníctvom vhodne navrhnutého systému.

SWAC nevyrába elektrinu rovnakým spôsobom ako OTEC. Využíva zdroj studenej vody priamo na chladenie.

V prípade zariadení na tropických ostrovoch sa môže oplatí hodnotiť ako samostatnú alebo integrovanú možnosť energetických služieb.

Jeho uskutočniteľnosť závisí od vzdialenosti od hlbokej vody, nadmorskej výšky, nákladov na inštaláciu potrubia, dopytu po chladení a požiadaviek na čerpanie.

9. Môže OTEC vyrábať aj sladkú vodu?

Áno. Otvorený cyklus a vybrané hybridné zariadenia OTEC môžu produkovať odsolenú vodu.

V systéme s otvoreným cyklom sa teplá morská voda odparuje za zníženého tlaku. Výsledná vodná para obsahuje oveľa menej soli ako pôvodná morská voda.

Keď para kondenzuje, zbiera sa sladká voda.

Toto je dôležitý potenciálny prínos pre ostrovné aplikácie, kde môže byť zásobovanie sladkou vodou problémom pri plánovaní.

Produkcia sladkej vody sa však musí posudzovať popri elektrickom výkone. Rýchlosť výroby vody v závode, energetické požiadavky, kvalita vody a distribučná infraštruktúra – to všetko je dôležité.

OTEC by sa nemal označovať ako automatické riešenie potreby vody na ostrove. Vyžadovalo by si to úplné posúdenie úpravy vody a dodávky.

10. Potenciálne výskumné aplikácie OTEC v okolí ostrova Saona

Tropické miesto môže spôsobiť, že OTEC stojí za preskúmanie, ale projekt musí najprv zistiť, či je požadovaný teplotný gradient a prístup do hlbokej vody dostupný v praktickej vzdialenosti.

Potenciálne aplikácie pre výskumný program zahŕňajú:

Posúdenie obnoviteľnej elektriny

Štúdia by mohla zistiť, či by vhodné miesto na odber elektrickej energie odôvodňovalo možný čistý teplotný gradient v blízkosti oceánu. infraštruktúra.

Výskum výroby sladkej vody

OTEC s otvoreným cyklom by sa mohol preskúmať ako potenciálna technológia kombinovanej elektriny a sladkej vody.

Chladenie morskou vodou

Chladenie hlbokej morskej vody by sa mohlo hodnotiť ako vhodné zariadenia, ak sú požadované potrubia a rozvody studenej vody ekonomicky praktické.

Zariadenia na výskum v mori.

Koncept kombinovanej energie a chladenia by sa mohol posudzovať pre vedecké alebo vzdelávacie zariadenia v závislosti od podmienok na mieste a environmentálnych schválení.

Hybridné energetické systémy

OTEC je možné študovať popri solárnej fotovoltaickej výrobe a skladovaní batérií.

Hybridné usporiadanie by mohlo pomôcť diverzifikovať dodávky energie, ale jeho technické a ekonomické výhody musia byť preukázané pomocou údajov o dopyte a zdrojoch, ktoré sú potvrdené o existujúcich zariadeniach a zdrojoch.

Ostrov Saona.

11. Je Karibik vhodný pre OTEC?

Karibská oblasť je často diskutovaná v hodnotení zdrojov OTEC, pretože teploty tropického oceánu môžu poskytnúť podstatný rozdiel medzi povrchovou a hlbokou vodou.

Regionálny technologický prehľad publikovaný Inter-American Development Bank skúma prevádzkové požiadavky OTEC a potenciál zdrojov v Karibiku.

Prehľad identifikuje približný rozdiel teplôt 20 °C ako dôležitý rozdiel v prístupe k studenej vode. Blízkosť pobrežia je dôležitá pre ekonomiku projektu.

Regionálny potenciál však nezaručuje miestnu realizovateľnosť.

V prípade projektu na ostrove Saona by výskumníci museli preskúmať:

• Povrchová teplota počas celého roka.
Požadované profily teplôt od li>
• Sklon morského dna a batymetria.
• Pobrežné prúdové a vlnové podmienky.
• Obmedzenia trasy a inštalácie potrubia.
• Požiadavka na elektrickú energiu a možnosti pripojenia.
• Požiadavky na životné prostredie a chránené oblasti.

Vzdialenosť od hlbokej vody môže byť rovnako dôležitá ako teplotný rozdiel. Miesto môže mať užitočný tepelný spád, ale stále je neekonomické, ak musí byť potrubie studenej vody extrémne dlhé alebo náročné na inštaláciu.

12. Environmentálne dopady OTEC

OTEC využíva morskú vodu namiesto spaľovania fosílnych palív počas procesu premeny energie. Veľké inštalácie však môžu ovplyvniť morské prostredie.

Vypúšťanie z hlbokej vody

Studená voda privedená na povrch sa môže líšiť od povrchovej vody v teplote, koncentrácii živín a rozpustených plynoch.

Vypúšťanie v nevhodnej hĺbke alebo na mieste môže zmeniť miestne vodné podmienky.

Redistribúcia živín môže obsahovať vyššiu koncentráciu určitých živín ako povrchová voda

voda.

Vypúšťanie môže ovplyvniť miestnu biologickú produktivitu. Účinok bude závisieť od objemu, chemického zloženia, hĺbky a miešania výboja.

Morské organizmy

Nasávacie systémy môžu strhávať alebo narážať na morské organizmy, ak sú tienenie a nasávanie nedostatočné.

Narušenie morského dna

Potrubie, kotvy a základy na mori môžu počas výstavby a údržby narušiť morské dno.

Riziká pri práci s chemickými látkami a pracovnými kvapalinami

ich systémy s uzavretým cyklom vyžadujú zabezpečený uzavretý cyklus tekutín. Únikom sa musí predchádzať pomocou vhodného vybavenia, monitorovania a núdzových postupov.

Tepelné vplyvy a vplyvy na kvalitu vody

Kombinované vypúšťanie teplých a studených tokov sa musí navrhnúť a starostlivo posúdiť.

Na vyhodnotenie potenciálnych vplyvov pred schválením projektu by sa malo použiť modelovanie životného prostredia a monitorovanie v teréne.

Správa o hodnotení vplyvov na životné prostredie v hĺbke komunity PNNL Tethys a význame vypúšťania vody v spoločnosti Marmar. zapojenie.

13. Ekonomické výzvy OTEC

OTEC môže poskytnúť potenciálne stabilný zdroj obnoviteľnej energie vo vhodných tropických lokalitách, ale táto technológia má značné požiadavky na infraštruktúru.

Hlavné nákladové položky zahŕňajú:

• Výstavba elektrární na mori a na pevnineLisepli. výmenníky.
• Turbíny a generátory.
• Čerpadlá a elektrické zariadenia.
• Pobrežné inštalačné plavidlá.
• Kotviace a základové systémy.
• Ochrana proti korózii.
• Údržba námorných lodí.
• Sledovanie životného prostredia.
• Prenos energie a distribúcia vody musí byť veľký.><. presunutý na výrobu užitočného elektrického výkonu.

  Čerpacia energia môže spotrebovať významnú časť hrubej výroby. Inžinieri preto musia vypočítať čistý výkon, nielen elektrinu vyrobenú turbínou.

  Projekt tiež potrebuje realistické posúdenie životnosti zariadenia, prístupu na údržbu, nákladov na výmenu a dopytu po elektrine.

  Pre ostrov Saona by sa mal OTEC pred akýmkoľvek investičným rozhodnutím porovnať so solárnou energiou, batériovým úložiskom, inými obnoviteľnými možnosťami a existujúcimi opatreniami na elektrinu.

  14. Navrhovaná štúdia uskutočniteľnosti OTEC pre ostrov Saona

  Zodpovedná štúdia by mohla byť zorganizovaná do ôsmich etáp.

  1. etapa – Výskum teploty oceánov

  Zozbierajte spoľahlivé teplotné profily od povrchu po požadovaný rozsah hlbokej vody. Preskúmajte sezónne a dlhodobé variácie.

  2. fáza – batymetrické vyšetrenie

  Použite smerodajné batymetrické údaje a v prípade potreby nové hydrografické prieskumy na určenie, ako rýchlo morské dno dosiahne vhodnú hĺbku.

  3. fáza – skríning lokality

  Identifikujte možné miesta zvážením teplotných rozdielov, vzdialenosti od hlbokej vody, podmienok morského dna, citlivosti na životné prostredie a prístupu.

  4. fáza – koncepčný výber systému

  Porovnajte konfigurácie s uzavretým cyklom, otvoreným cyklom a hybridným cyklom podľa zamýšľaných výstupov.

  5. fáza – inžiniersky návrh

  Deveve, heat water designsline, heat water designslines. čerpadlá, turbíny, základy a elektrické systémy.

  6. etapa – Energetické a ekonomické modelovanie

  Odhadnite hrubý a čistý výkon, spotrebu pomocnej energie, ročný prevádzkový výkon a náklady na životný cyklus.

  7. fáza – Environmentálne hodnotenie

  Vyhodnoťte možné účinky príjmu a vypúšťania, narušenie morského prostredia a vody, narušenie morského dna. obavy.

  Fáza 8 – Pilotné alebo demonštračné rozhodnutie

  Demonštračný projekt by sa mal zvážiť až po tom, čo technické, environmentálne a ekonomické hodnotenia podporia realizovateľnosť.

  Toto je navrhovaný výskumný rámec. Netvrdí, že OTEC merania, inštalácie alebo štúdie realizovateľnosti už boli v okolí ostrova Saona dokončené.

  15. Budúcnosť oceánskej termálnej energie

  Výskum OTEC pokračuje v skúmaní zlepšení:

  • Výkon výmenníka tepla.
  • Materiály potrubí studenej vody a štrukturálna účinnosť.
  • Výber turbíny a pracovnej kvapaliny.
  • Výber kvapalín. prevencia.
  • Integrovaná produkcia sladkej vody.
  • Chladenie morskou vodou.
  • Hybridné systémy obnoviteľnej energie.
  • Monitorovanie životného prostredia a návrh vypúšťania.
  • Modulárne aplikácie a aplikácie v menšom meradle.

  Výskumníci tiež skúmajú dlhodobé integrované využitie hlbokej morskej vody, ktorá sa bude zlepšovať aj mimo výroby elektriny. zníženie nákladov na inštaláciu a údržbu a preukázanie spoľahlivej prevádzky v skutočných morských prostrediach.

  Často kladené otázky

  1. Čo je OTEC?

  Ocean Thermal Energy Conversion je technológia, ktorá vyrába elektrickú energiu pomocou teplotného rozdielu medzi teplou povrchovou morskou vodou a studenou hlbokou morskou vodou.

  2. Aký veľký teplotný rozdiel je potrebný pre OTEC?

  Približne 20 °C sa bežne používa ako predbežná referenčná hodnota na skríning zdrojov. Skutočné požiadavky závisia od konštrukcie závodu a jeho čistého výkonu.

  3. Funguje OTEC v noci?

  Áno. Na rozdiel od solárnych fotovoltaických systémov OTEC nezávisí priamo od slnečného žiarenia v momente výroby elektriny. Využíva teplotný gradient oceánu, hoci skutočný výkon závisí od meniacich sa podmienok oceánu a prevádzky rastlín.

  4. Aké sú tri hlavné cykly OTEC?

  Tri hlavné konfigurácie sú OTEC s uzavretým cyklom, otvoreným cyklom a hybridným cyklom.

  5. Môže OTEC vyrábať pitnú vodu?

  Otvorený cyklus a niektoré hybridné zariadenia môžu produkovať odsolenú vodu. Stále je potrebné riešiť kvalitu vody, jej úpravu a distribúciu.

  6. Prečo OTEC vyžaduje hlbokú vodu?

  Systém potrebuje studenú morskú vodu z hlbších vrstiev oceánu, aby fungoval ako studená nádrž v termodynamickom cykle.

  7. Je OTEC vhodný pre ostrov Saona?

  Je to potenciálna výskumná téma, ale vhodnosť nemožno potvrdiť bez miestnych teplotných profilov, batymetrie, hodnotenia trasy potrubia, environmentálnych štúdií a ekonomického modelovania.

  8. Aký je rozdiel medzi OTEC a vlnovou energiou?

  Vlnová energia zachytáva mechanickú energiu z pohybujúcich sa vĺn oceánu. OTEC premieňa tepelnú energiu z teplotného rozdielu medzi teplou povrchovou vodou a studenou hlbokou vodou.

  9. Čo je SWAC?

  Klimatizácia s morskou vodou využíva studenú hlbokú morskú vodu na podporu chladenia budov prostredníctvom systému výmeny tepla. Súvisí s hlbokomorskou infraštruktúrou, ale nie je to isté ako výroba elektriny prostredníctvom OTEC.

  Záver

  Ocean Thermal Energy Conversion ponúka nezvyčajný spôsob výroby obnoviteľnej elektriny využitím prirodzeného teplotného rozdielu medzi tropickou povrchovou vodou a studenou hlbokou morskou vodou.

  Jeho konfigurácie s uzavretým cyklom, otvoreným cyklom a hybridné konfigurácie spolu demonštrujú, ako môžu termodynamiky a prenos tepla fungovať. Niektoré systémy môžu tiež poskytovať sladkú vodu alebo podporovať chladenie založené na morskej vode.

  Pre ostrov Saona je OTEC skôr predmetom starostlivého technického skúmania než potvrdenou príležitosťou na vývoj. Užitočná štúdia uskutočniteľnosti by si vyžadovala presné teplotné profily oceánu, podrobnú batymetriu, návrh potrubia studenej vody, výpočty sieťového výkonu a environmentálne hodnotenie.

  Ústrednou úlohou inžinierstva je získať dostatok užitočnej energie z relatívne malého teplotného rozdielu a zároveň udržať veľké čerpanie morskej vody a požiadavky na infraštruktúru zvládnuteľné.

  Teplotný gradient oceánu môže poskytnúť miestne meranie energie z obnoviteľných zdrojov a musí to byť úplná inžinierska príležitosť pre tropický ostrov. praktické.