Konverzija termalne energije oceana

Izvor: Wikipedia

Konverzija termalne energije oceana (eng.: Ocean thermal energy conversion, OTEC) je postupak stvaranja električne energije uz pomoć temperaturne razlike između dubokih i plitkih slojeva oceana za pokretanje toplinskog stroja. Učinkovitost i snaga su bolja time što je razlika temperature veća. Temperaturna razlika generalno se povećava sa opadajućom zemljopisnom širinom, to jest blizu ekvatora i tropskog pojasa. Najčešće temperatura površine oceana iznosi 27 °C a u dubokim vodama temperatura rijetko pada ispod 5 °C. Osnovni tehnički izazov OTEC-a je bio proizvesti značajan dio energije iz jako malih temperaturnih razlika.

Jedan od ključnih problema kod ovog sustava je njegova niska toplinska iskoristivost, prijašnji sustavi su imali iskoristivost od 1 do 3% (teoretski se smatra da je maksimalna iskoristivost od 6 do 7%) trenutni sustavi koji se razvijaju će radititi blizu maksimalne toplinske iskoristivosti ovog sustava. Neki stručnjaci za Energetiku smatraju kada bi ova metoda postala jeftinija i postala konkurentna sa ostalim konvencionalnim tehnologijama tada bi OTEC mogao proizvoditi gigawate električne struje. Upravljanje troškovima je još velik izazov što se tiče ove tehnologije.

Pogled na kopneni OTEC pogon na obalama Havaja


Princip rada[uredi - уреди]

Princip rada ovakvih sustava se zasniva na koncepciji toplinskog stroja veoma uobičajnog u području Termodinamike. Toplinski stroj je termodinamički uređaj smješten između dva spremnika, jednog visoke temperature a drugog niske. Kako toplina protječe od jednog do drugog spremnika toplinski stroj dio toplinske energije pretvara u mehanički rad (princip rada kod parnih turbina).

Jedini toplinski ciklus prigodan za OTEC je Rankineov ciklus uz to koristeći niskotlačnu turbinu. Sustavi mogu biti izvedeni kao otvorenog ili zatvorenog ciklusa. Strojevi zatvorenog ciklusa kao radne fluide koriste uobičajne radne tvari kao amonijak ili R134 a dokle kod otvorenog ciklusa se koristi toplina površine vode kao radni fluid.

Podjela sustava prema lokaciji[uredi - уреди]

  • Pogon na kopnu
  • Pogon na grebenima
  • Pogon na otvorenom moru

Podjela prema vrsti ciklusa[uredi - уреди]

  • Sustav otvorenog ciklusa
  • Sustav zatvorenog ciklusa
  • Sustav hibridnog ciklusa

Hladna morska voda je sastavni dio svakog od tri tipa OTEC sustava. Kako bi sustav uspješno radio hladna morska voda se mora dopremati do površine. To se može postići koristeći pumpu. Drugi način je destilacijom morske vode blizu morskog dna, to smanjuje gustoću morske vode i zbog razlike gustoće će morska voda sa dna putovati kroz cijev na površinu.

Sustav zatvorenog ciklusa[uredi - уреди]

Sustav zatvorenog ciklusa koriste tekućine sa niskim stupnjem vrelišta, najčešće je to amonijak, te se na taj način pokreće turbina koja pridonosi stvaranju električne energije . Topla morska voda na površini se pumpa kroz izmjenjivač topline i zahvaljujući niskoj točki vrelišta ona isparava, takva novonastala para zatim pokreće turbo generator. Hladnija morska voda (ona dublja) se zatim upumpava kroz drugi izmjenjivač topline, zahvaljujući kondenzaciji ona opet iz pare prelazi u tekuće stanje i opet sve tako iz početka.

Sustav otvorenog ciklusa[uredi - уреди]

Sustav otvorenog ciklusa funkcionira na principu parne turbine. Naime ovaj sustav koristi toplinu površine tropskih oceana i stvara električnu energiju tako da se ta voda doprema u spremnik sa niskim tlakom, zahvaljujući niskom tlaka ta voda proključa i na taj način dobivamo paru. Dobivena para se počinje širiti i počinje pogoniti turbinu spojenu na električni generator. Zbog izloženosti hladnom oceanu ta para opet kondenzira nazad u tekuće stanje.

Sustav hibridnog ciklusa[uredi - уреди]

Sustav hibridnog ciklusa izveden je na taj način da on kombinira dobre osobine zatvorenog i otvorenog ciklusa. Princip rada hibridnih sustava zasniva se na korištenju tople(površinske) morske vode koja ulazi u vakuumsku komoru gdje se ona pretvara u paru (karakteristika otvorenog sustava). Nakon toga se para pretvara u tekućinu niskog vrelišta (karakteristika zatvorenih sustava) koja nakon toga pokreće turbinu te se tako stvara električna energija.

Vidi još[uredi - уреди]

Vanjski linkovi[uredi - уреди]