Wraz ze wzrostem populacji rośnie również zapotrzebowanie na zasoby, co prowadzi do globalnego ocieplenia. Zmniejszenie śladu węglowego jest kluczowe dla każdego człowieka; aby osiągnąć ten cel, należy podjąć odpowiednie działania. Jednym ze sposobów ograniczenia zużycia energii nieodnawialnej jest korzystanie z niekonwencjonalnych źródeł energii, takich jak konwersja energii cieplnej oceanów (OTEC).
System ten wykorzystuje różnicę temperatur między powierzchnią a dnem morza do zasilania silników cieplnych i wytwarzania energii elektrycznej. Ta różnica temperatur wody wynika z ilości światła słonecznego docierającego do danego poziomu wody. Woda na powierzchni ma bliski kontakt z promieniami słonecznymi, co powoduje większy gradient temperatury, podczas gdy światło słoneczne nie dociera do dna morza, co prowadzi do jego obniżenia.
Istnieje bezpośredni związek między różnicą temperatur a wydajnością systemu OTEC, tzn. im większy gradient temperatury, tym wyższa wydajność systemu. Regiony tropikalne są silnie nasłonecznione, dlatego różnica temperatur jest tam największa i waha się w granicach 20-25 stopni Celsjusza. Szacuje się, że odnawialny charakter systemu OTEC zaspokaja ponad dwukrotnie większe światowe zapotrzebowanie na energię elektryczną.
Rodzaje konwersji energii cieplnej oceanu (OTEC)
Istnieją trzy typy cykli elektrowni OTEC, w zależności od charakteru ich funkcji, które przedstawiają się następująco:
1. Cykl zamknięty
Cykl ten jest również popularnie znany jako cykl Andersona. W tym systemie turbina jest napędzana płynem o niskiej temperaturze wrzenia, takim jak amoniak, do wytwarzania energii elektrycznej. Najpierw woda jest pobierana zarówno z powierzchni, jak i z głębi oceanu; następnie płyn paruje pod wpływem wody powierzchniowej, co powoduje obrót turbiny generatora i wytwarzanie energii elektrycznej. Gdy odparowany płyn styka się z zimną wodą, skrapla się z powrotem do postaci ciekłej i jest ponownie wykorzystywany do produkcji energii elektrycznej. System ten nazywany jest systemem zamkniętym ze względu na możliwość ponownego wykorzystania płynu.
Zobacz także: Czym jest system konwersji energii wiatru (WECS)?
2. Cykl otwarty
Nazywa się to cyklem Clude'a. System ten różni się od obiegu zamkniętego tym, że do wytwarzania energii elektrycznej nie są potrzebne płyny. W tym systemie ciepła woda morska jest pompowana do komory, gdzie wrze pod niskim ciśnieniem , a następnie powstaje para, która napędza turbinę generatora wytwarzającego energię elektryczną.
3. Cykl hybrydowy
Jest to najefektywniejszy typ systemu, w którym łączony jest mechanizm systemu otwartego i zamkniętego. Istnieją dwie metodologie dla takiego systemu:
W pierwszej koncepcji woda przekształca się w parę podczas przepływu przez komorę, a następnie przepływa do drugiej komory, gdzie skrapla się z powrotem do postaci ciekłej, wykorzystując zamknięty cykl. Opary uwalniane z komory napędzają turbinę, która ostatecznie generuje energię elektryczną. Należy pamiętać o usunięciu gazów nieulegających kondensacji z parownika amoniaku i uwolnieniu ich z powrotem do atmosfery, aby zapewnić prawidłowe funkcjonowanie systemu.
W drugiej koncepcji do wytwarzania energii elektrycznej wykorzystywane są dwa otwarte obiegi OTEC . W komorze wymiennika ciepła wytwarzana jest próżnia, a ilość produkowanej odsolonej wody jest dwukrotnie większa niż w metodologii z drugiej koncepcji.
Polecane: Czym jest czarny ług?
