Системы конверсии тепловой энергии океана

Получение тепловой энергии из глубин океанаВ конце ноября компания Lockheed Martin получила от инженерного командования ВМС США (NAVFAC) $4,4 миллиона вдогонку к ранее выданным восьми. Задача — развитие технологии извлечения энергии из морской воды. Суть предлагаемой системы проста.

Если какую-нибудь жидкость с низкой температурой кипения, например аммиак, пропустить через теплообменник с тёплой морской водой, эта жидкость превратится в пар.

Его можно направить в турбину, вращающую генератор. Далее пар следует переправить в другой теплообменник, по которому курсирует ледяная вода с глубины порядка одного километра. Пар сконденсируется, и цикл можно будет закрыть.

Такие комплексы называются системами конверсии тепловой энергии океана (Ocean Thermal Energy Conversion — OTEC). Описанный выше принцип носит дополнительное название «OTEC с закрытым циклом».

Получение тепловой энергии из глубин океана

Ещё есть открытый цикл, в котором в роли рабочей жидкости выступает сама морская вода: она закипает в закрытой ёмкости с давлением ниже атмосферного и также конденсируется при помощи глубинной морской воды, обращаясь в воду питьевую. Энергия тепла поверхностных вод – это гигантский «аккумулятор солнечных лучей». Причём доступен он в любую погоду и 24 часа в сутки, в отличие от солнечной, ветровой или волновой энергии.

На этой карте отмечены зоны, где имеет смысл ставить электростанции типа OTEC. Цветами обозначена разница температур между водой на поверхности и на глубине 1 километр. Голубой – менее 18 градусов, жёлтый – 18-20, оранжевый – 20-22, красный – 22-24, тёмно-красный – более 24. Фиолетовым отмечены участки, где глубина не достигает километра. Ясно, что чем выше разница температур, тем эффективнее установка (иллюстрация Lockheed Martin).

Экспериментальные системы OTEC с обоими типами циклов изобретатели испытывали в разных странах ещё с 1930 года. Однако практического применения они так и не получили. Соотношение затрат на строительство и выхода полезной энергии оказалось не слишком привлекательным. Тем не менее инженеры упорно совершенствовали технологию.

В 1979 году Гавайская лаборатория натуральной энергии (Natural Energy Laboratory of Hawaii), Lockheed Martin и ряд субподрядчиков (среди них Makai Ocean Engineering) запустили в работу установку Mini-OTEC.

В качестве рабочей жидкости установка Mini-OTEC использовала аммиак, а холодная вода со дна моря (с глубин порядка 700-900 метров) перекачивалась на баржу по толстой полиэтиленовой трубе.

Получение тепловой энергии из глубин океана
В течение трёх месяцев баржа, заякоренная в 2,4 километра от берега Гавайев в местечке Keahole Point, генерировала 50 киловатт даровой мощности. К сожалению, из них только 18 киловатт шло на полезную нагрузку (судовые огни, компьютеры и телевизоры на барже), остальное тратилось на работу самой установки (её насосов).

Однако Mini-OTEC стала первой такой плавающей системой с закрытым циклом, которая производила энергии больше, чем потребляла, показав принципиальную возможность получения «сетевого» электричества из океанской воды.

В 1993-1998 годах в Keahole Point работала опытная береговая установка OTEC открытого типа (с дном океана её соединяла сеть труб). Она развивала мощность 210 киловатт, а в самые удачные дни и больше. Таков был выход от разности нагрева поверхностных (26 градусов Цельсия) и глубинных (6 °C) вод. Впрочем, у всех аппаратов OTEC большая часть энергии уходила и уходит на собственные нужды. Изменить этот баланс в лучшую сторону – основная забота нового проекта американцев .

Те исследования на Гавайях были свёрнуты по финансовым причинам много лет назад. С тех пор несколько пробных комплексов OTEC появились, к примеру, в Индии и Японии. Но недавно в эту область вернулись американцы и задумали ни много ни мало, а построить самый мощный такой генератор.

В дополнение к средствам от ВМС США Lockheed Martin получила на развитие OTEC миллион долларов от американского министерства энергетики (DoE). Как было сказано вначале, застрельщиком выступила Lockheed Martin, но её новый опыт с OTEC поддерживают всё те же старые знакомые — Гавайская лаборатория натуральной энергии и фирма Makai Ocean Engineering.Партнёры намерены возвести у побережья Гавайев опытную электростанцию типа «закрытый OTEC». Комплекс, внешне напоминающий морскую нефтяную платформу, должен появиться в 2012 или 2013 году. Генерировать он будет уже порядка 10 мегаватт мощности.

Более совершенные теплообменники и насосы, трубопроводы, связывающие агрегаты на платформе с дном океана, — всё это, хотелось бы верить, позволит станции достичь новых высот, в том числе и в плане экономической целесообразности затеи.

Источник

___________________________________________________________

Сейчас очень остро стоит проблема альтернативных источников тепла и энергии. В современных энергоэффективных домах все должно быть рассчитано до мелочи, чтобы тратить меньше энергии. Даже Офисные потолочные светильники и другие домашние электроприборы могут сильно влиять на энергопотребление.
Очень плохоПлохоНе плохоХорошоОтлично! (Еще нет голосов, оставьте первым)
Загрузка...