Океаны покрывают более 70% поверхности Земли и являются самыми большими в мире коллекторами солнечной энергии. Потенциал океанов в энергетике велик. Для сравнения, плотность энергии солнечной радиации 1400 Вт/м², энергии ветра - 1700 Вт/м², а тепловой энергии океанов тропических широт – 300 000 Вт/м². Океанические возобновляемые источники энергии: биомасса и водород, волны и течения, разность в солености морской и речной воды – однако потенциал применения тепловой энергия океанов наиболее велик. В отличие от других возобновляемых источников, тепловая энергии океана по своему энергетическому потенциалу сопоставима с безграничными возможностями поставок первичной тепловой энергии, ожидаемых от термоядерного синтеза. Энергетические объекты мощностью в 1 ГВт могут представлять собой мобильные установки водоизмещением около 100 000 т. В тропической части океанов возможна работа десятков тысяч таких тепловых электростанций практически в непрерывном режиме.
ОТЭС на Гавайях В 1970 -е гг. ряд стран приступил к проектированию и строительству опытных океанических тепловых электростанций (ОТЭС) закрытого цикла. В таких ОТЭС есть принципиальное отличие от установок открытого цикла – в них используются жидкости с низкими температурами кипения, например, пропан, фреон или аммиак. В такой системе с помощью теплых поверхностных вод, прокачиваемых насосом через теплообменник испарителя, рабочее тело превращают в пар повышенного давления, давая ему возможность расшириться через турбину в холодильник, где пар конденсируется при контакте со стенками, охлаждаемыми водой, закачиваемой из глубинных слоев океана.
Распределение температуры поверхностных вод океана
Мини ОТЭС в Keahоle Point Первая успешная мини OTЭC закрытой циркуляции была запущена в 1979 г. в Keahole Point (Гавайи). Круглосуточно с августа по октябрь установка производила около 50 к. Вт, из которых только 12 к. Вт использовались на полезную нагрузку. В течение нескольких последующих лет испытывались усовершенствованные установки.
Электростанции, использующие ресурсы океана, на первый взгляд кажутся весьма экологичными. Но за потреблением океанической энергии кроется несколько опасных моментов. С одной стороны, работа станций сопровождается охлаждением поверхности океана, что на фоне глобального потепления имеет явно положительную тенденцию. Если рассматривать влияние перемещения больших объемов тепловой энергии с верхнего слоя на глубину порядка 600 м, то можно предположить, что охлаждение поверхности океана в тропиках на 1 -4 градуса скорей всего положительно скажется на климате и будет способствовать борьбе с ураганами. При сопутствующем сбросе тепловой энергии в нижний слой она бесследно растворится в многокилометровом бассейне холодной воды без каких либо последствий.
- ОТЭС используют чистый, неограниченный, возобновляемый природный ресурс. Тепло поверхности морей и холодная вода глубоководья заменяют традиционные ископаемые топлива, используемые для производства электричества. - ОТЭС не воздействуют негативно на окружающую среду. Используемая в процессе работы станции вода возвращается в соответствующие океанские слои без каких-либо негативных последствий. - ОТЭС способны наряду с электроэнергией производить пресную воду, что особенно важно для островных наций, где поступления пресной воды ограничены. - Солнечной энергии, поступающей в верхние слои океана, более чем достаточно для обеспечения человечества чистой энергией в будущем. - Использование океанской энергии увеличивает независимость от импортируемых традиционных видов топлива, повышая тем самым энергетическую безопасность. - Холодная вода ОТЭС может также использоваться для охлаждения и кондиционирования зданий, в сельском хозяйстве, для выращивания рыбы, моллюсков и водорослей. - ОТЭС могут быть использованы для производства энергоемких водорода, метанола и аммиака.
• • - Стоимость электроэнергии, производимой ОТЭС, выше традиционной. • Конструкции океанских станций и проложенные под водой трубы могут повреждаться из-за плохих погодных условий, прибоев, рифов. • Отсутствуют достаточно эффективные и экономически приемлемые средства борьбы с коррозией и биологическим обрастанием оборудования и трубопроводов. • Если в контуре, по которому циркулирует рабочая жидкость, возникает утечка, то это может нанести вред морской флоре и фауне. • Недостаточная изученность технологии (для дальнейшего развития этой отрасли тепловой энергетики и повышения экономического эффекта необходимы повсеместное изучение, тестирование, запуск пилотных и демонстрационных установок, что требует значительных инвестиций). Для нормальной работы ОТЭС необходимо соблюдение ряда природных условий (разность температур между теплым поверхностным и холодным глубоководным слоями, причем, экономический эффект достигается, когда расстояние от поверхности до глубины с необходимой температурой не превышает 1 км).
Скачать презентацию Океаны покрывают более 70 поверхности Земли и являются
тикунов.pptx