655 grupuri de elevi
Oceanul ca sursă de energie
Oceanele acoperă mai mult de 70% din suprafața Pământului și sunt cei mai mari colectori de energie solară din lume. Potențialul oceanelor din sectorul energetic este mare. Pentru comparație, densitatea energetică a radiației solare este de 1400 W / m², energia eoliană este de 1700 W / m², iar energia termică a oceanelor la latitudini tropicale este de 300.000 W / m²!
Posturile termice din tropice
Există și alte surse de energie regenerabile oceanice: biomasă și hidrogen, valuri și curenți, diferența de salinitate a apei de mare și fluviale - dar potențiala aplicare a energiei termice a oceanelor este cea mai mare. Spre deosebire de alte surse regenerabile, energia termică a oceanului în ceea ce privește potențialul energetic este comparabilă cu posibilitățile nelimitate de a furniza energie termică primară, așteptată de la fuziunea termonucleară. Obiectele energetice cu o capacitate de 1 GW pot fi instalații mobile cu o deplasare de aproximativ 100.000 de tone. În partea tropicală a oceanelor, zeci de mii de astfel de centrale termice pot fi operate în mod aproape continuu. "
Serghei Haitun, candidat la științele fizice și matematice, doctorat Institutul de Istorie de Știință și Tehnologie, RAS (Academia Rusă de Științe IHST), la întrebarea de modul în care știința se uită la procesul de utilizare a energiei termice oceanelor, spune că știința este o opinie exprimată în urmă cu 150 de ani de savant francez D'Arsonval, iar cazul este acum pentru punerea în aplicare tehnică și căutarea unor scheme optime care să ofere o eficiență maximă. D'Arsonval deja în 1881, a exprimat pentru prima dată ideea utilizării energiei solare acumulate în ocean sub formă de căldură. Mai mult de 40 de ani mai târziu, studentul său, Georges Claude, în cele din urmă întruchipat ideea în viață și construit în Cuba, un sistem de reciclare a energiei termice ocean mic. Omul de știință a ales Golful Matanets, în care adâncimi mari, cu o scădere a temperaturii ridicate a apei, se apropie chiar de țărm. Schema de instalare este simplă: apa caldă se evaporă din suprafața mării în evaporator cu evacuare parțială (temperatură de ordinul + 27 ° C). Aburul rezultat rotește lamelele turbinei, care sunt conectate la generatoare. Aburul de evacuare intră în condensator, pentru răcire este alimentat cu apă din adâncime (temperatura este de + 4 ° C). Prima instalație experimentală, cu o putere de 22 kW, a consumat 80 kW pentru funcționarea pompelor sale.
OTEC în Hawaii
energie alternativă oceanică termică
Primul prototip japonez, lansat pe insula Nauru în 1981 a dat puterea de 100 kW, în timp ce puterea utilă a fost de numai 14,9 kW. Diferența sa principală față de un concurent american era amplasarea stației de pe insulă. Locația nu este pe o bază plutitoare, și pe uscat va reduce costurile pentru operarea navei de transport, dispozitivul este de ancoraj în condiții de siguranță, cablu de alimentare submarin pentru transportul energiei electrice la mal, și, cel mai important, oferă o mai mare siguranță operatorului.
Astăzi, dezvoltarea energiei termice a oceanului este inclusă în programele naționale ale SUA, Franței, Japoniei, Suediei și Indiei.
Stații în Arctica
Într-adevăr, în Oceanul Arctic, temperatura în stratul de suprafață sub gheață este aproape de 0 ° C. Interesant, gradientul de temperatura apelor arctice este extrem de mic - astfel încât în câteva sute de metri de temperatura apei adâncă atinge aproximativ + 0,6 ° C, Există un strat intermediar cald, format datorită afluxului de ape de origine atlantică. În multe regiuni ale Arcticii, cea mai mare parte a anului temperatura aerului este sub -10 ° C. De exemplu, în Insulele din Siberia un an este de numai 2-4 zile cu temperatura aerului peste -10 ° C, pe coasta zilelor Laptev 10 la 14 și arhipelag de Nord Pământ doar 10-12 ei. Pe parcursul restului anului, aici domnesc înghețurile. Astfel, diferența de apă cu gheață și temperatura aerului este de peste 26 ° C și poate fi utilizată pentru a genera energie electrică în regiunile arctice. Calculele arată că, oamenii de știință cu o astfel de scădere la fiecare 1 m³ de apă de mare prin trecerea printr-un convertor 1 permite obținerea de aproximativ 10 kW a eficienței centralei electrice de la 5%.
stațiile arctice operează pe un așa numit „triunghiular“ ciclu: încălzirea și evaporarea fluidului de lucru expansiune, adiabatic printr-o turbină, o comprimare izotermă atunci când se aplică evaporatorul cu retragerea simultană a excesului de căldură într-un frigider. În circuitul de răcire al unei astfel de stații, este necesar să se utilizeze un saramură cu un punct de îngheț scăzut. Ca un mediu de transfer termic intermediar se utilizează o soluție apoasă de clorură de calciu cu o concentrație de minimum 26 kg la 100 kg de apă, care este utilizat pe scară largă în refrigerare. Răcirea intermediară este răcită prin pulverizare prin duzele de pulverizare ale răcitorului de irigare. Fluid de lucru în circuitul principal este stația Freon 12, o pereche de care sunt acționate generator de turbină.
Stațiile osmotice din gurile râurilor
Instalațiile de centrale osmotice sunt cele mai relevante în gurile râurilor mari, iar în apropierea lor, de regulă, sunt orașe mari. Specialiștii în Statkraft consideră că aceste stații sunt cele mai promițătoare pentru țările nordice, cum ar fi Rusia, Canada și statele scandinave, în timp ce părțile cele mai sudice din Africa și America nu ar trebui să fie excluse.
Cu toate acestea, nu toți experții împărtășesc optimismul Engineers norvegiană: .. „diferență de potențial energetic de salinitate este de 2 kJ / kg, aproximativ aceeași ordine și diferența de energie potențială între temperatura apei (capacitatea energetică a combustibilului de hidrocarburi aproximativ 40000 kJ / kg) Ambele cazuri necesită o costuri uriașe de energie ( apă). În cazul eliberării energiei termice cu volumul de apă nu este necesară, deoarece există un ocean de apă caldă, cu un substrat rece puternic. În cazul problemelor de salinitate cu sursa de energie, pentru că o sută ntsii poate fi construit doar în estuare În plus, apă proaspătă. - o materie primă valoroasă pentru viață și este deja în aprovizionare scurt Practic, nici o sursă de energie pentru a crea un număr mare de centrale electrice puternice privează ideea de a folosi diferența de perspective de salinitate ne permite să rezolve problema de bază a viitorului apropiat de hidrocarburi înlocuite ". , - consideră Stanislav Ponyatovsky.
Prima stație de putere osmotică din lume (fotografie Statkraft)
Potențialul global al "energiei osmotice" este estimat de companie la aproximativ 1600-1700 TWh pe an, echivalentul a jumătate din energia electrică produsă în Uniunea Europeană.
Centralele electrice care utilizează resursele oceanice par a fi, la prima vedere, foarte ecologice. Dar, în spatele consumului de energie oceanică se află câteva momente periculoase.
Pe de o parte, activitatea stațiilor este însoțită de răcirea suprafeței oceanice, ceea ce este în mod clar o tendință pozitivă în contextul încălzirii globale. „Dacă luăm în considerare efectul de mișcare cantități mari de energie termică din stratul superior la o adâncime de aproximativ 600 m, se poate presupune că răcirea suprafeței oceanului la tropice, la 1-4 grade ar putea avea un impact pozitiv asupra climei și va ajuta la uragane de luptă, - a declarat Stanislav Ponyatovskii . - Când căldura de evacuare companion în stratul inferior este dizolvat complet în mulți kilometri de bazin cu apă rece, fără consecințe ".
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: