ОКЕАНСКАЯ ТЕПЛООБМЕННАЯ КОНВЕРСИЯ (OTEC)
- Подробности
- Опубликовано 17.12.2017 18:08
(1) Открытый цикл (или) Клода.
(2) Замкнутый цикл (или) Андерсона.
Океан и моря составляют около 70% площади земной поверхности и, следовательно, представляют собой большой резервуар для хранения солнечной энергии. В тропических водах температура поверхностных вод составляет около 27 ° C, а на 1 км ниже, температура составляет около 4 ° C. Резервуар поверхностных вод можно считать источником тепла и резервуаром холодной воды (на 1 км ниже) считается теплоотводом.
Концепция конверсии тепловой энергии океана основана на использовании разности температур между источником тепла и раковиной в тепловом двигателе для генерации энергии.
Температурный градиент, присутствующий в океане, используется в тепловом двигателе для генерации энергии. Это называется OTEC. Поскольку температурный градиент очень мал, даже в тропическом регионе, системы OTEC обладают очень низкой эффективностью и очень высокими капитальными затратами. Для систем OTEC существует два основных варианта.
1. Открытый цикл или цикл Клода.
2. Закрытый цикл или цикл Андерсона.
Открытый цикл или Клода
В этом цикле морская вода играет многократную роль источника тепла, рабочей жидкости, охлаждающей жидкости и радиатора. Теплая поверхностная вода поступает в испаритель, где вода мгновенно испаряется для пара в вакууме частиц. Низкое давление поддерживается в испарителе с помощью вакуумного насоса. Низкое давление, поддерживаемое таким образом, удаляет не конденсируемые газы из испарителя. Затем паровая и водяная смесь из испарителя поступает в турбину, что приводит к ее электричеству. Выхлоп из турбины смешивается с холодной водой из глубокого океана в конденсаторе с прямым контактом и выгружается в океан. Затем цикл повторяется. Поскольку конденсат выгружается в океан, цикл называется открытым.
Вспышка испарения
В испарителе давление поддерживается на значении (0,0317 бар), немного ниже давления насыщения теплой поверхностной воды при 27 ° C (0,0356 бар). Следовательно, когда поверхностная вода поступает в испаритель, она становится «перегретой». Сверхнагретая вода и объем кипения заставляет воду частично вспыхивать до пара.
Рисунок: OTEC - открытый цикл.
Закрытый цикл OTEC
Здесь помимо воды используется отдельная рабочая жидкость, такая как аммиак, пропан или фреон. Тепловая поверхностная вода закачивается насосом в котел. Эта теплая вода отдает свое тепло вторичной рабочей жидкости, тем самым теряя свою энергию и выгружается обратно на поверхность океана. Пары вторичной рабочей жидкости, образующейся в котле, приводят в движение мощность турбины. Выхлоп из турбины охлаждается в поверхностном конденсаторе с использованием холодной глубокой морской воды и затем циркулирует обратно к котлу с помощью насоса.
Рисунок: замкнутый цикл OTEC
Преимущества OTEC
1. Океан - это бесконечный тепловой резервуар, который получает солнечную радиацию в течение года.
2. Энергия свободно доступна.
Недостаток OTEC
1. Эффективность очень низкая, около 2,5%, по сравнению с эффективностью 30-40% для обычных электростанций.
2. Капитальные затраты очень высоки.