(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.

 

 

 

Оставить комментарий