Новая энергетика

Тепловая энергия океана без тайн

Новая энергетика - Тепловая энергия океана

Как известно, Солнце нагревает лишь верхние слои воды морей и океанов, причем, нагретая вода не опускается вниз, так как ее плотность меньше, чем у холодной. В тропических морях верхний слой воды, толщина которого не превышает нескольких метров, нагревается до 25-300 С, в то время как температура воды на глубине в 1 км не превышает 50 С. Получаемый в результате разности температур естественный тепловой градиент и создает запасы энергии. Причем, существенное количество ее можно получить при условии, когда температура между теплым поверхностным и холодным глубоководным слоями воды отличается, примерно, на 200.

Для преобразования солнечного излучения в электричество используют системы такого цикла:

закрытого;

открытого;

смешанного.

В системе закрытого цикла теплая вода верхних слоев морей (океанов) используется для испарения рабочей жидкости, текущей через теплообменник (испаритель), точка кипения которой при атмосферном давлении не превышает 25-300 С (фреон, пропан, аммиак). Пар расширяется и поворачивает турбину, соединенную с генератором, производящим электричество. Отработанный пар после выхода из турбины охлаждается холодной водой, поступающей из глубинных слоев, конденсируется и вновь используется в цикле. Рабочая жидкость остается закрытой в системе и циркулирует непрерывно.

В системе открытого цикла рабочей жидкостью становится сама теплая морская вода, испаряемая в вакуумной камере для получения пара при абсолютном давлении около 2,4 кПа. Расширившийся пар вращает турбину низкого давления, которая соединена с генератором, дающим электричество. При выходе из турбины пар конденсируется под воздействием холодной воды с глубоких слоев. Полученная жидкость, потеряв при испарении соли, опресняется. Если конденсатор используется в системе, т.е. сконденсированный пар не контактирует с холодной морской водой, полученную пресную воду можно использовать для питья, орошения или выращивания пресноводной рыбы. При «прямом контакте» конденсатора производительность электроэнергии выше. Однако в данном случае конденсат перемешивается с холодной морской водой, и полученная на выходе жидкость становится соленой. Эта смесь возвращается обратно в океан. Процесс повторяется с последующим поступлением теплой морской воды верхнего слоя.

Система смешанного цикла комбинирует особенности систем как открытого, так и закрытого цикла для оптимизации получения электричества и пресной воды. Тут теплая морская вода поступает в вакуумную камеру, где преобразуется в пар (подобно открытому циклу), который, в свою очередь, используется для выпаривания рабочей жидкости (фреон, пропан, аммиак) участка закрытого цикла системы. Испаренная рабочая жидкость вращает турбину, дающую электричество, а пар, сконденсированный вне теплообменника, обеспечивает поступление пресной воды.