ОТЕС-системи: різновиди і принцип дії

0
255
1 бал2 бали3 бали4 бали5 балів6 балів7 балів8 балів9 балів10 балів (2 голос(-ів), середній бал: 10.00 з 10)

Системи, які використовують різницю температури води в океані для виробництва електроенергії, називаються OTEC (Ocean thermal energy conversion). У них використовується тепловий двигун, здатний з різниці температур отримати електроенергію. Океан природним чином створює необхідні умови. Вода на поверхні океану прогрівається сонцем, в той час, як глибокі шари океану залишаються холодними. Існують схеми OTEC відкритого, закритого і змішаного циклу.

Схема OTEC закритого циклу

Системи із замкнутим циклом використовують рідини з низькою температурою кипіння, наприклад аміак (з температурою кипіння близько -33 ° C при атмосферному тиску), для живлення турбіни і вироблення електроенергії. Теплу поверхневу закачують морську воду через теплообмінник для випаровування рідини. Розширюється пар обертає турбогенератор. Холодну воду прокачують через другий теплообмінник, пара конденсується в рідину, яка потім переробляється в рамках системи.

У 1979 році енергетична лабораторія і кілька приватних партнерів розробили “міні OTEC” експеримент, який вважається першим у світі успішним виробництвом чистої електроенергії від OTEC замкнутого циклу. Міні OTEC розташовувалася на судні, яке було пришвартовано на 2,4 км від Гавайського узбережжя, і виробляла досить чистої електроенергії для освітлення лампочок корабля і живлення комп’ютерів і телевізора.

Схема OTEC відкритого циклу

OTEC відкритого циклу використовує теплі поверхневі води безпосередньо для виробництва електрики. Тепла морська вода спочатку подається в ємність з низьким тиском, що викликає її кипіння. В деяких схемах, розширення пари приводить в рух турбіну низького тиску, приєднану до електричного генератора. В результаті випаровування всі солі і інші забруднюючі речовини залишаються в контейнері низького тиску, ми отримуємо чисту прісну воду. Пара конденсується в рідину під впливом холодних температур від океанічної води. Цей метод дає опріснену воду, придатну для пиття та зрошування.

Схема електростанції OTEC відкритого циклу

У 1984 році Інститут досліджень сонячної енергії (тепер відомий як національна лабораторія поновлюваних джерел енергії) розробив вертикальний випарник для перетворення теплої морської води в пар низького тиску для відкритого циклу. У травні 1993 року OTEC електростанція відкритого циклу була побудована на Гаваях, яка виробляє близько 80 кВт. Це був новий рекорд, раніше належить японській електростанції на 40 кВт встановленої в 1982 році.

OTEC гібридного циклу

Змішаний цикл поєднує в собі риси замкненого та відкритого циклу систем. В даному випадку, тепло води надходить у вакуумну камеру і пара починає випаровуватися, як в процесі випаровування відкритого циклу. Пар випаровує робочу рідину в системі з замкнутим циклом. Потім испаряемая рідина приводить в рух турбіну для виробництва електроенергії. Пара конденсується в теплообміннику і забезпечує опріснення води.

Робочі рідини

Популярною робочою рідиною є аміак, який має чудові транспортні властивості, простоту і доступність, а також низьку вартість. Аміак, однак, і токсичний легкозаймистий. Іноді використовують фторовані вуглеводні, вони не токсичні, не легкозаймисті, але сприяють руйнуванню озонового шару. Вуглеводні є хорошими кандидатами, але вони легко займаються; Крім того, це створить конкуренцію для використання їх в якості палива.

Розмір електростанції залежить від тиску пари робочої рідини. Зі збільшенням тиску парів, розмір турбіни і теплообмінників зменшується, а товщина стінки труби і теплообмінників збільшується, щоб витримати високий тиск, особливо на стороні випарника.

БЕЗ КОМЕНТАРІВ

Увійти за допомогою: 

НАПИСАТИ ВІДПОВІДЬ

Увійти за допомогою: