Різниця температур води на поверхні та в глибині, а також перетворюючи її на традиційні види

Рисунок 6.14 Різниця температур води на поверхні океана

Температура води океану в різних місцях різна. Між тропіком Рака і тропіком Козерога поверхня води нагрівається до 82 градусів за Фаренгейтом (27 C). На глибині в 2000 футів (600 метрів) температура падає до 35,36,37 або 38 градусів за Фаренгейтом (2-3.5 С). Виникає питання: чи є можливість використовувати різницю температур для отримання енергії? Могла б теплова енергоустановка, пливуча під водою, виробляти електрику? Так, і це можливо.

У далекі 20-і роки нашого століття Жорж Клод, обдарований, рішучий і дуже наполегливий французький фізик, вирішив дослідити таку можливість.

Вибравши ділянку океану поблизу берегів Куби, він зумів-таки після серії невдалих спроб отримати установку потужністю 22 кіловата. Це стало великим науковим досягненням і віталося багатьма вченими.

Використовуючи теплу воду на поверхні і холодну на глибині і створивши відповідну технологію, ми володіємо всім необхідним для виробництва електроенергії, запевняли прихильники використання теплової енергії океану. "Згідно з нашими оцінками, в цих поверхневих водах є запаси енергії, які в 10 000 разів перевищують загальносвітову потребу в ній".

"На жаль, - заперечували скептики, - Жорж Клод одержав у затоці Матансас всього 22 кіловата електроенергії. Дало це прибуток?" Не дало, оскільки, щоб отримати ці 22 кіловата, Клоду довелося затратити 80 кіловат на роботу своїх насосів.

Зараз придбала велику увагу "океанотерміческая енергоконверсія" (ОТЕК), тобто отримання електроенергії за рахунок різниці температур між поверхневими і засмоктує насосом глибинними океанськими водами, наприклад при використанні в замкнутому циклі турбіни таких легкоиспаряющихся рідин як пропан, фреон або амоній.

Останні десятиліття характеризується певними успіхами у використанні теплової енергії океану. Так, створені установки міні-ОТЕС і ОТЕС-1 (ОТЕС - початкові букви англійських слів Осеаn Тhеrmal Energy Conversion, тобто перетворення теплової енергії океану). У серпні 1979 р. поблизу Гавайських островів почала працювати теплоенергетична установка міні-ОТЕС. Пробна експлуатація установки протягом трьох з половиною місяців показала її достатню надійність. При безперервній цілодобовій роботі не було зривів, якщо але вважати дрібних технічних неполадок, Обачного виникають при випробуваннях будь-яких нових установок. Її повна потужність складала в середньому 48,7 кВт, максимальна -53 кВт; 12 кВт (максимум 15) установка віддавала в зовнішню мережу на корисне навантаження, точніше - на зарядку акумуляторів. Решта потужності, що виробляється, витрачалася на власні потреби установки. В їх число входять витрати анергії на роботу трьох насосів, втрати в двох теплообмінниках, турбіні і в генераторі електричної енергії.

Три насоси було потрібно з наступного розрахунку: один - для подачі теплої води з океану, другий - для підкачки холодної води з глибини близько 700 м, третій - для перекачування вторинної робочої рідини усередині самої системи, тобто з конденсатора у випарник. В якості вторинної робочий рідини застосовується аміак.

Установка міні-ОТЕС змонтована на баржі. Під її днищем поміщений довгий трубопровід для забору холодної води. Трубопроводом служить поліетиленова труба довжиною 700 м з внутрішнім діаметром 50 см. Трубопровід прикріплений до днища судна за допомогою особливого затвора, що дозволяє у випадку необхідності ого швидке від'єднання. Поліетиленова труба одночасно використовується і для заякоріванню системи труба-судно. Оригінальність подібного рішення не викликає сумнівів, оскільки якірні постановки для розроблюваних нині більш потужних систем ОТЕС є вельми серйозною проблемою.

Вперше в історії техніки установка міні-ОТЕС змогла віддати в зовнішнє навантаження корисну потужність, одночасно покривши і власні потреби. Досвід, отриманий при експлуатації міні-ОТЕС, дозволив швидко побудувати болем потужну теплоенергетичні установки ОТЕС-1 і приступити до проектування ще могутніших систем подібного типу.

Нові станції ОТЕС на потужність у багато десятків і сотень мегават проектуються без судна. Це - одна грандіозна труба, у верхній частині якої знаходиться круглий машинний зал, де розміщені всі необхідні пристрої для перетворення анергії. Верхній кінець трубопроводу холодної води розташується в океані на глибині 25-50 м. Машинний зал проектується навколо труби на глибині близько 100 м. Там будуть встановлені турбоагрегати, що працюють на парах аміаку, а також все інше обладнання. Маса всього споруди перевищує 300 тис. т. Труба-монстр, що йде майже на кілометр в холодну глибину океану, а в її верхній частині щось на зразок маленького острівця. І ніякого судна, крім, звичайно, звичайних судів, необхідних для обслуговування системи і для зв'язку з берегом.

Видається, що деякі з пропонувалися океанськіх енергетичних установок можуть бути реалізовані, і стати рентабельними вже в даний час.