Преобразование тепловой энергии океана в механическую

Энергия волн. Энергия приливов (приливные электростанции)

Огромные количества энергии можно получить от морских волн. Мощность, переносимая волнами на глубокой воде, пропорциональна квадрату их амплитуды и периоду. Поэтому наибольший интерес представляют длиннопериодные (период порядка 10 с) волны с большой амплитудой (порядка 2 м), позволяющие снимать с единицы длины гребня в среднем 50—70 кВт/м.

Возможность преобразования энергии волн в электроэнергию доказана уже давно. Существует множество технических решений, позволяющих реализовать эту возможность. В последние годы интерес к волновой энергетике резко усилился, особенно в Японии, Великобритании, странах Скандинавии, в результате чего эксперименты переросли в стадию реализации проектов. Современная тенденция разработки таких установок, как и вообще установок на возобновляемых видах энергии, ориентируется на единичные мо­дули умеренной мощности (около 1 МВт) размером порядка 50 м вдоль фронта волны.

В результате волнового движения жидкости в волне одновременно с изменением положения уровня и наклона поверхности происходит изменение кинетической и потенциальной энергии, изменение давления под волной. На основе использования одного характерного признака волнового движения или их комбинации уже создано большое количество различных устройств, поглощающих и преобразующих волновую энергию.

Энергия приливов

Приливные колебания уровня в огромных океанах планеты вполне предсказуемы и связа­ны с гравитационным воздействием Луны на водные массивы Земли. Основные периоды этих колебаний — суточные продолжительностью около 24 ч и полусуточные — около 12 ч 25 мин. Разность между последовательными самым высоким и самым низким уровнями воды составляет 0,5—10 м (высота прилива). Во время приливов и отливов перемещение водных масс образует приливные течения, скорость которых в прибрежных проливах и между островами может достигать 5 м/с.

Преобразование энергии приливов использовалось для приведения в действие сравнительно маломощных устройств еще в средневековой Англии и в Китае. Из современных приливных электростанций (ПЭС) наиболее хорошо известны крупномасштабная электростанция Ране мощностью 240 МВт (Бретань, Франция) и небольшая, но принципиально важная опытная станция мощностью 400 кВт в Кислой Губе на побережье Баренцева моря (Россия).

Мировой океан — крупнейший естественный коллектор солнечного излучения. В нем между теплыми, поглощающими солнечное излучение поверхностными водами и более холодными придонными достигается разность температур в 20°С. Это обеспечивает непрерывно пополняе­мый запас тепловой энергии, которая принципиально может быть преобразована б другие виды. На рис. 19 приведена схема установки, позволяющей осуществить процесс такого преобразования. По существу это тепловая машина, приводимая в действие разностью температур между "холодной" водой, поднятой из глубины океана, и "горячей" водой, забранной с поверхности.

Рабочая жидкость (рабочее тело), циркулируя по замкнутой схеме, отбирает тепло от "горячей" воды в теплообменнике испарителя, в паровой фазе приводит в действие турбину, связанную с генератором, а затем конденсируется в охлаждаемом "холодной" водой конден­саторе.

Дата добавления: 2014-01-06