Запряч Нептуна: Електросоти в океані

Плавучі електростанції зможуть виробляти електрику з різниці між температурою води на поверхні океану і в його глибинах. Вони цілком здатні повністю забезпечити людство екологічно чистою енергією.


Подібний проект запропонували Домінік Міхаеліс (Dominic Michaelis) і Тревор Купер-Чадвік (Trevor Cooper-Chadwick). Суть його зводиться до широкого будівництва «енергетичних островів», що виробляють електрику за допомогою океанічних термальних електростанцій.


Підраховано, що моря тропічного поясу поглинають кількість тепла, еквівалентне 250 млрд. барелів нафти на день. Цифра абсолютно шалена, навіть порівняно з сучасними темпами споживання нафти. Все, що нам потрібно - це відхопити нікчемну частку відсотка від цього безбрежного океану енергії, забезпечивши себе необхідною електрикою. Це означатиме вирішення не тільки енергетичної, а й кліматичної проблеми. По-перше, різко скоротяться викиди CO2, асоційовані зі спалюванням викопного палива. По-друге, утилізація частини теплової енергії, що йде на нагрів океанів, призведе до зниження темпів випаровування океанічної вологи, в результаті чого в атмосфері стане менше водяного пара - ще одного потужного парникового газу. Все це призведе якщо не до зупинки, то, принаймні, до деякого уповільнення глобального потепління.

Океанічна термальна електростанція, по суті, представляє модифікований варіант компресорного холодильника. Принцип роботи їх заснований на двох добре відомих фізичних явищах. Перше: коли речовина випаровується, вона поглинає тепло, а коли конденсується - віддає її. Друге - чим вищий тиск, тим вища температура випаровування та конденсації речовини, і навпаки. Основними елементами холодильників є випарник, компресор, конденсатор і дросель (регулятор потоку), з'єднані трубопроводом, по якому циркулює речовина з низькою температурою кипіння. У холодній частині контуру створюється знижений тиск, в теплій - навпаки, підвищений. В результаті холодоагент починає випаровуватися там, де холодно (поглинаючи тепло), і конденсуватися там, де тепло (віддаючи тепло). Таким чином холодильник працює на збільшення різниці температур між холодною і теплою частиною системи за рахунок механічного стиснення холодоагенту за допомогою електричного компресора, з подальшим його розширенням.

В основі електростанції, запропонованої Міхаелісом і Купером-Чедвіком, також лежить замкнутий трубопровід, по якому протікає все той же холодоагент з низькою температурою кипіння (аміак або пропан, наприклад). До камери випарника підводиться тепла вода з самої поверхні океану, до камери конденсатора - більш холодна вода, піднята з кілометрової глибини. Холодоагент циркулює по замкнутому контуру, обертаючи звичайну гідротурбіну, при цьому частина вироблюваної енергії використовується для того, щоб піднімати холодну воду з глибини. Ефективність системи від цього дещо падає, проте опустити на дно океану одну-єдину трубу значно простіше, ніж тягнути туди петлю замкнутого трубопроводу, по якому циркулює холодоагент. Згідно з розрахунками розробників, ККД подібної системи може досягати 3 − 5%. Це трохи порівняно з вітряками і сонячними батареями, і навіть з хвильовими генераторами. Але на відміну від них термальні океанічні станції зможуть працювати в будь-який час доби і за будь-яких погодних умов, являючи собою набагато більш стабільний і надійний енергоджерело.

За задумом вчених, «енергетичні острови» повинні мати форму правильних шестикутників: тоді їх можна буде легко зістиковувати один одним, формуючи суцільну поверхню наскільки завгодно великій площі. Крім власне термальної водяної установки, на них буде встановлена маса допоміжних генераторів і систем - сонячних батарей, вітряних і хвильових генераторів, установки для гідролізу океанічної води (з подальшим зберіганням цінного водню і кисню в спеціальних цистернах), житлових приміщень для персоналу і так далі. Кожен подібний острівець буде забезпечувати потужність в 73 МВт. Таким чином, щоб замінити одну середньостатистичну ядерну електростанцію, буде достатньо використовувати всього 4 «енергоострова». Щоб покрити потужність всіх ядерних електростанцій Землі потрібно 3708 острівних модулів загальною площею близько 900 кв. км. Ну а щоб повністю забезпечити енергетичні потреби людства, потрібно 52 971 острів. Вони займуть територію 111 х 111 км. У порівнянні з загальною поверхнею світового океану, це сущі дрібниці - нікчемна клякса на синьому глобусі.

Втім, в океані можна розміщувати і більш традиційні електростанції, яким вже не вистачає місця на суші - наприклад, вітряні («Морські млини»), або атомні («Атомний поплавок»).

Публікація Gizmag


COM_SPPAGEBUILDER_NO_ITEMS_FOUND