Ocean Thermal Energy Conversion

之前寫過一篇 Solar Power & Terrestrial Power:

http://meiwechner2099.blogspot.com/2011/02/solar-power-terrestial-power_21.html

今天寫一吓另一種Solar Power – Ocean Thermal Energy (海水熱量能源): 

仍未很有發展{或可以說要大量的資源投放, 因技術和環境局限(必須在Tropical areas – 海水溫度最少攝氏20度. with deep ocean waters near the coast)關係, 而發展緩慢的} 睇片先:

 

 

土豆也有得睇:   http://www.tudou.com/programs/view/h33uRudQGWQ/

以下是海水溫度圖表:

Temperaturunterschiede_Ozeaneocean thermal4

 

下來要講發電廠的結構, 先看回用COAL來發電的發電廠,  就很容易了解海溫發電廠的結構的了, 因為同出一轍, 只是用的 working fluids 不一樣吧了.

煤發電廠:

CoalPowerPlant_TVA 

 

用煤燒滾水(working fluids) 變成蒸氣, 蒸氣膨脹推動了turbine (渦輪)來發電. 蒸汽冷卻又變回水後, 循環再用.  – 當然煤燒完後就成了CO2排放在大氣之中了.

備註:

1. 物質會情現4種形態的, 如: 1.水(液態), 2.冰是水的固態, 3.蒸汽是水的氣態, 4.Water Plasma ( 水等離子 – 依我所讀的資料, 當水超高溫燒時, 它不單變成氣體, 還會成為flame火舌 a ball lightning-type effect, 這是plasma形態.)Water_plasma

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Water_plasma.jpg

http://en.wikipedia.org/wiki/Water

http://en.wikipedia.org/wiki/State_of_matter

 

2. 當水沸騰時, 成為蒸汽,這氣體的體積會比原未受熱的水的體積為大(這就成了膨脹了), 當這蒸氣受困於同一大小的液體空間. 就變成了高壓(it is because gasses can be compressed, but liquid and solids are incompressible)做成了力量, 做成可推動渦輪機來發電了.

Ocean Thermal Energy power plant- 海溫發電廠:

ocean thermal3ocean thermal1ocean thermal12

 

因為受到海溫的限制(海面溫度20-30度, 深海溫度要接近0度), 於是我們必須找出一種working fluids 可以於低溫20度燃燒下就可由液體evaporate成氣體,做成動力去推動了渦輪葉, 當散放動力後經較寬的渦輪出口放出, 成了較低壓氣體, 並且經condenser冷卻(cool down with the deep ocean water)後變回液體, 循環再用.   

於是我們找到了 Ammonia 氨( 高效傳輸, 易得又便宜, 但好毒好傷肺, 但flammable即易燃!).  Fluorinated carbons such as CFCs and HCFCs  ( 我不很清楚這些化學物質(用途是壓縮噴霧劑, 冷凍劑, 發泡劑之類, 我只知道這是早期用在製造冰箱上的冷凍劑.) 不毒不易燃, 可是傷地球臭氧層.    Hydrocarbons (如 propane) 也不錯用, 但是極之易燃, 比Ammonia更易燃.  因此, Ammonia 成為了 working fluids 最理想的選擇了.

備註: 

最早期的冰箱是用 Ammonia 製造的, 可是太臭了, 又毒肺.  於是改用CFCs, 後來發現了地球臭氧層出現大洞是因為冰箱和冷氣機掉棄, 散發CFCs 而做成的.  冰箱才改用了HFC-134a / R-600a製冷劑.

歷史, 發展和效能:

 

S. No. Location Capacity (KW)        Year
1

Abidjan, Ivory coast

7000=7MW

1956
2

Hawaii, USA (Mini OTEC)

50 1979
3

Hawaii, USA

1000=1MW 1981
4

Republic of Nauru central pacific

100 1981
5

Tokunoshima, Japan

52 1982
9

Republic of Nauru central pacific

2500

Proposed

10

Hawaii, USA

49,000=49MW

Proposed

11

Kalashakharapattnam, Tamil Nadu

10,000

Proposed

12

Andhra Pradesh, India

10,000

Proposed

       
       
       

 

一間fossil fuel power station, 可以持續生產 1-1.5GW (Giga Watt) 可是 one wind farm with 50 wind turbines would produces typically 100MW (Mega Watt) with an average output of probably only 20MW.

如此, 你看看上表, 你就知道了那是多麼大的分別了.  亦即, 到了最新的發展, 在 Hawaii, USA proposed 計劃達49MW(那也是要等看証明的). 就算可以, 那麼又要建多少個這樣的發電廠才能代替一間的fossil fuel power station現在可供給的電量呢???

Technologies: 現時成熟的技術是用 closed cycle system(就是我以上介紹的),  另外兩種技術: open cycle and hybrid, 根本不到位的, 就不提了.

參考:

http://en.wikipedia.org/wiki/Ocean_thermal_energy_conversion

http://www.energysavers.gov/renewable_energy/ocean/index.cfm/mytopic=50010

http://knol.google.com/k/ocean-thermal-energy-conversion#

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