Bài Tiểu Luận: Năng Lượng Nhiệt Đại Dương

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG
Bài Tiểu Luận:
Năng Lượng Nhiệt Đại Dương
Nhóm SV: 1- Trịnh Văn Toàn
2- Trần Cúc
3- Nguyễn Văn Trị
4- Lê Ngọc Minh
5- Phạm Xuân Thành
NĂNG LƯỢNG NHIỆT ĐẠI DƯƠNG`
OTEC: Chuyển đổi năng lượng nhiệt đại dương
(Ocean thermal energy conversion)
Evaporator: thiết bị bay hơi
Condensen: thiết bị ngưng tụ
Warm seawater: nước ấm
Cold seawater: nước lạnh
Working fluid: môi chất làm việc
CÁC KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT
NỘI
DUNG
TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG NĂNG
LƯỢNG NHIỆT ĐẠI DƯƠNG
CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG
NHIỆT ĐẠI DƯƠNG
SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ TRANG THIẾT BỊ CỦA ỨNG DỤNG
NĂNG LƯỢNG NHIỆT ĐẠI DƯƠNG
ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG NHIỆT ĐẠI DƯƠNG
TRONG VIỆC THAY THẾ CHO NHIÊN LIÊU TRUYỀN
THỐNG
KẾT LẬN
NĂNG LƯỢNG NHIỆT ĐẠI DƯƠNG

NĂNG LƯỢNG NHIỆT ĐẠI DƯƠNG
1. TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG BIỂN
-
Đại dương bao phủ hơn 70% bề mặt trái
đất, do đó đại dương là chiếc gương thu
gom năng lượng mặt trời lớn nhất thế giới,
những nguồn năng lượng sạch và dồi dào
mà người ta gọi chung là năng lượng biển,
-
Dự tính toàn bộ năng lượng biển ước
khoảng 152,8 tỷ kw đó là một tiềm năng
lớn cần được khai thác
-
Gồm có các dạng như: năng lượng sóng
biển, năng lượng dòng chảy, năng lượng
thủy triều, năng lượng từ sự chênh lệch
nhiệt độ
1. TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG NĂNG
LƯỢNG BIỂN
1.1. NGUỒN NĂNG LƯỢNG TỪ SÓNG BIỂN:
Sóng biển chứa đựng nguồn năng
lượng rất lớn
Từ hơn 100 năm trước đây, con người
đã dùng sóng biển để phát điện.
Phát điện bằng năng lượng sóng biển
không tốn một chút năng lượng “khởi
động” nào, lại không gây ô nhiễm môi
trường, do đó nó là một nguồn năng
lượng sạch
1. TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG NĂNG

LƯỢNG BIỂN
1.2. NGUỒN NĂNG LƯỢNG TỪ THỦY TRIỀU:
Năng lượng thủy triều của toàn thế
giới ước chừng khoảng 3 tỷ kw
Lợi dụng sự chênh lệch mức nước
thủy triều lên xuống để làm quay
động cơ và máy phát điện
Ở những vùng có biên độ triều
tương đối lớn, người ta xây đê ngăn
nước có nhiều cửa tạo thành một hồ
chứa nước và trong đê lắp tổ máy phát
điện bánh xe nước.
1. TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG NĂNG
LƯỢNG BIỂN
1.2. NGUỒN NĂNG LƯỢNG TỪ THỦY TRIỀU:
1. TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG NĂNG
LƯỢNG BIỂN
1.3. NGUỒN NĂNG LƯỢNG TỪ DÒNG CHẢY:
Các dòng chảy lớn trên biển
thường chảy theo một hướng tương
đối ổn định và có lưu lượng lớn, do
đó ẩn chứa một nguồn năng lượng
rất lớn
Theo của các nhà khoa học tổng
năng lượng tiềm năng của dòng chảy
biển và đại dương lên đến 5 tỷ kw
Hiện nay, trên thế giới có rất
nhiều phương án thiết kế phát điện
dòng chảy chuyên dụng
1. TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG NĂNG

LƯỢNG BIỂN
1.3. NGUỒN NĂNG LƯỢNG TỪ DÒNG CHẢY:
Hệ thống phát điện TidalStream
Với chiếc phao hình ống
gắn 4 turbine phát điện.
Phao chạy xung quanh
một cái đế cố định dưới
đáy biển để lựa chỗ có
dòng chảy mạnh nhất
1. TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG NĂNG
LƯỢNG BIỂN
1.4. NGUỒN NĂNG LƯỢNG NHIỆT ĐẠI DƯƠNG:
Năng lượng nhiệt của đại dương được sử dụng cho nhiều ứng dụng,
bao gồm cả phát điện. Có ba loại chu trình chuyển đổi điện gồm:
chu trình đóng, chu kỳ mở và hệ thống lai giữa 2 loại này
1. TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG NĂNG
LƯỢNG BIỂN
1.4. NGUỒN NĂNG LƯỢNG NHIỆT ĐẠI DƯƠNG:
Theo các nhà khoa học thi tiềm năng của loại năng lượng
này có thể khai thác ước tính đến 50 tỷ kw.
NĂNG LƯỢNG NHIỆT ĐẠI DƯƠNG
2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG NHIỆT ĐẠI DƯƠNG
Trong khi nhu cầu về năng lượng từ dầu, than và các loại nhiên liệu
khác đang ngày càng tăng cao do sức ép về dân số và vấn đề về môi
trường. Do đó cần tìm một nguồn năng lượng thay thế
NĂNG LƯỢNG NHIỆT ĐẠI DƯƠNG
2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG NHIỆT ĐẠI DƯƠNG
Nhiệt lượng của mặt trời làm ấm mặt
nước trên bề mặt nhiều hơn nước dưới biển
sâu, và sự chênh lệch nhiệt độ này tạo ra

năng lượng nhiệt
Chỉ cần có một nhiệt bị giữ lại một phần
nhiệt lượng trong đại dương cũng có thể cung
cấp năng lượng cho cả thế giới.
Nguồn năng lượng từ nhiệt đại dương
là rất lớn và nguồn năng lượng này sẽ
không là ảnh hưởng đến môi trường. So
với các nguồn năng lượng khác như điện
hạt nhân, thủy điện…
NĂNG LƯỢNG NHIỆT ĐẠI DƯƠNG
2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG NHIỆT ĐẠI DƯƠNG
NĂNG LƯỢNG NHIỆT ĐẠI DƯƠNG
2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG NHIỆT ĐẠI DƯƠNG
Cơ sỡ tính toán năng lượng nhiệt đại
dương :
Từ phương trình cân bằng công suất ta có.
Trong đó:
W
NP
: công suất tuần hoàng của nhà
máy OTEC
W
T
: công suất của tuabin.
W
C
: công suất của bơm.
W
CT
: công suất của bơm nước lạnh.

W
HT
: công suất của bơm nước ấm.
W
A
: công suất của các thiết bị phụ khác.

NĂNG LƯỢNG NHIỆT ĐẠI DƯƠNG
2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG NHIỆT ĐẠI DƯƠNG
Cơ sỡ tính toán năng lượng nhiệt đại
dương
Phương trình cân bằng năng lượng cho các
chất lỏng
Trong đó:
Q
H
: nhiệt truyền từ nước ấm cho môi chất
Q
C
: nhiệt truyền từ môi chất cho nước lạnh.

Với : W
N
công suất tuần hoàng của chu trình đóng
W
N
= W
T
+ W
C

NĂNG LƯỢNG NHIỆT ĐẠI DƯƠNG
2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG NHIỆT ĐẠI DƯƠNG
Cơ sỡ tính toán năng lượng nhiệt đại dương
Đối với trường hợp lý tưởng:
NĂNG LƯỢNG NHIỆT ĐẠI DƯƠNG
3. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ, TRANG THIẾT BỊ ỨNG DỤNG NĂNG
LƯỢNG NHIỆT ĐẠI DƯƠNG
3.1. Sơ Đồ Nguyên lý:
Gồm các thiết bị sau:
-
Thiết bi bay hơi.
-
Thiết bị ngưng tụ.
-
Bơm.
-
Turbin.
-
Máy phát điện.
NĂNG LƯỢNG NHIỆT ĐẠI DƯƠNG
3. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ, TRANG THIẾT BỊ ỨNG DỤNG NĂNG
LƯỢNG NHIỆT ĐẠI DƯƠNG
3.1. Sơ Đồ Nguyên lý:
Hệ thống sử dụng nước ấm từ
bề mặt của đại dương để làm
bay hơi môi chất lỏng dẫn
động có điểm sôi thấp, như
ammonia. Môi chất bay hơi,
tạo ra áp lực lớn dưới dạng

khí và làm quay tuabin.
Tuabin sau đó kéo một máy
phát điện để sản xuất điện.
CHU TRÌNH ĐÓNG
NĂNG LƯỢNG NHIỆT ĐẠI DƯƠNG
3. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ, TRANG THIẾT BỊ ỨNG DỤNG NĂNG
LƯỢNG NHIỆT ĐẠI DƯƠNG
3.1. Sơ Đồ Nguyên lý:
Sau đó môi chất ở dạng khí
tiếp tục đi vào thiết bị
ngưng tụ. Ở trong thiết bị
ngưng tụ chứa nước biển
dưới sâu có nhiệt độ thấp,
khiến cho môi chất này lạnh
đi và trở thành trạng thái
lỏng, rồi được bơm đến thiết
bi bay hơi và sự tuần hoàn
cứ diễn ra liên tục như vậy.
NĂNG LƯỢNG NHIỆT ĐẠI DƯƠNG
3. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ, TRANG THIẾT BỊ ỨNG DỤNG NĂNG
LƯỢNG NHIỆT ĐẠI DƯƠNG
3.1. Sơ Đồ Nguyên lý:
Hệ thống chu kỳ mở đun sôi
nước biển bằng cách hoạt
động ở áp suất thấp. Điều này
tạo ra hơi nước đi qua một
tuabin kéo máy phát điện
CHU TRÌNH MỞ
NĂNG LƯỢNG NHIỆT ĐẠI DƯƠNG
3.2. Trang Thiết Bị Của Ứng Dụng Năng Lượng Nhiệt Đại Dương

Hiện nay có hai loại nhà máy OTEC được xây dựng:
- Nhà máy OTEC nổi trên biển:
Các nhà máy nổi
được xây dựng trên
các vùng biển nhiệt
đới có thể cung cấp
điện cho các đảo và
các khu quân sư nhỏ
ở ngoài biển mà việc
đưa năng lượng từ
đất liền ra gặp nhiều
khó khăn
NĂNG LƯỢNG NHIỆT ĐẠI DƯƠNG
3.2. Trang Thiết Bị Của Ứng Dụng Năng Lượng Nhiệt Đại Dương
- Nhà máy OTEC trên các con tàu:
Được xây dựng trên các con tàu quân sự lớn, có thể linh
hoặc trong việc di chuyển và tìm vùng có nhiệt độ thích
hợp.
NĂNG LƯỢNG NHIỆT ĐẠI DƯƠNG
3.2. Trang Thiết Bị Của Ứng Dụng Năng Lượng Nhiệt Đại Dương
Các nhà máy OTEC đươc xây dựng với quy mô lớn trên các
bờ biển không chỉ sản xuất điện mà có thể sản xuất ra nước
uống, nuôi thủy sản hoặc trồng cây trong các nhà kính có
khí hậu ôn hòa.
- Nhà máy OTEC trên bờ biển:
NĂNG LƯỢNG NHIỆT ĐẠI DƯƠNG
4- ỨNG DỤNG NĂNG LƯƠNG NHIỆT ĐẠI DƯƠNG TRONG
VIỆC THAY THẾ CHO NĂNG LƯỢNG TRUYỀN THỐNG
Các nhà khoa học đã
đưa ra ý tưởng về

OTEC từ thế kỷ 19 và
Lockheed Martin đã
tạo ra một mô hình
mẫu trong cuộc khủng
hoảng năng lượng
những năm 1970.