منتديات نبع الفرات

تمت ارشفة منتديات نبع الفرات

المشاركات من الموضوع Hawaii First to Harness Deep-Ocean Temperatures for Power

  1. بواسطة مرتجى العامري

    A small but operational ocean thermal energy conversion (OTEC) plant was inaugurated in Hawaii last week, making it the first in the world. The opening of the 100-kilowatt facility marked the first time a closed-cycle OTEC plant will be connected to the U.S. grid. But that amount of energy production can power only 120 Hawaiian homes for a year, a tiny drop in the ocean for the island state’s own energy needs. What promise OTEC holds for other regions is even less certain.
    The United States entered OTEC research in 1974 with the establishment of the Natural Energy Laboratory of Hawaii Authority (NELHA). But after decades of investment in the development of OTEC, this new Navy-bankrolled project is still seen by many as only a way to test the process rather than secure the place of OTEC as a viable renewable technology.
    The company that developed the facility, Makai Ocean Engineering, is named for the Hawaiian word “makai,” which means “toward the ocean.” Hawaii, which is heavily dependent on imported fossil fuels to meet its energy demand, might indeed have to look toward the ocean to meet its ambitious target of having 100 percent renewable energy by 2045. “This plant provides a much-needed test bed to commercialize ocean thermal energy conversion technology and bolster innovation,” Hawaii Gov. David Ige said in a statement.
    Robert Freeman, a spokesman at the Office of Naval Research, described the project that is partly funded by the ONR as a “prototype.” Through this plant, the office is trying to understand what the challenges to developing OTEC are, he said. The revenues generated from the plant, which will supply the NELHA facility where it is located, will be plowed back to fund more research and development in OTEC technology.
    “Since not much is going on OTEC-wise, having anything that is functioning, visible, however small, is great,” said Gérard C. Nihous, an OTEC expert at the University of Hawaii. “You are looking at tiny, tiny systems that by themselves are not significant,” he said. “Their significance lies in their ability to demonstrate the process.”
    The Makai plant is designed to draw in warmer ocean surface waters to vaporize ammonia, which boils and creates steam at a relatively low temperature. The steam spins a turbine and generates electricity. Cold water extracted from the ocean depths is then used to cool and condense the ammonia back into a liquid, which is then recycled in the system, known as a closed-loop system. The other commonly used OTEC technology, called the open system, does not rely on a medium, but uses the vaporized ocean water itself to run the turbine.
    [صورة]A little engine that could transform seacoast power: Ocean thermal energy conversion uses the temperature difference between warm surface water and the much cooler depths to boil ammonia, using the resulting steam to generate electricity.
    Graphic courtesy of Makai Ocean Engineering.Chinese system in the works
    Currently, there are no operational OTEC plants that produce power at a commercial scale. About a dozen exist across the world, but they have limited capacity, and most of them produce less than 1 megawatt of power. In contrast, the United States at present has 20 gigawatts of installed solar capacity.
    Lockheed Martin, a major defense manufacturer, which has been involved in the development of the technology for decades now, recently announced a new OTEC project in China. The company entered into a memorandum of understanding with a Chinese real estate developer, Reignwood Group, for a 10-MW offshore plant that will supply a green resort. “Initial system engineering, concept design, site evaluation and supply base identification work is complete. We are working toward finalizing a site so that detailed design, pre-construction and permitting activities can begin,” Lockheed Martin said in an email.
    The company has in the past worked closely with the Navy on OTEC research and development. It submitted a “completed concept design contract” for a 10-MW OTEC plant in Hawaii to the Naval Facilities Engineering Command (NAVFAC) in 2011. “There was no follow on work with NAVFAC to develop an OTEC plant in Hawaii,” it said.
    SEE ALSO:

    Evolution: New Clues about the Evolution of Dogs |
    Health: Researchers Seek Cancer Clues from Pet Dogs |
    Mind & Brain: Animals Have More Social Smarts Than You May Think |
    Space: Two Accelerators Find Particles that May Break Known Laws of Physics |
    Technology: Cryptographers Brace for Quantum Revolution |
    More Science: The Mystery of the Cat's Inner Eyelid


    “The technology is simple to understand but very difficult to implement in the field,” Nihous said of OTEC. “There are engineering challenges, but most of the reasons for its incomplete development are economic.”
    Most developers have to contend with prohibitive upfront capital costs, even for small-scale projects. For completed projects and those in the pipeline today, a large chunk of the funding is coming from governments and technology developers. However, to scale up would require private-sector funding, which is currently not forthcoming.
    Navy hopes to cut shore-based energy
    The Makai project that came with a price tag of about $5 million was funded by the ONR and NAVFAC. “An OTEC facility of this size costs approximately $3M to build. Outfitting the plant for R&D bumped the costs up to $5M,” a Makai company representative said in an email.
    The project fits well with the Navy’s ambition of being an early adopter of clean energy technologies and to help it achieve its own clean energy targets. The Navy currently meets about 12 percent of its total energy needs through renewable sources. Its goal is to source 50 percent of its shore-based energy from alternative sources by 2020, Freeman said.
    While its development has been stunted, nobody denies that OTEC is an attractive renewable energy source, for more than one reason. The potential for the technology, which channels solar energy, is undeniably huge. Oceans cover 71 percent of the Earth’s surface, and 1 square meter of ocean surface area on average receives about 175 watts of solar irradiation. The total amount of globally received solar power is thus approximately 90 petawatts; harnessing even a fraction of that energy would be enough to meet the entire world’s energy demand.
    But to generate power using existing OTEC technologies, the difference in temperature between deep cold and warm surface waters has to be at least 20 degrees Celsius (36 degrees Fahrenheit), which means that the plants must have access to water from the deep ocean. The number of sites across the world where OTEC power generation is feasible is only a few hundred. “It is really a tropical technology only,” Nihous said. “If you look at it from the perspective of Western Europe, Japan, North America and other rich developed countries, the impact is really limited to outlying areas like Hawaii, Guam and American Samoa.”
    There is also the question of how OTEC compares with other renewable resources that have managed to hit commercial maturity. One key advantage that OTEC has over other renewables, such as wind and solar energy, is the fact that OTEC is a baseload source, which means that it is a constant and stable source of power, unlike solar and wind, which are intermittent sources prone to weather-related fluctuations. This makes OTEC-generated power three times more valuable than other sources, according to some estimates.
    “ONR intends to continue funding research at Makai on OTEC technologies, contingent on the availability of money in future years,” Freeman said.





    هاواي الأولى لتسخير درجات الحرارة في أعماق المحيطات للطاقة


    تم افتتاح تحويل الطاقة الحرارية (OTEC) مصنع صغير ولكن التشغيلي المحيط في هاواي الأسبوع الماضي، مما يجعلها الأولى من نوعها في العالم. افتتاح منشأة 100 كيلوواط هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها توصيل محطة OTEC دورة مغلقة لشبكة الولايات المتحدة. ولكن هذا المبلغ من إنتاج الطاقة يمكن أن السلطة فقط 120 منزلا في هاواي لمدة عام، وهو قطرة صغيرة في المحيط لاحتياجات الدولة الجزيرة الطاقة الخاصة. ما وعد OTEC ينطبق على مناطق أخرى لعله أقل تأكيدا.


    دخلت الولايات المتحدة البحوث OTEC في عام 1974 مع إنشاء مختبر الطاقة الطبيعية من السلطة هاواي (NELHA). ولكن بعد عقود من الاستثمار في تطوير OTEC، ما زال ينظر إلى هذا المشروع الجديد البحرية مول، من قبل العديد من مجرد وسيلة لاختبار العملية بدلا من تأمين مكان OTEC كتقنية المتجددة قابلة للحياة.


    تم تسمية الشركة التي طورت هذا المرفق، ماكاي المحيط الهندسة، عن كلمة هاواي "ماكاي"، والتي تعني "نحو المحيط." هاواي، التي تعتمد اعتمادا كبيرا على الوقود الأحفوري المستورد لتلبية الطلب على الطاقة لها، قد يكون حقا للنظر "، ويوفر هذا المصنع سرير اختبار تشتد الحاجة إليها لتسويق المحيط الحرارية تكنولوجيا تحويل الطاقة وتعزيز الابتكار"، وقال حاكم ولاية هاواي ديفيد ايج في بيان باتجاه المحيط لتحقيق هدف طموح لها وجود الطاقة المتجددة 100 في المئة بحلول 2045..


    وقال روبرت فريمان، متحدث في مكتب البحوث البحرية، ووصف المشروع الذي يتم تمويله جزئيا من قبل شركة أوريكس بأنه "نموذج". ومن خلال هذا النبات، ومكتب يحاولون فهم ما التحديات التي تواجه تطوير OTEC هي. الإيرادات المتولدة من المصنع، والتي ستزود مرفق NELHA حيث يقع ذلك، سيتم استثماره لتمويل المزيد من البحوث والتطوير في مجال التكنولوجيا OTEC.


    "وبما أنه لا قدر ما يجري على OTEC الحكمة، وجود أي شيء يعمل، مرئية، مهما كانت صغيرة، كبيرة،" وقال جيرار C. Nihous، خبير OTEC في جامعة هاواي. "أنت تبحث في أنظمة صغيرة، صغيرة جدا في حد ذاتها ليست كبيرة"، قال. "أهميتها تكمن في قدرتها على إثبات هذه العملية."


    تم تصميم محطة ماكاي رسم في مياه سطح المحيط أكثر دفئا لتبخير الأمونيا، الذي يغلي ويخلق البخار عند درجة حرارة منخفضة نسبيا. البخار يدور التوربينات وتوليد الكهرباء. الماء البارد المستخرجة من أعماق المحيط ثم يستخدم لتبريد وتكثيف الأمونيا مرة أخرى إلى السائل، والتي يتم بعد ذلك إعادة تدويرها في النظام المعروف باسم نظام الحلقة المغلقة. التكنولوجيا OTEC الأخرى المستخدمة عادة، ويسمى نظام مفتوح، لا تعتمد على وسيط، ولكن يستخدم مياه المحيطات تبخر نفسها لتشغيل التوربينات.




    محرك القليل الذي يمكن أن تحول السلطة ساحل البحر: يستخدم المحيط تحويل الطاقة الحرارية الفرق في درجة الحرارة بين المياه السطحية الدافئة وأعماق برودة بكثير لغلي الأمونيا، وذلك باستخدام البخار الناتج لتوليد الكهرباء.
    مجاملة بيانية ماكاي المحيط الهندسة.
    النظام الصيني في الأشغال
    حاليا، لا توجد محطات OTEC التشغيلية التي تنتج الطاقة على نطاق تجاري. نحو عشرة موجودة في جميع أنحاء العالم، ولكن لديهم قدرة محدودة، ومعظمها تنتج أقل من 1 ميغاواط من الطاقة. في المقابل، فإن الولايات المتحدة في الوقت الحاضر لديها 20 جيجاوات من قدرة الطاقة الشمسية.


    شركة لوكهيد مارتن، وهي الشركة المصنعة الدفاع الرئيسي، التي شاركت في تطوير التكنولوجيا لعقود الآن، أعلنت مؤخرا عن مشروع OTEC جديد في الصين. أبرمت الشركة مذكرة تفاهم مع شركات التطوير العقاري الصيني، Reignwood المجموعة، لإقامة مصنع في الخارج 10 ميغاواط التي من شأنها توفير الملاذ الأخضر. "الهندسة الأولية النظام، مفهوم التصميم، تقييم الموقع وتحديد قاعدة الإمداد يكتمل العمل. وقال لوكهيد مارتن ونحن نعمل من أجل وضع اللمسات الأخيرة على الموقع بحيث التصميم التفصيلي، ما قبل البناء والأنشطة التي تسمح يمكن أن تبدأ "في رسالة بالبريد الالكتروني.


    وقد عملت الشركة في الماضي بشكل وثيق مع القوات البحرية على البحوث OTEC والتنمية. "لم يكن هناك متابعة على العمل مع NAVFAC لتطوير محطة OTEC في هاواي" قالت انها قدمت "مفهوم أكملت عقد التصميم" لمحطة OTEC 10 ميغاواط في هاواي للهندسة القيادة المرافق البحرية (NAVFAC) في عام 2011. .


    أنظر أيضا:
    التطور: أدلة جديدة حول تطور الكلاب | الصحة الباحثون: التماس أدلة السرطان من الكلاب الحيوانات الأليفة | العقل والدماغ: الحيوانات لديها أكثر سمارتس الاجتماعية مما قد يتصور البعض | الفضاء: اثنان من المسرعات البحث عن الجسيمات التي قد قطع المعروفة قوانين الفيزياء | علوم وتكنولوجيا: Cryptographers تستجمع قواها للثورة الكم | المزيد من العلوم: سر من القط الداخلية الجفن
    وقال "إن التكنولوجيا هي بسيطة لفهم ولكن من الصعب جدا تنفيذها في الميدان،" Nihous من OTEC. وقال "هناك تحديات هندسية، ولكن معظم أسباب تطورها غير مكتملة هي الاقتصادي."


    معظم المطورين أن يتعامل مع تكاليف رأس المال مقدما باهظة، حتى بالنسبة للمشاريع الصغيرة. عن المشاريع المنجزة وتلك التي في طور اليوم، جزءا كبيرا من التمويل يأتي من الحكومات ومطوري التكنولوجيا. ومع ذلك، من أجل توسيع نطاق يتطلب تمويل القطاع الخاص، الذي هو حاليا لا المقبلة.


    وتأمل البحرية لخفض الطاقة على الشاطئ
    وقد تم تمويل المشروع ماكاي الذي جاء مع سعرها من حوالي 5 ملايين $ من قبل شركة أوريكس وNAVFAC. "مرفق للOTEC من هذا الحجم يكلف حوالي 3M $ لبناء. وقال ممثل الشركة ماكاي تجهيز مصنع لR & D صدم تكاليف تصل إلى $ 5M، "في رسالة بالبريد الالكتروني.


    المشروع يتوافق جيدا مع طموح البحرية من كونه المتبني في وقت مبكر من تكنولوجيات الطاقة النظيفة والمساعدة على تحقيق أهداف الطاقة النظيفة الخاصة بها. يلتقي البحرية حاليا تحتاج الى نحو 12 في المئة من احتياجاتها من الطاقة الإجمالية من خلال مصادر الطاقة المتجددة. وقال فريمان هدفها هو مصدر 50 في المئة من الطاقة على الشاطئ من مصادر بديلة بحلول عام 2020.


    في حين تم توقف تطورها، لا أحد ينكر أن OTEC هو مصدر الطاقة المتجددة جذابة، لأكثر من سبب. احتمال والتكنولوجيا، والتي قنوات الطاقة الشمسية، ضخم لا يمكن إنكاره. تغطي المحيطات 71٪ من سطح الأرض، و 1 متر مربع من مساحة سطح المحيطات في المتوسط يتلقى حوالي 175 واط من الإشعاع الشمسي. المبلغ الإجمالي للتلقت عالميا الطاقة الشمسية وبالتالي ما يقرب من 90 petawatts. سوف تسخير حتى جزء من هذه الطاقة تكون كافية لتلبية الطلب على الطاقة في العالم بأسره.


    ولكن لتوليد الطاقة باستخدام تقنيات OTEC القائمة، والفرق في درجات الحرارة بين المياه السطحية الباردة والحارة عميقة يجب أن يكون على الأقل 20 درجة مئوية (36 درجة فهرنهايت)، مما يعني أن النباتات يجب أن يكون الحصول على المياه من أعماق المحيطات. عدد المواقع في جميع أنحاء العالم حيث توليد الطاقة OTEC ممكنا ليست سوى بضع مئات. "انها حقا التكنولوجيا الاستوائية فقط"، وقال Nihous. واضاف "اذا نظرتم اليها من منظور أوروبا الغربية واليابان وأمريكا الشمالية وغيرها من الدول المتقدمة الغنية، وتأثير محدود حقا إلى المناطق النائية مثل هاواي وغوام وساموا الأمريكية."


    هناك أيضا مسألة كيف يقارن OTEC مع غيرها من الموارد المتجددة التي تمكنت من ضرب النضج التجاري. ميزة واحدة رئيسية OTEC ما يزيد على مصادر الطاقة المتجددة الأخرى، مثل طاقة الرياح والطاقة الشمسية، هو حقيقة أن OTEC هو مصدر عمل كحمل أساسي، مما يعني أنه هو مصدر دائم ومستقر للسلطة، على عكس الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، والتي هي مصادر متقطعة المعرضة لتقلبات الطقس المتعلقة. وهذا يجعل ولدت OTEC السلطة ثلاث مرات أكثر قيمة من مصادر أخرى، وفقا لبعض التقديرات.


    "، تعتزم شركة أوريكس لمواصلة تمويل البحوث في ماكاي على تقنيات OTEC، تتوقف على توافر الأموال في السنوات المقبلة"، وقال فريمان.
  2. بواسطة شـ,ـهـ,ـد

    مجهود مميز ومتميز
    عاشت الايادي :rose:
  3. بواسطة مرتجى العامري

    شكرا جزيلا ام حر على المرور انرت عزيزتي
  4. بواسطة Abbas Al-iraqi

    [صورة]
  5. بواسطة مرتجى العامري

    نورت غلاي
    شكرا ع المرور