[圖文]發明家設計海上漂浮能源島有望解決能源短缺 | 陽光歷史

 

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[圖文]發明家設計海上漂浮能源島有望解決能源短缺

2016年11月03日 科學探秘-短篇 暫無評論 閱讀 160 次

發明家設計海上漂浮能源島有望解決能源短缺

能源島生產能源的過程示意圖


發明家設計海上漂浮能源島有望解決能源短缺

發明家設計的能源島模型




  據美國生活科學網報道,海洋上可以採集多種形式的能量,如:風能、海浪形成的動能和太陽能。日前,發明家多米尼克·米凱利斯(Dominic Michaelis)設計出一種「能源島」,這種漂浮在海面上的裝置可以採集以上形式的能量,以能源再生產的絕對優勢有望取代目前人類廣泛使用的石油資源。


  米凱利斯最初設計能源島的想法是升級海洋熱能轉換(OTEC)系統,之前OTEC系統發展較緩慢。OTEC系統是從海底深處抽吸冰冷的海水、經過循環處理產生電能的裝置。他說,「目前的OTEC並沒有新的進展,我在思考為什麼不將其他能源製造技術與該系統有機地結合在一起呢?」


  能源島是由米凱利斯和他的兒子共同設計,OTEC系統位於能源島中心,但它並不是單純的OTEC系統,在其2000英尺(600米)直徑的平台上還有風力渦輪機和太陽能收集器。此外,海浪能量轉換和水流渦輪機將捕捉能源島附近海浪流動所產生的能量。米凱利斯稱,一個六邊形外型的能源島可產生250兆瓦電量,這完全可以為一座小型城市提供用量。甚至如果將多個能源島連接在一起,可以形成小型島嶼般的能源生產基地,該基地可為農作物生長提供充足的溫室條件,作為漂浮在海面上的小型港口為船隻提供停泊,同時還可為觀光者提供賓館住宿。據悉,為了吸引更多的投資者,能源島研究小組將於本周在中國上海召開的「中美綠色科技峰會」上呈現該設計理論並進行討論。


  OTEC系統的冷熱循環


  米凱利斯的基本設計原理是建造能源島,獲得OTEC能量。他告訴美國生活科學網說,「OTEC系統比其他海洋能量技術更具優勢性在於它的持續特點,該系統能夠全年每天24小時連續運行。」這是由於OTEC並不是基於太陽能、風能或者海浪動能,它是基於海洋深處冷水與海洋表面溫暖水流的溫差循環產生能量。目前,最大的海洋溫差在熱帶海域,其海洋表面較為溫暖,水溫可保持在25攝氏度。


  從能源島附近抽吸海洋表面溫暖的海水,用於蒸發形成工作液體,其結果是所形成的蒸汽將推動渦輪機產生電能。為了將蒸汽冷卻變回液態,從海面以下0.5英里處抽吸大約5攝氏度的海水進行冷卻處理,這種冷凝過程將產生壓力下降,有助於通過渦輪葉片抽吸更多的蒸汽。


  類似的基本工作原理也常出現於燃煤發電站或核能發電站,但是它們建造的沸水爐和冷卻塔所需要的溫差要比OTEC系統更高一些。


  能源島將OTEC系統有機結合


  1930年,古巴海岸建造了世界上第一個OTEC系統,可以生產22千瓦電能,到目前為止,全球僅建造了為數不多的其他幾家OTEC發電站,其中最大的發電站位於夏威夷,可生產250千瓦電能,其他的OTEC發電站均停止運行。OTEC系統至關重要的缺點就是相對較小的溫差很難轉換生成電能,事實上,一些早期OTEC系統設計所使用消耗的能源遠遠超過它們生產的能量。


  一個OTEC發電站需要許多能源循環大量的海水,比如,能源島需要每秒10萬加侖(400立方米)冷水的抽吸量。這正是米凱利斯之所以在能源島上結合了其他海洋能源製造技術,便於為OTEC系統提供基本的能量消耗。


  能源島的多種能源製造


  不可否認地講,能源島是一種製造廉價能源的製造方案,它可以通過海底管道向海岸傳輸能量。或者它可用於從水中分離氫,氫燃料可以船運至陸地,生成氫燃料電池。米凱利斯稱,能源島所生成的電能價格為每度9-13美分,具體依據能源島的建造成本資金投入狀況。目前,建造一個能源島至少需要6億美元。


  電能並不是能源島製造的唯一能源,如果使用海水作為OTEC系統工作液體,在蒸發和冷凝過程中海水將被除去鹽分。米凱利斯指出,每生產1兆瓦電量,OTEC系統需要每天供給30萬加侖新鮮海水。


  除此之外,從海洋深度抽吸的冰冷海水富含著多種營養成分,可用於供給養魚場或一些水產繁殖基地。


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