MORSKE TEHNOLOGIJE
Download

MORSKE TEHNOLOGIJE

Advertisement
Download Presentation
Comments
eagan
From:
|  
(150) |   (0) |   (0)
Views: 59 | Added: 02-12-2012
Rate Presentation: 1 0
Description:
3. Energija plime i oseke (eng. Tidal Power) Morske mijene (plima i oseka) su naizmjenicno dizanje i spu?tanje razine mora nastalo pod utjecajem gravitacijske sile od strane Mjeseca i Sunca u odnosu na Zemlju. Energija morskih mijena je:obnovljivi izvor energije,no za razliku od energije vjetra
Tags
,
MORSKE TEHNOLOGIJE

An Image/Link below is provided (as is) to

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use only and may not be sold or licensed nor shared on other sites. SlideServe reserves the right to change this policy at anytime. While downloading, If for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.











- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -




1. MORSKE TEHNOLOGIJE Energija iz mora 2 Predavanje 7 Doc.dr.sc. Gorana Jelic Mrcelic

2. 3. Energija plime i oseke (eng. Tidal Power) Morske mijene (plima i oseka) su naizmjenicno dizanje i spu?tanje razine mora nastalo pod utjecajem gravitacijske sile od strane Mjeseca i Sunca u odnosu na Zemlju. Energija morskih mijena je: obnovljivi izvor energije, no za razliku od energije vjetra i solarne energiju predvidljiv! U Europi se mlinovi koje pokrece struja plime i oseke (Tide Mills) koriste vec gotovo 1000 godina

3. Mane: izbor lokacije je kljucan kao i kod farmi vjetra, jer se elektrane mogu postavljati na mjestima dovoljno velikih amplituda - USSR, USA, Kanada, Australija, Koreja, UK... ciklus morskih mijena je baziran na rotaciji Mjeseca (24.8 h) a zahtjevi za elektricnom energijom na rotaciji Zemlje (24 h), pa proizvodnja energije nije u fazi s zahtjevom za energijom - konvencionalne metode proizvode energiju 6 do 12 sati u 24 sata, pa se javlja potreba za dodatnim izvorima energije sa kracim vremenom pokretanja/zaustavljanja ? rje?enje: novi ?kotski izum GENTEC venturi ima puni kapacitet 24 sata dnevno

4. Princip rada: Potencijalna energija sadr?ana u stupcu vode E = xMg gdje je x - amplituda plimnog vala (u Bay of Fundy se zbog rezonance pojacava plimni val i mo?e biti do 10 m - 17 m), M - masa vode, g - gravitacija.

5. Dva tipa elektrana za kori?tenje energije plime i oseke ovisno o energiji koju koriste: Brane (metoda lagune) koriste potencijalnu energiju razlike u razini mora izmedu plime i oseke (engl. head). Branom se ograduje odredeno podrucje. Razlika razine mora u laguni u odnosu na okolno more pokrece turbine. Najveca takva brana je (240 MW, 600 milijuna kWh) La Rance (Francuska, 1967). Podvodne turbine koje koriste kineticku energiju struje plime i oseke. Prikladniji su nego brana jer nema velikih zahvata u okoli?. Prikladna mjesta za postavljanje su tjesnaci ili uski fjordovi gdje postoje jake periodicne struje morskih mijena (Norve?ka).

6. A. Elektrane koje koriste razliku u razini mora plime i oseke Brane zatvaraju bazene i zadr?avaju odredenu razinu vode unutar bazena. Osnovni elementi brane: turbine, ustave (eng. Sluice) i odvodni kanali (eng. Culvert) smje?teni su u betonskoj brani u podvodnom zvonu ili nasipu koji zatvara bazen ukoliko nema betonske brane

7. Podvodno zvono (eng. caisson) ? konstruira se tako da se voda mo?e ispumpati i radni okoli? je suh

10. Razne izvedbe podizanja i spu?tanja vrata ustava: flap sluice gate ? vrata se okrecu oko osovine na gornjem rubu vrata. Kada je pritisak na vrata dovoljno velik vata se otvaraju. Na pritisak s druge strane vrata ostaju zatvorena. vertical rising sluice gate ? vrata se otvaraju klizanjem u vertikalnom pravcu. Upravljana su pomocu uredaja. needle sluice ? ustava se formira pomocu pritiska vode na brojne igle koje se nalaze na cvrstom okviru. radial sluice gate ? struktura kod koje mali dio cilindricne povr?ine slu?i kao vrata. Vrata nosi radijalna konstrukcija koja ide kroz radijus cilindra, a nastavlja se protuutegom. rising sector sluice gate ? takoder dio cilindricne povr?ine koja le?i na dnu kanala di?e se rotacijom oko svog centra.

12. Nacin rada Generacija za vrijeme oseke (eng. ebb generation). Bazen se napuni za vrijeme plime preko ustave i turbine koja se slobodno okrece. Kad se napuni vrata se zatvaraju i ostaju zatvorena dok razina mora izvan ustave ne padne. Kada padne, otvaraju se vrata i struja vode preko turbina generira elektricnu energiju (za vrijeme oseke okolnog mora). Generacija za vrijeme plime (eng. flood generation). Bazen je prazan i preko odvodnih kanala ulazi more i turbine generiraju struju za vrijeme plime. Ovo je manje efikasno jer je manja razlika izmedu razine vode u bazenu i u okolinom moru nego kod prvog nacina.

13. Flood generation

14. Generacija i za vrijeme plime i za vrijeme oseke (eng. two-way generation). Kombinacija dva prije spomenuta nacina. Generacija pomocu dva bazena (eng. two-basin schemes). Jedan se bazen puni za vrijeme plime, a drugi se prazni za vrijeme oseke. Turbine su izmedu njih i pokrecu se propu?tanjem vode iz jednog bazen u drugi. Elektricna energija se mo?e proizvoditi u odabrano vrijeme, ali je skuplja investicija.

15. Environmental impact utjecaj na kvalitetu vode jer je smanjena izmjena vode izmedu bazena i otvorenog mora: turbiditet se smanjuje, a smanjena kolicina suspendirane tvari povecava prozirnost i stvara bolje uvjete za razvoj fitoplanktona. Kroz hranidbeni lanac promjene se ocituju u cijelom ekosustavu salinitet se smanjuje sediment veca akumulacija zagadivaci veca akumulacija organske tvari povecava rast bakterija i prisutnost drugih zagadivaca utjecaj na ?ive organizme ? opasnost od turbina poku?ava se rije?iti dizajnom turbina prilagodenim ribama (eng. fish-friendly turbine design) ili alternativnim metodama: liftovima za ribe, sonarnim navodenjem riba van turbina... utjecaj na stani?ta ? jaru?anje, betoniranje

16. Economic considerations visoka pocetna investicija (eng. high capital cost) i niski tro?kovi odr?avanja (eng. very low running cost) potrebno je dugo vrijeme za povrat investicije ? najce?ce financiranje od strane Vlada

17. La Rance Tidal Barrage Izgradena 1960-67 Tro?ak investicije oko 534 milijuna Eura Brana duga 330m, razlika plime i oseke 8m Turbine 11 m ispod najni?e razine mora Zadovoljava 3% potro?nje regije Lock za prolaz malih plovila

18. La Rance Tidal Barrage?

21. B. Elektrane koje koriste struje morskih mijena Rade kao podvodne vjetrenjace koje se okrecu oko vertikalne osi. Kako je morska vode 832 puta gu?ca od zraka, struja morskih mijena od 8 cvorova ekvivalentna vjetru od 390 km/h. Turbina se nalazi u betonskom oklopu koji le?i na morskom dnu (podvodno zvono), a kompjuterski je optimiziran protok. Rotacija turbine je u oba smjera. Rotor od 4 propelera spojen je s generatorom koji je iznad povr?ine mora radi lak?eg odr?avanja.

22. Razne izvedbe elektrana koje koriste struje morskih mijena ? eng. tidal fence

23. Razne izvedbe elektrana koje koriste struje morskih mijena

24. Projekti za buducnost The Stingray?(ra?a) kut velikih hidrokrila (hydroplanes) mijenja se ovisno o struji mijena i ovo se gibanje prenosi na cilindar. Visokotlacno ulje (eng. high-pressure oil ) pokrece hidraulicni motor koji pogoni generator. ?

25. Tidal "wind farms? (elektrane za morske mijene po uzoru na vjetroelektrane) Novi modeli s turbinama slicnim onima na farmama vjetra

26. 4. Energija morskih struja Plutajuce splavi Ucvr?cene su za oceansko dno i mogu se smjestiti udaljeno od obale. Struje pokrecu turbine smje?tene su ispod povr?ine splavi.

27. Belco alternativna elektrana potpuno je uronjema ? i rotor i 150 stopa dugi, uronjeni morski generator s ugradenom turbinom s 4 lopatice

28. 5. Energija sunca (eng. solar power) dobivanje energije iz sunceva svjetla sve je vi?e u upotrebi danas se sunceva energija koristi za: grijanje, dobivanje elektricne energije, desalinizaciju vode... pogodno je za kori?tenje u udaljenim podrucjima (i svemiru)

29. Distribucij solarne energije na Zemlji (1991-1993) ? crnim diskovima oznacena su podrucja koja bi trebala proizvoditi energiju

30. Prednosti: nema zagadenja lako odr?avanje i niski operativni tro?kovi minimizacija distribucijskih tro?kova - isplativa za udaljena podrucja, pogotovo za satelite, otoke i oceanske brodove povoljna za vr?na opterecenja Nedostatci: ograniceno dobivanje energije ? ovisi o insolaciji (noc, oblaci) pouzdani sustavi zahtijevaju skladi?tenje energije ili pomocni izvor solarne celije proizvode istosmjernu struju koja se mora prevesti u izmjenicnu - gubitak 4-12%

31. Direktno kori?tenje solarne energije: Fotovolta?ne celije ? elektricna energija Sunce grije termalne mase (vodu, zrak) Indirektno: Biogoriva ? nastaju fotosintezom biljaka Fosilna goriva ? sunceva energija zarobljena u biljkama u geolo?koj pro?losti Hidroelektrane i turbine pogonjene vjetrom ? suncevo djelovanje na klimu (uslijed razlicitog zagrijavanja Zemlje nastaju morske struje i vjetrovi) Ocean thermal energy production (OTEP) ? koristi razliku u temperaturi gornjih i donjih slojeva mora

32. A. Sustavi za solarno grijanje Solarni sustavi tople vode sastoje se termalnih kolektora i tanka za skladi?tenje. Koriste se od domacinstava do svemira. Postoje tri osnovna sustava: Aktivni ? koristi pumpe kojima cirkulira voda ili drugi fluid Pasivni ? koristi prirodnu cirkulaciju vode ili fluida Sustavi koji koriste tankove direktno grijane Suncem

33. Solarna ploca (fotovolta?ni uredaj) mo?e puniti baterije od 12 V i do 9 A na direktnom suncu

34. B. Solarno jezero ? sustav za cuvanje solarne energije Tehnolo?ki nezahtjevan i jeftin nacin sakupljanja i cuvanja solarne energije Princip ? tri sloja vode: Gornji niskog saliniteta Srednji izolirajuci sloj s gradijentom saliniteta ? sprjecava izmjenu topline Pridneni sloj visokog saliniteta ? temperature 90?C ? cuva toplinu

35. C. Ocean thermal energy conversion (OTEC) ? konverzija toplinske energije oceana Nacin generiranja elektricne energije na osnovu temperaturne razlike morske vode na razlicitim dubinama ? pokretanja toplinskog stroja (eng. heat engine).

38. Prednosti: veliki potencijal - ovako raspolo?iva energija je do dva reda velicine veca nego drugi izvori oceanske energije Nedostatci: tehnolo?ki zahtjevno i skupo - sva OTEC postrojenja zahtijevaju skupe cjevovode velika promjera koji su uronjeni milju ili vi?e u oceanske dubine OTEC se koristi u tropskim podrucjima (izmedu 20? N i S) postojeci OTEC sustavi imaju efikasnosti svega 1 do 3%.

39. Povijest OTEC-a Prvi poku?aji 1800-ih francuski fizicar Jacques Arsene d'Arsonval, d'Arsonvalov student Georges Claude izradio prvo OTEC postrojenje (Kuba, 1930) 1935 Claude je konstruirao drugu elektranu na 10 000 tonskom teretnom brodu usidrenom uz obale Brazila - vrijeme i valovi su uni?tili obje 1956 izgradio je trece OTEC postrojenje za Abidjan (Obala bjelokosti) ? nikad nije dovr?ena jer je bila preskupa 1962 J. H. Anderson i J. H. Anderson Jr. Napravili su novi, efikasniji dizajn

40. 1974 Vlada SAD osniva vodeci test-laboratorij OTEC tehnologije the Natural Energy Laboratory of Hawaii Authority: 1979 mini OTEC eksperiment brod usidren 1.5 milju od Havaja ? prvo uspje?no dobivanje elektricne energije na moru za osvjetljenje, rad kompjutera i TV na brodu 1993 najvece OTEC postrojenje na kopnu u Keahole Point, Hawaii, 1999 najvece OTEC postrojenje na moru ? od tada nije bilo testiranja OTEC tehnologije u SAD-u India ? pilot projekt 1 MW floating OTEC plant blizu Tamil Nadu

41. OTEC u Keahole Point na obali otoka Kona - Hawaii.

43. Podjela: ovisno o lokaciji: na kopnu na kontinentskom ?elfu uronjene ispod povr?ine (konceptualno) plutajuce ovisno o ciklusu: otvoreni zatvoreni hibridni

44. Sustavi otvorenog ciklusa koriste toplu povr?insku vodu tropskih mora koja u spremniku niskog tlaka kljuca. Para koja ekspandira pokrece nisko-tlacnu turbinu koja je spojena s generatorom. Para se kondenzira u dodiru s hladnim vodom iz dubina.

46. b. Sustavi zatvorenog ciklusa koriste fluid s niskom tockom vrenja (amonijak) za pokretanje turbina. Topla povr?inska morska voda pumpa se kroz izmjenjivac topline gdje fluid isparava. Pare koje ekspandiraju okrecu turbo-generator. Hladna pridnena voda pumpa se kroz drugi izmjenjivac topline gdje se fluid kondenzira i vraca u ciklus.

48. c. Hibridni sustavi kombiniraju karakteristike oba sustava. Topla morska voda ulazi u vakuum komoru i trenutacno se pretvara u paru (kao u otvorenom sustavu). Para izaziva isparavanje fluida niskog vreli?ta (kao u zatvorenom sustavu) koji pokrece turbinu.

51. Druge tehnologije povezane s OTEC - moguca kogeneracija za: Hladenje (eng. air conditioning) ? hladna voda iz OTEC za hladenje zraka Poljoprivredu (eng. chilled-soil agriculture) ? hladna voda koja tece kroz podzemne cijevi hladi tlo pa je moguce uzgajanje biljki iz umjereniog pojasa u subtropskom pojasu ? vrt u The Natural Energy Laboratory Akvakulturu ? za uzgoj vrsta koje vole hladnu vodu (losos, jastog, mikroalge) Desalinizaciju ? proizvodnja slatke vode kao nusprodukta Dobivanje minerala ? 57 elemenata u tragovima se nalazi u morskoj vodi ? velike kolicine vode se pumpaju i treba naci isplativ nacin ekstrakcije tih otopljenih minerala Istra?ivanje ? OTEC platforme mogu se koristiti i za oceanografska istra?ivanja Turizam ? za rekreacijsko ronjenje

52. OTEC postrojenja su manje-vi?e stacionarne povr?inske platforme i njihova stalna lokacija i legalni status mo?e biti ureden UN Konvencijom o pravu mora (United Nations Convention on the Law of the Sea - UNCLOS). One se mogu smatrati umjetnim otocima koji nemaju vlastitu pravnu samostalnost (SAD nije ratificirala ovaj sporazum).

53. D. Energija dobivena iz temperaturne razlike izmedu hladnog zraka i tople vode Zimi u obalnim arktickim podrucjima temperatura mora je 40?C toplija nego zrak, pa je moguca primjena tehnologija baziranih na OTEC zatvorenim sustavima. Prednost je ?to ne trebaju dugi cjevovodi za dovodenje duboke oceanske vode, pa su jeftiniji od klasicnog OTEC.

54. 6. Blue energy Ima princip rada obrnut od desalinizacije. Razlika u slanosti izmedu morske vode i rijeka koristi se za generiranje elektricne energije odvajanjem pozitivnih i negativnih iona preko membrana (reverzna elektrodijaliza RED ili osmoza).

55. 1950 znanstvenici sa sveucili?ta u Kaliforniji prona?li su metodu pretvaranja slane morske vode u vodu za pice. 1965 znanstvenici sa Sveucili?ta Negev u Izraelu zakljucuju da bi se obrnutim postupkom mogla dobiti elektricna energija. 1973 napravljen je simulator na osnovu pojave da se slana i slatka voda mije?aju sve dok se njihov salinitet ne izjednaci: izmedu vode razlicitog saliniteta postavljene su specijalne polupropusne membrane i na njihovim krajevima izmjerena je razliku u naponu. No u to vrijeme prakticna primjena te ideje bila je preskupa.

56. 2009 znanstvenici u nizozemskom Centru za obnovljivu tehnologiju vode napravili su ?Koncept plava energija?. Princip je slijedeci: morska voda sadr?i dvije vrste cestica (pozitivne ione natrija i negativne ione klora). Ako se u rezervoar sa mje?avinom slatke i slane vode potope dvije membrane, od kojih jedna propu?ta pozitivne, a druga negativne ione, izmedu njih ce poteci struja. Membrane koje nizozemski istra?ivacki tim koristi jo? nisu dovoljno jeftine za masovnu proizvodnju. Razmak izmedu membrana mora biti mikroskopske velicine kako bi elektricni otpor bio ?to manji, a voda mora slobodno prolaziti kroz membrane.

57. Sve navedene pote?koce moraju se rije?iti kako bi plava energija pre?la iz faze istra?ivanja u prakticnu primjenu. Predvidanja Nizozemske su da bi mogli ovim izvorom pokriti 33% potreba. Za ovaj nacin dobivanja energije najpogodnija u?ca rijeka, gdje se slatka voda prirodno mije?a sa morskom slanom vodom. Energetski potencijal koji bi se mogao ostvariti u zemljama bogatim rijecnim u?cima je velik.

58. Pitanja za ponavljanje Navedite dva tipa elektrana za kori?tenje energije plime. Koji su nedostaci takvih elektrana-brana. Kako one utjecu na okoli?. Navedite cetiri tipa izvedbi (podjela prema nacinu rada). Navedite ime najpoznatije takve brane. Navedite prednosti i nedostatke solarne energije. Nacini kori?tenja solarne energije (direktni i indirektni) za dobivanje energije! ?to je OTEC? Princip rada OTEC elektrane? Koje su im prednosti, a koji nedostaci? Podjela OTEC elektrana? Moguca kogeneracija s OTECom? ?to je Blue energy?

59. Hvala na pa?nji!

64. Proizvodnja energije iz mora Izvori: http://powerlab.fsb.hr/OsnoveEnergetike/udzbenik/ http://en.wikipedia.org/wiki/Alternative_energy http://www.pfri.hr/~zec/ (MTv1.0)


Other Related Presentations

Copyright © 2014 SlideServe. All rights reserved | Powered By DigitalOfficePro