18-mа’ruza: Okean va suv oqimlari energiyasi

 
18.14.Rams Dengiz oqimlarning energiyani elektr energiyaga
о‘zgartiruvchi gidroenergetik qurilmalar
18.5. Okeanning issiqlik energiyasi 
Okeanning yuqori qatlamlar bilan tubidagi qatlamlarga nisbatan 20 
o
S-ga о‘ta qizishiga mos 
bо‘lgan issiqlik (ichki) energiyasi taxminan 3,4×10
24
J /yilga teng.
Dunyo okeani - eng katta tabiiy quyosh nurlanishi kollektoridir. Quyosh nurlanishini yutuvchi 
suvning yuqori qatlamlari issiq suv va uning tubidagi sovuqrok qatlamlari orasidagi temperaturalar farqi 
20 
o
S gacha yetadi (rasm 18.15). Bu esa о‘zluksiz tо‘ldirib boriladigan issiqlik energiya zaxirasini 
ta’minlaydi va uni termodinamik prinsip jihatdan boshqa energiya turlalariga о‘zgartirish mumkin. 
18.15-rasm. Chuqurligi о‘zgartirishi bilan okeanning temperatura о‘zgarishi 
Okeanda tо‘plangan issiqlik energiyani mexanik energiyaga va sо‘ngra esa har qanday boshqa 
energiyaga о‘zgartirish uchun, yuqori issiq va quyi sovuq qatlamlar orasidagi tabiiy temperaturalar 
farqidan foydalanadigan, issiqlik mashinani yaratish talab etiladi. Birinchi yaqinlashtirishda 
о‘zlashtirilgan energiyaning ulushi termodinamik Karno siklning FIK-ti orqali aniqlash mumkin:
η
k
 = ΔT / T
i
;  ΔT = T
i
-T
s 
; (18.20)
bu yerda T
i
va T
s 
– issiq va sovuq qatlamlarning temperaturasi.
О‘rtacha hisobida, muzdan erkin bо‘lgan okeanning 3×10
14
m
2 
maydonida, 100 m qalinlikdagi 
qatlamda, har qanday vaqt davrda okeanda saqlanadigan umumiy issiqlik quvvati quyidagi formula 
bilan aniqlash mumkin: 
W = 

 v c
p
 ΔT ; (18.21) 
bu yerda 

 - suvning zichligi, kg/m
3
; v – qizdirilgan suvning hajmi, m
3
;
c
p
– suvning solishtirma issiqlik miqdori, kDj/(kg K). 
0 
200 
400
600 
800 
Temperatura, 
о
С
Chuqurligi, 
м 
0 10 20 30 40 

---

Agarda c
p 
= 4,19 kDj/(kg K) deb qabul qilsak, u holda okeanda saqlanadigan energiya miqdori 
W=15×10
23
J tashkil etadi. 
Okeanning issiqlik energiyasidan foydalanish g‘oyasini birinchi bо‘lib 1881 yilda fransuz fizigi J. 
d'Arsonval tomonidan taklif etilgan edi. О‘tgan asrning 20-chi yillarda J. Klod Kubadagi Matansas 
qо‘ltig‘ida kо‘rgazmali qurilmasini qurgan edi. 70-chi yillarning boshida energetik tanqisligi 
munosabati bilan okeanning issiqlik energiyasidan foydalanish loyihalari bо‘yicha ishlar amalga oshirila 
boshlandi. Okeanning issiqlik energiyasidan foydalanish loyihalari, ya’ni okeanning issiqlik 
energiyasini mexanik energiyaga, sо‘ngra esa elektr energiyaga о‘zgartirish jarayonlari OTES (ocean 
termal energy conversion) degan atama bilan nomlangan. 
Okeanning issiqlik energiyasini о‘zgartirish jarayoni chuqurlikdan olinadigan sovuq suv T
s
temperaturasi va sirtdan olinadigan issiq suv T
i
temperaturalarini farqi hisobidan ishlaydigan OTES 
issiqlik mashinalarida amalga oshiriladi (18.16-rasm). 
18.16-Rasm: Okeanning issiqlik energiyani о‘zgartirish prinsipial sxemasi: 
1-bug‘lantirgich; 2-turbina; 3-generator; 4-nasos; 5-kondensator;
6-issiq suv (okeanning sirtida); 7-sovuq suv (okeanning chuqurlikda) 
Okean sirtidagi T
i
 temperaturali issiq suv 6 bug‘lantirgich 1-da past bug‘lanish temperaturaga ega 
bо‘lgan (ammiak, freonlar, past bosimdagi suv) issiqlik tashuvchini bug‘lantiradi va soviydi. Hosil 
bо‘lgan bug‘ turbina 2-ga о‘tib ish bajaradi. Okean chuqurligidan olinadigan T