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Outros tipos de OTEC

No último post sobre energia, foi explicado o funcionamento da tecnologia OTEC. Hoje são mostrados outros tipos de usinas, que são variações dos ciclos aberto e fechado.

É recomendável ler o post “Conversão de energia térmica oceânica (OTEC)” antes de continuar neste artigo.

Conversão de energia térmica oceânica (OTEC)Clique aqui

Variações do ciclo fechado

Ciclo Kalina

Neste ciclo, o fluido que gira a turbina é uma mistura de água e amônia, esta composição permite o aumento da eficiência térmica. A concentração de amônia muda de acordo com a etapa do ciclo.

Ciclo Kalina

Ao sair da turbina, o fluido tem uma concentração de 70% de amônia. Como mostra o diagrama de fase, com esta concentração de amônia, a temperatura da água fria deve ser muito baixa para a condensação (transição para o estado líquido) do fluido.

Diagrama de fase água+amônia

Como reduzir a concentração de amônia no condensador? Usando um componente chamado separador, divide o fluido em vapor de alta concentração e solução de baixa concentração. A solução de baixa concentração se mistura com o fluido que acabou de sair da turbina, reduzindo a concentração de amônia no condensador para aproximadamente 40%. Com o separador, também pode-se obter a concentração original de amônia para a etapa de evaporação.

OTEC ciclo Kalina

O recuperador é um trocador de calor, tem a função de transferir calor do ponto 4 para o ponto 2, aumentando a eficiência da usina OTEC. Visto que a temperatura do ponto 4 é maior que a do ponto 2. Estes gráficos mostram os ciclos térmicos dos tipos Kalina (à direita) e Rankine (à esquerda). A usina de ciclo fechado mostrado no post “Conversão de energia térmica oceânica (OTEC)” é do tipo Rankine.

Ciclo térmico OTEC

Ciclo Uehara

Também usa a mistura de água e amônia. Tem um separador que envia o vapor água-amônia para as turbinas e a amônia aquosa vai para o regenerador e difusor (diffuser). Parte do vapor que gira a turbina vai para o aquecedor (heater), aumentando a temperatura do fluido indo para o evaporador. Possui duas turbinas para melhor aproveitamento do vapor.

Ciclo Uehara

O absorvedor (absorber) tem a função de retirar o calor absorvendo parte do vapor para a condensação. Após a condensação, o líquido vai para etapas de aquecimento para ser evaporado novamente e continuar o ciclo.

Variações do ciclo aberto

Ciclo de elevação de névoa

Este processo foi proposto na década de 1970. Em vez de usar uma turbina a vapor de baixa pressão, utiliza uma turbina hidráulica. A água quente entra em um duto e passa por evaporação flash, o vapor de água é misturado com água fria borrifada para produzir uma névoa, vapor carregando gotículas de água. A névoa sobe até o topo da estrutura devido à diferença de pressão e vai para um tubo onde é descarregada.

Ciclo elevação de névoa

A turbina hidráulica que move o gerador fica na parte de baixo da estrutura.

Ciclo de elevação da espuma

Neste processo, no lugar de névoa é criada uma espuma, água com bolhas de vapor, para elevar a água até nível do mar.

Estas variações de ciclo aberto não precisam de trocadores de calor e bombas grandes.

 

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