JPS6321366A - 蓄熱式海洋温度差発電装置 - Google Patents
蓄熱式海洋温度差発電装置Info
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- JPS6321366A JPS6321366A JP61165490A JP16549086A JPS6321366A JP S6321366 A JPS6321366 A JP S6321366A JP 61165490 A JP61165490 A JP 61165490A JP 16549086 A JP16549086 A JP 16549086A JP S6321366 A JPS6321366 A JP S6321366A
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- Japan
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- hot water
- water source
- sea
- air film
- thermal efficiency
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/46—Conversion of thermal power into mechanical power, e.g. Rankine, Stirling or solar thermal engines
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産 土の１
本発明は、海洋温度差発電装置に関し、とくに太陽エネ
ルギーを洋上で効率よく貯える温水源を備えた蓄熱式海
洋温度差発電装置に関する。
ルギーを洋上で効率よく貯える温水源を備えた蓄熱式海
洋温度差発電装置に関する。
ｒ釆五韮遺
化石燃料その他の燃料資源の有限性が指摘され省資源の
必要が強調されている。洋上温度差発電は、太陽エネル
ギーを利用するので燃料が一切不要である利点を有し、
将来有望なエネルギー源の一つとして注目されている。
必要が強調されている。洋上温度差発電は、太陽エネル
ギーを利用するので燃料が一切不要である利点を有し、
将来有望なエネルギー源の一つとして注目されている。
第２図に例示される従来のクローズドサイクル式海洋温
度差発電方式においては、海面上の温水源ｌの温水を温
水ポンプ２により蒸発器３へ汲上げ作動流体を蒸発させ
る。作動流体は、アンモニア或いはフロン等の低沸点媒
体である。作動流体の蒸気圧でタービン４とそれに直結
された発電機５を駆動して発電する。
度差発電方式においては、海面上の温水源ｌの温水を温
水ポンプ２により蒸発器３へ汲上げ作動流体を蒸発させ
る。作動流体は、アンモニア或いはフロン等の低沸点媒
体である。作動流体の蒸気圧でタービン４とそれに直結
された発電機５を駆動して発電する。
タービンを駆動した作動流体は、凝縮器６において深海
部の冷水源７から冷水ポンプ８で汲上げられた冷水によ
り液化され、さらにポンプ９を介して蒸発器３へ戻され
る０図中記号ＤＩ及びＤ２は、蒸発器３及び凝縮器６か
ら排水として放出される温水及び冷水をそれぞれ示す。
部の冷水源７から冷水ポンプ８で汲上げられた冷水によ
り液化され、さらにポンプ９を介して蒸発器３へ戻され
る０図中記号ＤＩ及びＤ２は、蒸発器３及び凝縮器６か
ら排水として放出される温水及び冷水をそれぞれ示す。
第３図に例示される従来のオープンサイクル式海洋温度
差発電方式においては、海面上の温水源１からの温水が
脱気室１０を介してフラッシュ蒸発器１１に加えられる
。脱気室ｌＯでは、矢印Ｇで示される様に溶融ガスが分
離され、フラッシュ蒸発器１１では温水から水蒸気が生
成される。この水蒸気がタービン４とそれに直結された
発電機５を駆動して発電する。タービン駆動後の水蒸気
は、復水器１２において深海部の冷水源７から冷水ポン
プ８で汲−にげられた冷水により液化され、真水Ｗとし
て排出される。
差発電方式においては、海面上の温水源１からの温水が
脱気室１０を介してフラッシュ蒸発器１１に加えられる
。脱気室ｌＯでは、矢印Ｇで示される様に溶融ガスが分
離され、フラッシュ蒸発器１１では温水から水蒸気が生
成される。この水蒸気がタービン４とそれに直結された
発電機５を駆動して発電する。タービン駆動後の水蒸気
は、復水器１２において深海部の冷水源７から冷水ポン
プ８で汲−にげられた冷水により液化され、真水Ｗとし
て排出される。
熱サイクルの熱効率を考察するに、理想的熱効率ηは次
式となる。
式となる。
η−（ＴＩ Ｔ２ ） ／ＴＩ
＝ＩＴｔ／Ｔ＋ ・・・（１）ここに
、Ｔ１は蒸発器３で蒸発した後の作動流体の絶対温度、
Ｔ２は凝縮器６で凝縮された後の作動流体の絶対温度で
ある。上式から明らかな様に、蒸発後の作！Ｆ／Ｉ流体
の温度Ｔ、が凝縮後の作動流体温度Ｔ２に比して大きい
はど熱効率は高くなる。
、Ｔ１は蒸発器３で蒸発した後の作動流体の絶対温度、
Ｔ２は凝縮器６で凝縮された後の作動流体の絶対温度で
ある。上式から明らかな様に、蒸発後の作！Ｆ／Ｉ流体
の温度Ｔ、が凝縮後の作動流体温度Ｔ２に比して大きい
はど熱効率は高くなる。
仮に−１−記蒸発後の作動流体の温度Ｔ、が上記温水の
絶対温度に等しいとし、上記凝縮後の作動流体温度Ｔ２
が上記冷水の絶対温度に等しいとし、さらに温水温度が
２９８にであり冷水温度が２７８にであるとすると、上
記の理想的熱効率ηは（り式から６．７ ％ （＝（２
９８−２７８）／２９８）となる。上記海面の温水と深
海部の冷水との温度差は２０−２５℃程度であることが
知られているから、海洋温度差発電における理想的熱効
率は高々７−８ｚ程度であり、さらにそのうちの３０
％程度は温水及び冷水の汲上げ等のいわゆる所内動力に
費やされる。
絶対温度に等しいとし、上記凝縮後の作動流体温度Ｔ２
が上記冷水の絶対温度に等しいとし、さらに温水温度が
２９８にであり冷水温度が２７８にであるとすると、上
記の理想的熱効率ηは（り式から６．７ ％ （＝（２
９８−２７８）／２９８）となる。上記海面の温水と深
海部の冷水との温度差は２０−２５℃程度であることが
知られているから、海洋温度差発電における理想的熱効
率は高々７−８ｚ程度であり、さらにそのうちの３０
％程度は温水及び冷水の汲上げ等のいわゆる所内動力に
費やされる。
要するに、従来の海洋温度差発電には、温水源と冷水源
との温度差がわずかに２０−２５℃程度であるために、
熱効率が低く、設備費に比し発電コストが高くなる欠点
があった。
との温度差がわずかに２０−２５℃程度であるために、
熱効率が低く、設備費に比し発電コストが高くなる欠点
があった。
−が しようと る、 へ
従って、本発明が解決しようとする問題点は、海洋温度
差発電における熱効率の改善にある。
差発電における熱効率の改善にある。
１． 壱を 央 るための
第１図を参照するに、本発明による蓄熱式海洋温度差発
電装置においては、海面りの一定海域を防波浮体２１で
囲み、その海域の海面を透明膜２２ａ間に密封された空
気層２２ｂからなる空気膜２２で覆う。上記海域を囲む
防波浮体２１の下縁に底膜２３を張設することにより、
蓄熱温水源２４を画成する。
電装置においては、海面りの一定海域を防波浮体２１で
囲み、その海域の海面を透明膜２２ａ間に密封された空
気層２２ｂからなる空気膜２２で覆う。上記海域を囲む
防波浮体２１の下縁に底膜２３を張設することにより、
蓄熱温水源２４を画成する。
好ましくは、空気膜２２及び底膜２３を随所で重錘２５
により引下げそれらの位置の安定化を図り、防波浮体２
１を係留索２６により海底又は他の適当な固定構造物（
図示せず。）に係留する。
により引下げそれらの位置の安定化を図り、防波浮体２
１を係留索２６により海底又は他の適当な固定構造物（
図示せず。）に係留する。
防波浮体２１は、周囲の海面りからの波浪が温水源２４
内に侵入し乱流を発生させるの防止するためのもので、
好ましくは中空の鉄製、コンクリート製又ゴム製の浮体
である。透明膜２２ａは太陽エネルギー透過率が高い軟
質の高分子系材料若しくはガラス繊維系材料からなるも
のとし、その太陽エネルギー透］Ｉ！率を好ましくは８
ｏｚ以上に選ぶ。透明膜２２ａの間に密封される空気層
は、結露防止及び断熱のため、好ましくは厚さ約１５
ｃｍ以上の乾燥空気からなるものとし、さらに好ましく
は３枚以−にの透明膜２２ａを用いて空気層２２ｂを２
層以上に形成する。
内に侵入し乱流を発生させるの防止するためのもので、
好ましくは中空の鉄製、コンクリート製又ゴム製の浮体
である。透明膜２２ａは太陽エネルギー透過率が高い軟
質の高分子系材料若しくはガラス繊維系材料からなるも
のとし、その太陽エネルギー透］Ｉ！率を好ましくは８
ｏｚ以上に選ぶ。透明膜２２ａの間に密封される空気層
は、結露防止及び断熱のため、好ましくは厚さ約１５
ｃｍ以上の乾燥空気からなるものとし、さらに好ましく
は３枚以−にの透明膜２２ａを用いて空気層２２ｂを２
層以上に形成する。
底膜２３は、温水源２４内に潮流等による乱流が生ずる
のを防止するものである。さらに上記空気膜２２及び温
水源２４内の海水を通って進入する太陽エネルギーの大
半は温水源２４内で吸収されるがその残りを底膜２３で
吸収して効果的に太陽エネルギーを温水源２４内に蓄熱
するためのものである。
のを防止するものである。さらに上記空気膜２２及び温
水源２４内の海水を通って進入する太陽エネルギーの大
半は温水源２４内で吸収されるがその残りを底膜２３で
吸収して効果的に太陽エネルギーを温水源２４内に蓄熱
するためのものである。
−４−２温水源２４内の海面に、熱交換発電ユニット２
７を配置し、温水ｓ２４及び深海部の冷水源７をその熱
交換発電ユニット７に連通ずる。図示例の熱交換発電ユ
ニット２７は、上記温水源２４内の海面に浮ぶハウジン
グ２８に搭載された蒸発器３、タービン４、発電機５、
凝縮器６、作動流体ポンプ９からなる。好ましくは、上
記ハウジング２日をも係留索２６により海底又は他の適
当な固定構造物（図示せず。）に係留する。上記蒸発器
３は温水ポンプ（第１図）及び温水源２４に連通した温
水配管２８を有し、上記凝縮器６は冷水ポンプ（第１図
）及び深海部の冷水源７と適当な冷排水排出部とに連通
した冷水配管３０を有する。
７を配置し、温水ｓ２４及び深海部の冷水源７をその熱
交換発電ユニット７に連通ずる。図示例の熱交換発電ユ
ニット２７は、上記温水源２４内の海面に浮ぶハウジン
グ２８に搭載された蒸発器３、タービン４、発電機５、
凝縮器６、作動流体ポンプ９からなる。好ましくは、上
記ハウジング２日をも係留索２６により海底又は他の適
当な固定構造物（図示せず。）に係留する。上記蒸発器
３は温水ポンプ（第１図）及び温水源２４に連通した温
水配管２８を有し、上記凝縮器６は冷水ポンプ（第１図
）及び深海部の冷水源７と適当な冷排水排出部とに連通
した冷水配管３０を有する。
第１図を参照するに、海面りにおける海水温度は、太陽
光Ｓの照射にも拘らず水面における波浪や飛沫による熱
損失に曝され、また大気に対する熱の伝導・対流・放射
により比較的低いレベルにある。本発明による蓄熱式海
洋温度差発電装置においては、空気Ｍ２２が温水源２４
の海面における波浪や飛沫を防Ｉｌニし、さらに海水と
大気との直接接触を避けているので、大気に対する熱の
伝導・対流・放射を大幅に抑制している。
光Ｓの照射にも拘らず水面における波浪や飛沫による熱
損失に曝され、また大気に対する熱の伝導・対流・放射
により比較的低いレベルにある。本発明による蓄熱式海
洋温度差発電装置においては、空気Ｍ２２が温水源２４
の海面における波浪や飛沫を防Ｉｌニし、さらに海水と
大気との直接接触を避けているので、大気に対する熱の
伝導・対流・放射を大幅に抑制している。
他方、空気膜２２は高い太陽エネルギー透過率を有する
ので、太陽エネルギーは十分に温水源２４内へ進入する
。また、底膜２３が太陽光Ｓを吸収する。
ので、太陽エネルギーは十分に温水源２４内へ進入する
。また、底膜２３が太陽光Ｓを吸収する。
従って、空気膜２２を透過して温水源２４へ進入した太
陽光Ｓのエネルギーは、空気膜２２の断熱効果及び底膜
２３の吸収効果により温水源２４の海水に熱として貯え
らる。即ち、温水源２４は蓄熱作用を有し、温水源２４
内の海水温度は、例えば第２図の開放温水源ｌにおける
海水温度よりかなり高くなる。このことは、上記（１）
式における蒸発後の作動流体の絶対温度Ｔ１の上昇を意
味し、ざらに開式から明らかな様に熱効率ηの向上をも
たらす。
陽光Ｓのエネルギーは、空気膜２２の断熱効果及び底膜
２３の吸収効果により温水源２４の海水に熱として貯え
らる。即ち、温水源２４は蓄熱作用を有し、温水源２４
内の海水温度は、例えば第２図の開放温水源ｌにおける
海水温度よりかなり高くなる。このことは、上記（１）
式における蒸発後の作動流体の絶対温度Ｔ１の上昇を意
味し、ざらに開式から明らかな様に熱効率ηの向上をも
たらす。
一例として、深海部の冷水の絶対温度が２７８Ｋ。
表層部の絶対温度が２９８にである海域において第２図
または第３図に示す従来から提案されているシステムを
用いた場合、実用的には作動流体の蒸発温度Ｔ１は２８
３に、凝縮温度は２９３に程度となり所内動力を差し引
いた総合熱効率η８は２．３９ ％Ｃ＝０．７ｘ（２９
３−２８３）／２！３３）である。−古本発明の方式に
より作動流体の蒸発温度を２に高め２９５Ｋにできれば
、その総合熱効率η８は２．８５χ（＝０．７ｘ（２９
５−２８３）／２９５）となり実に１９ Ｘもの効率上
昇が期待される。
または第３図に示す従来から提案されているシステムを
用いた場合、実用的には作動流体の蒸発温度Ｔ１は２８
３に、凝縮温度は２９３に程度となり所内動力を差し引
いた総合熱効率η８は２．３９ ％Ｃ＝０．７ｘ（２９
３−２８３）／２！３３）である。−古本発明の方式に
より作動流体の蒸発温度を２に高め２９５Ｋにできれば
、その総合熱効率η８は２．８５χ（＝０．７ｘ（２９
５−２８３）／２９５）となり実に１９ Ｘもの効率上
昇が期待される。
これは海洋温度差発電の建設コストの大きな部分を占め
る冷水取水管、熱交換器、タービン等のコストの低減を
意味し、膜の設備費を十分補い得るものである。
る冷水取水管、熱交換器、タービン等のコストの低減を
意味し、膜の設備費を十分補い得るものである。
実ｊ１例
上記蓄熱温水源２４の建設のためには、高分子系又はガ
ラス繊維系材料等を厚さ１薦−程度に工場で加工した透
Ｉｌ！１１膜２２ａを積重ねた後折畳んで設置位置まで
輸送する。空気膜２２は、こうして輸送された透明膜２
２ａを建設現場で広げて設置し、重ねられた隣接透明膜
２２ａの間に空気を現場で密封することによって形成す
ることができる。
ラス繊維系材料等を厚さ１薦−程度に工場で加工した透
Ｉｌ！１１膜２２ａを積重ねた後折畳んで設置位置まで
輸送する。空気膜２２は、こうして輸送された透明膜２
２ａを建設現場で広げて設置し、重ねられた隣接透明膜
２２ａの間に空気を現場で密封することによって形成す
ることができる。
乾燥空気の替りに、窒素ガスを隣接透明膜２２ａの間に
密封して空気膜２２の替りに窒素膜を作り、その窒素膜
を空気膜２２と同様に使用してもよい。
密封して空気膜２２の替りに窒素膜を作り、その窒素膜
を空気膜２２と同様に使用してもよい。
え艶りＡ１
以上説明した如く、本発明による蓄熱式海洋温度差発電
装置は、透明空気膜で覆われた蓄熱温水源を使用するの
で、熱効率を大幅に改善する顕著な効果を奏する。
装置は、透明空気膜で覆われた蓄熱温水源を使用するの
で、熱効率を大幅に改善する顕著な効果を奏する。
しかもこの熱効率改善に係わる追加設備費は小ネく、所
内動力の増大を伴なわないので、殆どそのまま発電コス
トの低減に反映される。
内動力の増大を伴なわないので、殆どそのまま発電コス
トの低減に反映される。
第１図は本発明による蓄熱式海洋温度差発電装置の説明
図、第２図は従来のクローズドサイクル式海洋温度差発
電装置の説明図、第３図は従来のオープンサイクル式海
洋温度差発電装置の説明図である。 ｌ・・・温水源、 ２・・・温水ポンプ、 ３・・・
蒸発器、４・・・タービン、 ５・・・発電器、
６・・・凝縮器、７・・・冷水源、 ８・・・冷水ポ
ンプ、 ９・・・作動波体ポンプ、 １０・・・脱気
室、 ＋１・・・フラッシュ蒸発器、２１・・・防波
浮体、 ２２・・・空気膜、 ２２ａ・・・透明膜、
２２ｂ・・・空気層、２３・・・底膜、 ２４・・・温
水源、 ２５・・・重錘、 ２６・・・係留索、 ２７
・・・熱交換発電ユニット、２８・・・ハウジング、
２９・・・温水配管、３０・・・冷水配管。
図、第２図は従来のクローズドサイクル式海洋温度差発
電装置の説明図、第３図は従来のオープンサイクル式海
洋温度差発電装置の説明図である。 ｌ・・・温水源、 ２・・・温水ポンプ、 ３・・・
蒸発器、４・・・タービン、 ５・・・発電器、
６・・・凝縮器、７・・・冷水源、 ８・・・冷水ポ
ンプ、 ９・・・作動波体ポンプ、 １０・・・脱気
室、 ＋１・・・フラッシュ蒸発器、２１・・・防波
浮体、 ２２・・・空気膜、 ２２ａ・・・透明膜、
２２ｂ・・・空気層、２３・・・底膜、 ２４・・・温
水源、 ２５・・・重錘、 ２６・・・係留索、 ２７
・・・熱交換発電ユニット、２８・・・ハウジング、
２９・・・温水配管、３０・・・冷水配管。
Claims (1)
- 防波浮体で囲まれた海域の海面を透明膜間に密封された
空気層からなる空気膜で覆い該防波浮体の下縁に底膜を
張設して形成した蓄熱温水源、及び該蓄熱温水源と深海
部の冷水源とに連通された熱交換発電ユニットを備えて
なる蓄熱式海洋温度差発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61165490A JPS6321366A (ja) | 1986-07-16 | 1986-07-16 | 蓄熱式海洋温度差発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61165490A JPS6321366A (ja) | 1986-07-16 | 1986-07-16 | 蓄熱式海洋温度差発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6321366A true JPS6321366A (ja) | 1988-01-28 |
Family
ID=15813389
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61165490A Pending JPS6321366A (ja) | 1986-07-16 | 1986-07-16 | 蓄熱式海洋温度差発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6321366A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013503299A (ja) * | 2009-08-27 | 2013-01-31 | マクアリスター テクノロジーズ エルエルシー | 補足される海洋熱エネルギー変換（ｓｏｔｅｃ）システムの効率の増加 |
| US8991182B2 (en) | 2009-02-17 | 2015-03-31 | Mcalister Technologies, Llc | Increasing the efficiency of supplemented ocean thermal energy conversion (SOTEC) systems |
| JP2015536401A (ja) * | 2012-11-07 | 2015-12-21 | ジ アベル ファウンデーション， インコーポレイテッド | 海洋熱エネルギー変換発電所 |
| US10844848B2 (en) | 2010-01-21 | 2020-11-24 | The Abell Foundation, Inc. | Ocean thermal energy conversion power plant |
| WO2023195158A1 (ja) * | 2022-04-08 | 2023-10-12 | 日本電信電話株式会社 | 熱変換システム及び熱変換方法 |
-
1986
- 1986-07-16 JP JP61165490A patent/JPS6321366A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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