الطاقة البديلة من المحيط

 ابتكر المهندس الفرنسي جاك دارسونفال تقنية تحويل الطاقة الحرارية للمحيطات (OTEC) عام ١٨٨١. مع ذلك، وحتى وقت كتابة هذا التقرير، يضم مختبر الطاقة الطبيعية في هاواي المحطة التجريبية الوحيدة العاملة بتقنية OTEC في العالم. تُعدّ OTEC مصدرًا واعدًا للطاقة البديلة، وتحتاج إلى تمويل ودراسة أوسع بكثير مما هي عليه الآن. يُعدّ التكلفة العقبة الكبرى أمام تطبيق OTEC على نطاق واسع وبشكل عملي. يصعب خفض التكاليف إلى مستوى معقول نظرًا للعمليات المستخدمة حاليًا لتشغيلها. ستكون الطاقة الحرارية للمحيطات نظيفة الاحتراق، ولن تُضيف ملوثات إلى الهواء. مع ذلك، ونظرًا لاعتمادها حاليًا على التقنيات الحالية، فإن محطات OTEC قد تُلحق الضرر بالبيئة المحلية.

هناك ثلاثة أنواع من OTEC.

يستخدم "OTEC ذو الدورة المغلقة" سائلًا منخفض درجة الغليان، مثل البروبان، كوسيط. تقوم محطة تحويل الطاقة الحرارية للمحيطات (OTEC) بضخ مياه البحر الدافئة إلى غرفة التفاعل، حيث يغلي السائل الوسيط. ينتج عن ذلك دفع بخار السائل الوسيط لتوربين المحرك، مما يولد الكهرباء. ثم يُبرد البخار بإضافة مياه بحر باردة.

لا يختلف نظام "OTEC ذو الدورة المفتوحة" كثيرًا عن نظام الدورة المغلقة، باستثناء عدم وجود سائل وسيط في الدورة المفتوحة. في هذا النظام، تُعد مياه البحر نفسها هي المحرك الرئيسي لتوربين المحرك. تتحول مياه البحر الدافئة الموجودة على سطح المحيط إلى بخار منخفض الضغط تحت تأثير الفراغ. يُطلق هذا البخار منخفض الضغط في منطقة محددة، ويمتلك الطاقة اللازمة لتشغيل التوربين. ولتبريد البخار وإنتاج مياه محلاة للاستهلاك البشري، تُضاف إليه مياه باردة من أعماق المحيط بعد أن يولد كمية كافية من الكهرباء.

أما نظام "OTEC ذو الدورة الهجينة" فهو مجرد نظرية في الوقت الحالي. يهدف هذا البحث إلى وصف كيفية الاستفادة القصوى من الطاقة الحرارية لمياه المحيطات. يتضمن مفهوم الدورة الهجينة نظريتين فرعيتين. الأولى هي استخدام دورة مغلقة لتوليد الكهرباء، والتي بدورها تُستخدم لخلق بيئة الفراغ اللازمة للدورة المفتوحة. أما الثانية، فتتمثل في دمج دورتين مفتوحتين، مما يُنتج ضعف كمية المياه المحلاة الصالحة للشرب مقارنةً بدورة مفتوحة واحدة.

إضافةً إلى توليد الكهرباء، يُمكن استخدام محطة تحويل الطاقة الحرارية للمحيطات ذات الدورة المغلقة لمعالجة المواد الكيميائية. كما يُمكن استخدام محطات تحويل الطاقة الحرارية للمحيطات، بنوعيها ذي الدورة المفتوحة والمغلقة، لضخ مياه البحر الباردة العميقة، والتي يُمكن استخدامها لاحقًا في التبريد وتكييف الهواء. علاوةً على ذلك، خلال فترة اعتدال منسوب مياه البحر المحيطة بالمحطة، يُمكن استخدام المنطقة المغلقة في مشاريع الاستزراع المائي، مثل تربية الأسماك. من الواضح أن هناك مجموعة واسعة من المنتجات والخدمات التي يُمكننا الحصول عليها من هذا المصدر البديل للطاقة.