ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΗΣ ΠΗΓΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ-OTEC

     Οι ωκεανοί είναι γνωστό σε όλους ότι καλύπτουν το μεγαλύτερο τμήμα της Γης και αποτελούν μια                        τεράστια αποθήκη ενέργειας!Υπάρχουν πολλοί τρόποι για να εκμεταλλευτούμε την ενέργεια που μας προσφέρει η φύση αθώα και ένας απ'αυτούς είναι με την αξιοποίηση της θερμικής ενέργειας των θαλασσών.Έτσι λοιπόν ένας σταθμός OTEC(Ocena Thermal Energy Conversion-όχι ΟΤΕ) παράγει ηλεκτρική ισχύ εκμεταλλευόμενος τη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των θερμών επιφανειών και των ψυχρών βαθέων υδάτων.
Πρόκειται για μια θερμική μηχανή η λειτουργία της οποίας βασίζεται στη διαφορά της θερμοκρασίας που ανάλογα με  το σημείο του ωκεανού μπορεί να ξεπερνά τους 10 C.Στην επιφάνεια το νερό μιας τροπικής περιοχής μπορεί να φτάσει τους 26 C.Το νερό που κυκλοφορεί σε βάθος 100 μέτρων που φτάνουν οι ακτίνες του Ήλιου έχουν θερμοκρασία γύρω στους 15 C,ενώ σε μεγαλύτερα βάθη η θερμοκρασία μπορεί να φτάσει και τους 4 C..Έτσι λοιπόν ένας σταθμός OTEC(Ocena Thermal Energy Conversion-όχι ΟΤΕ) παράγει ηλεκτρική ισχύ εκμεταλλευόμενος τη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των θερμών επιφανειών και των ψυχρών βαθέων υδάτων.

Ο τρόπος λειτουργίας του OTEC είναι παρόμοιος με αυτόν ενός ατμοηλεκτρικού σταθμού.Το θερμό θαλάσσιο νερό εισάγεται σε έναν μερικώς εκκενωμένο θάλαμο,όπου βράζει(το σημείο βρασμού του νερού εξαρτάται από την πίεση).Ο ατμός καθώς εκτονώνεται κινεί μια στροβιλογεννήτρια,και στη συνέχεια υγροποιείται από ψυχρό νερό(παίζει το ρόλο του συμπυκνωτή) που αντλείται από τα βαθύτερα στρώματα με τη βοήθεια ενός τεράστιου αγωγού ο οποίος είναι σε θέση να ρουφά νερό με ρυθμό 1000tn/s!
Σε ένα εναλλακτικό σύστημα κλειστού κύκλου,ένα κατάλληλο ρευστό (π.χ. αμμωνία,που έχει χαμηλό σημείο βρασμού ή μείγμα αμμωνίας-νερού) εξαερώνεται και υγροποιείται μέσω ανταλλαγών θερμότητας με θερμό και ψυχρό θαλάσσιο νερό,παρέχοντας μεγαλύτερη διαφορά πίεσης στα διάφορα μέρη του στροβίλου.
     Μια θετική συνέπεια της κυκλοφορίας μεγάλων ποσοτήτων νερού είναι ότι ανέρχονται στην επιφάνεια ψυχρά ύδατα από τα βαθύτερα στρώματα τα οποία είναι πλούσια σε άζωτο και άλλα θρεπτικά συστατικά που ήταν περιορισμένα και αποκλεισμένα από τη τροφική αλυσίδα της επιφάνειας.Η ανάβλυση και έκθεση στην ηλιακή ακτινοβολία αυτών των συστατικών προκαλεί δραστική αύξηση στη παραγωγή φυτοπλαγκτού,συγκρίσιμη με αυτήν που επιτυγχάνεται όταν προστίθεται λίπασμα σε μια χερσαία φυτεία.Επομένως εκτός της μη ρυπογόνου παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας,όλο αυτό συμβάλλει και στην αύξηση των θαλάσσιων τροφικών αποθεμάτων.
Επίσης ένα άλλο πλεονέκτημα είναι η δυνατότητα παραγωγής υδρογόνου μέσω ηλεκτρόλυσης απ'το άφθονο θαλασσινό νερό που μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο.

   
Στην Ελλάδα το 55% περίπου της ηλεκτρικής ισχύος προέρχεται από εργοστάσια λιγνίτη που έχουν συνολική ισχύ 5.228 ΜW.Πέρα από την ατμοσφαιρική ρύπανση των εργοστασίων αυτών πρέπει να έχουμε στα υπόψη μας ότι κάποια στιγμή τα αποθέματα λιγνίτη θα τελειώσουν και στην Ελλάδα του απέραντου γαλάζιου ένα σύστημα ΟΤΕC θα είχε προοπτικές για  εφαρμογή σε πολλά μέρη καθώς οι θερμοκρασίες που επικρατούν στην επιφάνεια της θάλασσας είναι υψηλές και επίσης έχουμε βαθιές θάλασσες.Αρκεί να αναφερθεί ότι 14 μίλια του νότιου ακρωτηρίου της Ρόδου η θάλασσα έχει μέγιστο βάθος 4.043 μέτρα και νοτιοδυτικά της Πελοποννήσου στα 62 μίλια είναι το μεγαλύτερο βάθος της μεσογείου 4.850 μέτρα.Οι θερμοκρασίες στην εικόνα προέρχονται από δορυφορικά στοιχεία και ενδέχεται να είναι διαφορετικές από τις θερμοκρασίες στη ρηχή παράκτια ζώνη.

Μια αντίστοιχη τεχνολογία χρησιμοποιείται στο Τορόντο του Καναδά για τον κλιματισμό κτιρίων και στο μέλλον θα εγκατασταθεί σε όλα τα κτίρια του κέντρου της πόλης εξοικονομώντας 60ΜW ηλεκτρικής ενέργειας.Γίνεται άντληση του νερού βάθους 80 μέτρων της λίμνης Οντάριο θερμοκρασίας 4 C και μέσω τριών αγωγών διοχετεύεται στη πόλη που ψύχει τον αέρα.
 Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι αν η συγκεκριμένη τεχνολογία πετύχει θα αποτελέσει τη μεγαλύτερη μορφή ανανεώσιμης ενέργειας στο κόσμο.
http://www.youtube.com/watch?v=qGwsvuxuK7g

ΕΙΔΙΚΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΚΑΙ ΝΕΡΟ

ΟΡΙΣΜΟΣ:Η ειδική θερμότητα μιας ουσίας ορίζεται ως η ποσότητα θερμότητας που απαιτείται για να αυξηθεί η θερμοκρασία μιας μονάδας μάζας αυτής της ουσίας κατά ένα βαθμό.

 Η ΕΙΔΙΚΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΝΕΡΟΥ
Το κάθε υλικό απορροφά την ενέργεια με διαφορετικό τρόπο.Για να αυξηθεί η θερμοκρασία ενός γραμμαρίου νερού κατά ένα βαθμό Κελσίου(1 C) απαιτείται ενέργεια μιας θερμίδας.Για να αυξηθεί η θερμοκρασία ενός γραμμαρίου σιδήρου το ίδιο  απαιτείται μόνο το 1/8 αυτής της ενέργειας.Το νερό απορροφά περισσότερη ενέργεια από τον σίδηρο για την ίδια μεταβολή θερμοκρασίας και λέμε ότι έχει μεγαλύτερη ειδική θερμότητα(μερικές φορές λέγεται και θερμοχωρητικότητα).

ΤΟ ΝΕΡΟ ΣΤΗ ΨΥΞΗ ΤΟΥ ΚΙΝΗΤΗΡΑ

Μια σχετικά μικρή ποσότητα νερού απορροφά μεγάλο ποσό θερμότητας με μικρή αντίστοιχα αύξηση της θερμοκρασίας.Το νερό λοιπόν είναι πολύ καλό ψυκτικό,γι'αυτό χρησιμοποιείται στα ψυκτικά συστήματα των κινητήρων των αυτοκινήτων και άλλων μηχανών.Αν στο σύστημα ψύξης χρησιμοποιούνταν κάποιο υγρό με μικρότερη ειδική θερμότητα,τότε για ίση ποσότητα απορροφούμενης θερμότητας η θερμοκρασία του θα ανέβαινε περισσότερο.

ΚΑΝΑΔΑΣ vs ΕΥΡΩΠΗ
Η ιδιότητα του νερού να αντιστέκεται
στις μεταβολές της θερμοκρασίας βελτιώνει σημαντικά το κλίμα πολλών περιοχών.Την επόμενη φορά που θα παρατηρείτε μια υδρόγειο σφαίρα προσέξτε πόσο μεγάλο είναι το γεωγραφικό πλάτος της Ευρώπης.Αν το νερό δεν είχε τόσο μεγάλη ειδική θερμότητα οι χώρες της Ευρώπης(κυρίως στα δυτικά) θα ήταν τόσο κρύες όσο και οι βορειοανατολικές περιοχές του Καναδά,αφού οι δυο αυτές περιοχές δέχονται περίπου την ίδια ποσότητα ηλιακής ακτινοβολίας ανά τετραγωνικό χιλιόμετρο.Το Ρεύμα του Κόλπου,όμως,που μεταφέρει θερμές θαλάσσιες μάζες από την Καραϊβική προς τα βορειοανατολικά διατηρεί το μεγαλύτερο μέρος της εσωτερικής του ενέργειας μέχρι να φτάσει στον Βόρειο Ατλαντικό,έξω από τις ακτές της Ευρώπης,όπου και ψύχεται.Η ενέργεια που απελευθερώνεται,μια θερμίδα ανά βαθμό για κάθε γραμμάριο ψυχόμενου νερού,μεταφέρεται από τους δυτικούς ανέμους πάνω από την ευρωπαϊκή ήπειρο.

ΣΑΝ ΦΡΑΝΣΙΣΚΟ vs ΟΥΑΣΙΓΚΤΟΝ
Ένα παρόμοιο φαινόμενο παρατηρείται και στις ΗΠΑ.Οι άνεμοι που πνέουν στο γεωγραφικό πλάτος της Βόρειας Αμερικής είναι δυτικοί.Στη Δυτική Ακτή ο αέρας κινείται από τον Ειρηνικό ωκεανό προς τη στεριά.Λόγω της μεγάλης ειδικής θερμότητας του νερού,η θερμοκρασία των ωκεανών δεν παρουσιάζει μεγάλες διακυμάνσεις μεταξύ χειμώνα και καλοκαίρι.Τον νερό είναι θερμότερο από τον αέρα τον χειμώνα και ψυχρότερο το καλοκαίρι.Τον χειμώνα το νερό θερμαίνει τα υπερκείμενα στρώματα αέρα τα οποία κινούνται προς τη στεριά και θερμαίνουν τις παράκτιες περιοχές.Στην Ανατολική Ακτή ο αέρας κινείται από τη στεριά προς τον Ατλαντικό ωκεανό.Οι χερσαίες μάζες που έχουν χαμηλή ειδική θερμότητα θερμαίνονται το καλοκαίρι αλλά ψύχονται απότομα το χειμώνα.Λόγω της μεγάλης ειδικής θερμότητας του νερού και της κατεύθυνσης των ανέμων το Σαν Φρανσίσκο στη δυτική Δυτική Ακτή είναι πιο ζεστό τον χειμώνα και πιο δροσερό το καλοκαίρι από την πόλη της Ουάσιγκτον στην Ανατολική Ακτή,παρ'όλο που οι δυο πόλεις βρίσκονται περίπου στο ίδιο γεωγραφικό πλάτος.

ΣΚΕΨΟΥ ΚΑΙ ΛΙΓΟ.......
Ποιο έχει μεγαλύτερη ειδική θερμότητα το νερό ή η άμμος και πως μπορούμε να το καταλάβουμε;

Γιατί ένα κομμάτι καρπούζι παραμένει δροσερό για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα από ένα σάντουϊτς αφότου το βγάλουμε από ένα φορητό εκδρομικό ψυγείο μια ζεστή μέρα του Αυγούστου;

ΕΞΑΙΡΕΣΕΙΣ ΣΤΟ ΚΑΝΟΝΑ

  Μια απ'τις θεμελιώδες αρχές της επιστήμης είναι ότι ένας κανόνας δοκιμάζεται από την εξαίρεση.
Έτσι λοιπόν όταν υπάρχει μια εξαίρεση σε ένα κανόνα, και μπορεί να αποδειχθεί πειραματικά τότε αυτός ο κανόνας είναι λάθος.
  Για παράδειγμα ο Αριστοτέλης πίστευε ότι τα βαρύτερα αντικείμενα πέφτουν γρηγορότερα απ'τα ελαφρύτερα και αυτό πίστευε ο άνθρωπος για πολλούς αιώνες.Έπειτα ο Γαλιλαίος αποφάσισε να το τεστάρει στο πύργο της Πίζας.Δεν είναι γνωστό αν όντως άφηνε μπάλες κανονιού να πέφτουν από διαφορετικά ύψη(το πιθανότερο αυτό να είναι μύθος) του πύργου,αλλά ανακάλυψε ότι ανεξάρτητα απ'το βάρος τους όλα τα σώματα που πέφτουν απ'το ίδιο ύψος φτάνουν ταυτόχρονα στο έδαφος.Έτσι αποδείχτηκε πειραματικά ότι ο Αριστοτέλης όσο καλός φιλόσοφος και αν ήταν έκανε λάθος.

  Άλλο ένα παράδειγμα,ο Isaak Newton είχε πειστεί ότι ο χώρος του σύμπαντος γύρω απ'τη Γη καλυπτόταν από ένα υλικό που λεγόταν αιθέρας και μέσω του οποίου ταξίδευε το φως μιας και θεωρούνταν κύμα.Αυτό αποδείχτηκε λάθος το 1887 με το πείραμα των Michelson -Morley.Προσπάθησαν να μετρήσουν ένα άνεμο αιθέρα συγκρίνοντας τη ταχύτητα του φωτός σε διαφορετικές κατευθύνσεις.Η θεωρία ήταν πως η κίνηση της Γης μέσα στο διάστημα δημιουργεί ένα αιθέριο άνεμο και αυτό θα επηρέαζε τη ταχύτητα του φωτός, με τον ίδιο τρόπο που επηρεάζεται η ταχύτητα ενός αεροπλάνου όταν ταξιδεύει με τη φορά του ανέμου και όταν ταξιδεύει αντίθετα με τη φορά του ανέμου.Αυτό όμως που ανακάλυψαν ήταν ότι η ταχύτητα του φωτός ήταν ίδια ανεξάρτητα της κατεύθυνσης που μετρούσαν και επομένως η θεωρία του  Newton θα έπρεπε να ήταν λάθος.
  Έτσι από το πείραμα Michelson-Morley και τον αιθέρα  με πολλές δοκιμές,θεωρίες και πειράματα πολλών επιστημόνων το 1905 ο Αϊνστάιν εξήγησε πως λειτουργεί το φως και εμφανίστηκε η ειδική θεωρία της σχετικότητας.