É normal irmos à praia e ao tomarmos banho de mar , observarmos que a água na parte de cima está morna e lá no pé sentimos ela fria. Essa diferença de temperatura acontece também nas partes profundas dos oceanos e a isso é dado o nome de gradiente de temperatura.
O que é a conversão de energia térmica do Oceano?
Os oceanos cobrem um pouco mais de 70 % da superfície da terra. Isso os torna maior coletor de energia solar e sistema de armazenamento de energia do mundo. Um dia em média, 60 milhões de quilômetros quadrados 
(23 milhões de milhas quadradas) dos mares tropicais absorverem uma quantidade de radiação solar igual no conteúdo de calor a cerca de 250 bilhões de barris de petróleo. Se for inferior a um décimo de um por cento desta energia solar armazenada poderia ser convertido em energia elétrica, ele forneceria mais de 20 vezes o montante total de eletricidade consumida nos Estados Unidos em qualquer dia.
O frio da água do mar profunda, utilizada no processo de OTEC também é rico em nutrientes, podendo também propiciar a cultura de vegetação marinha, gerando vida perto da Costa e em terra. O OTEC é muito promissor como um recurso de energia alternativa para as comunidades das ilhas tropicais que dependem fortemente do combustível importado.
HISTÓRIA DA CONVERSÃO DA ENERGIA TÉRMICA DO OCEANO
Em 1881, Jacques Arsene d'Arsonval, um físico francês, foi o primeiro a propor a exploração da energia térmica do oceano. Georges Claude, um estudante de d'Arsonval, construiu um sistema de ciclo aberto OTEC experimental na Baía de Matanzas, Cuba, em 1930. O sistema produzia 22 quilowatts (kW) de eletricidade através de uma turbina de baixa pressão. Em 1935, Claude construiu outra, mas desta vez a bordo de um navio de carga de 10.000 ton ao largo da Costa do Brasil, mas esta foi destruída. Claude nunca alcançou seu objetivo de produzir energia suficiente para alimentar o próprio sistema OTEC.
Em 1956, investigadores franceses projetaram uma megawatt de 30 (MWe) ciclo de abertura eléctrica para Abidjan na Costa de Oeste da África. Mas a planta nunca foi concluída devido à concorrência com o baixo custo de energia hidrelétrica.
Em 1974 o Natural Energy Laboratory do Havaí (NELHA, anteriormente NELH), no ponto de Keahole da Costa de Kona da Ilha do Havaí, foi estabelecido com o ciclo fechado de OTEC. Tornou-se o maior laboratório do mundo de teste para as tecnologias OTEC, onde em 1979 foi produzido os primeiros 50 quilowatts, ficando conhecido como "Mini-OTEC", a plataforma foi montada em uma barcaça U.S. Navy convertida moored cerca de 2 quilômetros de Keahole.
A plataforma usa um tubo de água fria para produzir 52 KWe da força bruta e 15 kWe de potência. Em 1980, o departamento norte-americano de energia (DOE) construiu a OTEC-1, um local de teste para permutadores de calor OTEC de ciclo fechado ele foi instalado a bordo de um petroleiro convertido da Marinha Americana. Os resultados os testes identificaram métodos para a criação de permutadores de calor de escala comercial e demonstraram que os sistemas OTEC podem ser aplicados como forma de energia para movimentar lentamente navios, com a vantagem de gerar pouco efeito sobre o ambiente marinho. Um novo design para canos de água fria suspensos foi validado nesse local de teste. Também em 1980, duas leis foram aprovadas para promover o desenvolvimento comercial da tecnologia OTEC nos EUA: a lei de conversão de energia térmica oceano, o Public Law (PL) 96-320, mais tarde modificado pelo PL 98-623 e o oceano Research de conversão de energia térmica, o desenvolvimento e o ato de demonstração, PL 96-310. Teve um projeto conjunto do Estado do Havaí e o DOE, que produziu usando o processo de ciclo aberto a dessalinização da ág
ua.
Em 1981, o Japão montou uma base central de ciclo fechado de 100-kWe, na República de Nauru no Oceano Pacífico. Eles utilizaram um permutador de calor e tubo de titânio, convertendo energia a 580 metros de profundidade. A fábrica ultrapassou as expectativas de engenharia produzindo 31,5 kWe da potência útil durante testes de funcionamento contínuos.
Mais tarde, ensaios pelo DOE dos EUA determinou que a liga de alumínio podia ser usada no lugar de titânio que era mais caro para fazer grandes permutadores de calor para sistemas OTEC. E testes no mar pelo DOE demonstraram que corrosão de permutadores de calor podem ser controlados, as algas que provocariam a corrosão, não parece ser um problema em sistemas de água do mar frio. Em sistemas de água do mar quente, ele pode ser controlado com uma pequena quantidade de cloração intermitente.
Em 1984, cientistas no laboratório nacional DOE, o Instituto de pesquisas de energia solar (SERI, agora o laboratório nacional de energia renováveis), desenvolveu um evaporador de bica vertical para converter a água do mar quente em baixa pressão de vapor para o sistema de ciclo aberto, tendo uma eficiência de conversão de energia de até 97 %. Usando água doce, o pessoal SERI desenvolveu e testou condensadores de contacto direto para as unidades de OTEC do ciclo aberto. Pesquisadores britânicos, entretanto, têm desenvolvido e testado permutadores de calor de alumínio que poderia reduzir os custos de permutador de calor para US $ 1500, por KW.
ESTRUTURA DAS PLATAFORMAS
Facilidades nas Instalações com base em terra oferecem três vantagens principais sobre aqueles localizados em águas profundas. Plantaformas construídas em ou perto de terras não necessitam de amarração sofisticada, a manutenção dos cabos de alimentação é mais rápida e mais ampla do que em ambientes de oceano aberto. Eles podem ser instalados em áreas abrigadas para que eles sejam relativamente seguros há tempestades e as mares mais agressivas. Tem maior facilidade para transmitir a energia gerando um fácil acesso para construção e custo da electricidade gerada pelo OTEC mais baixo. Locais com a base em terra ou próximos a terra também podem oferecer suporte a maricultura (tanques ou lagoas construídas em terra que permitam aos trabalhadores monitorar e controlar ambientes marinhos em miniatura). Produtos de maricultura podem ser entregue ao mercado com relativa facilidade através de estradas de ferro ou rodovias. Uma desvantagem de instalações em terra decorre a ação de ondas turbulentas, portanto precisaria construir trincheiras de proteção. Além disso, a descarga mista de água do mar fria e quente talvez necessite avançar muitos métros mar a dentro para alcançar a profundidade adequada, antes que ele seja liberado, exigindo gastos adicionais na construção e manutenção.
Abaixo temos uma tabela de alguns exemplos de países que poderiam utilizar os gradientes de temperatura com os graus e a distância de captação:
Less-Developed Countries with Adequate Ocean-Thermal Resources 25 Kilometers or Less from Shore | ||
Country/Area | Temperature Difference (°C) of Water Between 0 and 1,000 m | Distance from Resource to Shore (km) |
Africa | ||
Benin | 22-24 | 25 |
Gabon | 20-22 | 15 |
Ghana | 22-24 | 25 |
Kenya | 20-21 | 25 |
Mozambique | 18-21 | 25 |
São Tomé and Príncipe | 22 | 1-10 |
Somalia | 18-20 | 25 |
Tanzania | 20-22 | 25 |
Latin America and the Caribbean | ||
Bahamas, The | 20-22 | 15 |
Barbados | 22 | 1-10 |
Cuba | 22-24 | 1 |
Dominica | 22 | 1-10 |
Dominican Republic | 21-24 | 1 |
Grenada | 27 | 1-10 |
Haiti | 21-24 | 1 |
Jamaica | 22 | 1-10 |
Saint Lucia | 22 | 1-10 |
Saint Vincent and the Grenadines | 22 | 1-10 |
Trinidad and Tobago | 22-24 | 10 |
U.S. Virgin Islands | 21-24 | 1 |
Indian and Pacific Oceans | ||
Comoros | 20-25 | 1-10 |
Cook Islands | 21-22 | 1-10 |
Fiji | 22-23 | 1-10 |
Guam | 24 | 1 |
Kiribati | 23-24 | 1-10 |
Maldives | 22 | 1-10 |
Mauritius | 20-21 | 1-10 |
New Caledonia | 20-21 | 1-10 |
Pacific Islands Trust Territory | 22-24 | 1 |
Philippines | 22-24 | 1 |
Samoa | 22-23 | 1-10 |
Seychelles | 21-22 | 1 |
Solomon Islands | 23-24 | 1-10 |
Vanuatu | 22-23 | 1-10 |
Fonte: National Renewable Energy Laboratory
POTENCIAL PARA O BRASIL
Para produzir a energia elétrica através dos gradientes de temperatura dos oceano considerá-se mais viavel a utilização de plataformas flutuantes, que devem ser instaladas em locais de profundidade superior a 1000m, mantendo um gradiente de temperatura de 20° C a 25°C. Desta forma no Brasil temos a possibilidade de utilizarmos esta forma de captação de energia na região de Cabo Frio.
VANTAGENS
- gera elericidade- O impacto ambiental é praticamente nulo.
- Produção constante sem a necessidade de armazenamento.
- fonte de produção de água dessalinizada.
- fonte de produção de maricultura
- pode ser usado para produzir metanol, amônia, hidrogênio, alumínio, cloro e outros produtos químicos.
DESVANTAGEM
- O investimento inicial é alto.
Fontes:
CEPA - Energia do gradiente de temperatura do oceano. Disponível em < http://www.cepa.if.usp.br/energia/energia1999/Grupo4B/Eneralte/gradiente.htm >. Acessado em 08/11/09.
NATIONAL RENEWABLE ENERGY LABORATORY. Ocean thermal energy conversion. Disponível em http://nrel.gov/otec/achievementes.html Acessado em 08/11/09
Postado pela acadêmica Rosana Fogliatto
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