Морські електростанції
Основна частка енергії, що надходить у Світовий океан - результат поглинання їм сонячного випромінювання. Енергія надходить в океан також в результаті гравітаційної взаємодії космічних тіл і водних мас планети, що створює припливи, і надходження тепла з глибини планети. Поверхня Світового океану займає близько 70% поверхні всієї планети і складає приблизно 360 млн. км 2. Велика частина цієї поверхні постійно вільна від льоду і добре поглинає сонячне випромінювання. В океанській воді приблизно 65% сонячного випромінювання поглинається перших метрів водної товщі і до 90% - десятиметровим шаром. У денний час в низьких широтах вода прогрівається приблизно на 10 м і більше за рахунок процесів теплопровідності і турбулентного перемішування (тверда поверхня суші прогрівається не більше ніж на 0,5 м). Запасеної океаном тепло частково у вигляді довгохвильового випромінювання (10>? Мкм) перевипромінює, а частково передається в атмосферу теплопровідним прикордонним шаром і внаслідок випаровування. Відносна роль цих процесів різна для різних районів планети, але на широтах від 70 ° пн.ш. до 70 ° пд.ш. характеризується приблизно однаковими значеннями [2.9]: довгохвильове випромінювання в атмосферу і космічний простір 41%; передача тепла атмосфері за рахунок теплопровідності 5%; втрати на випаровування 54%. За рахунок руху повітряних і водних мас запасена океаном енергія переноситься по всій планеті, причому в області між екватором і 70 ° с. ш. в середньому 40% тепла переноситься океанськими течіями, а на 20 ° с. ш. внесок океану в перенос енергії становить до 74%. Щорічно з поверхні океану випаровується шар води товщиною приблизно 1 м (близько 340.10 12 т) і близько 36.10 12 т води повертається зі стоком річок, льодовиків і т.п. Приблизно 2/3 сумарного сонячного випромінювання випробовують в океані і на поверхні суші різні зміни: перетворюються в тепло 43%; витрачаються на випаровування, освіта опадів 22%; повідомлення енергії річках, вітру, хвиль, різним видам течій в океані 0,2%. Приблизно 0,02% всієї енергії сприйнятого сонячного випромінювання йде на освіту продукції фотосинтезу і частково на освіту викопного палива. Порівняємо з цією величиною сумарний потік енергії, що надходить із надр Землі і у вигляді припливної енергії. Виділити з зазначених потоків ті, що безпосередньо мають відношення тільки до океану, досить важко. Для енергетики важливі не абсолютні величини потужностей різних джерел, а лише та їх частина, яку можна перетворити в необхідні для господарської діяльності види енергії. Співробітниками океанографічного інституту Скріппса (США) виконані оцінки сумарних та допустимих для переробки потужностей різних океанічних джерел енергії за п'ять років - з 1977 по 1982 р. Відповідні дані наведені на діаграмах рис.12.1.1, на яких от-мечени два рівні - сумарний і допускає перетворення (заштрихований). Пізніші оцінки зроблені з урахуванням цілого ряду технологічних і екологічних факторів. Вони, як правило, в частині допустимої до використання енергії виявилися нижче. При оцінці можливостей приливної енергетики враховано, що працювати на повну потужність ПЕМ можуть тільки протягом 30% часу. Дані по океанським течіям отримані з урахуванням 1% допустимого уповільнення швидкості течії. При оцінці можливостей енергетичного використання продукції океанського фотосинтезу прийняті до уваги 50% ефективності перетворення бурих водоростей в метан і можливість розміщення відповідних ферм в 20% районів природного апвелінгу.Апвелінг - підйом глибинних вод, багатих біогенними речовинами, що грають роль добрив. Для прибережних хвильових генераторів встановлені ККД 50% і час роботи 40% річного бюджету часу. ККД перетворення градієнта солоності прийнятий рівним 3%, а градієнта температур - 5%, причому в останньому випадку вважається реальним розмістити перетворювачі на 2% поверхні океану в тропічній зоні. Для вітрових станцій коефіцієнт перетворення енергії вітру прийнятий рівним 60%, і допустимим рівнем вилучення потужності вважають 1% потужності вітрів, що дмуть на видаленні від берега [1.81, 1.89]. Важливі і такі «технологічні» властивості океанських ресурсів енергії, як щільність енергії і стабільність джерела енергії. Ці властивості визначають розміри майбутніх перетворювачів, необхідні установ-лені потужності, режими використання енергії.