أنواع نقل الحرارة في الطاقة الحرارية للمحيطات: تعلم 7 طرق يستخدمها المهندسون لتحويل طاقة المحيطات إلى طاقة قابلة للاستخدام وتحسين كفاءة الطاقة.
7 أنواع من نقل الحرارة في الطاقة الحرارية للمحيطات
تلعب الطاقة الحرارية للمحيطات (OTEC) دورًا كبيرًا في تحويل الطاقة الحرارية الموجودة في المحيطات إلى طاقة كهربائية. يعتمد هذا التقنية على الاختلافات في درجات الحرارة بين مياه السطح الدافئة والمياه العميقة الباردة. لفهم كيفية نقل الحرارة في هذه العملية، سنتناول سبعة أنواع مختلفة من نقل الحرارة.
- التوصيل الحراري: هو نقل الحرارة من خلال مادة دون أي حركة كلية للجسيمات. في عملية OTEC، تنتقل الحرارة من مياه المحيط الدافئة إلى مبرد التبخير من خلال التوصيل.
- الحمل الحراري: ينطوي على انتقال الحرارة عن طريق حركة السوائل. يمكن أن يكون الحمل طبيعيًا أو قسريًا. في OTEC، تتحقق حركة السائل عادة عبر توربينات تضخ الماء الدافئ أو البارد لموازنة درجات الحرارة.
- الإشعاع الحراري: هو نقل الطاقة الحرارية عن طريق الموجات الكهرومغناطيسية دون الحاجة إلى وسيط مادي. في OTEC، يلعب الإشعاع الحراري دورًا أقل مقارنةً بالتوصيل والحمل، ولكنه يمكن أن يتسبب في فقدان الحرارة للبيئة المحيطة.
- التبخير: يُحول السائل إلى بخار عند تسخينه. في OTEC، تُستخدم الحرارة من مياه السطح لتبخير سائل ذو درجة غليان منخفضة مثل الأمونيا، وهذا البخار هو ما يدير التوربين لتوليد الكهرباء.
- التكثيف: هو عملية تحويل البخار مرة أخرى إلى سائل عندما يفقد طاقة حرارية. بعد تشغيل التوربين، يُكثف بخار سائل التشغيل إلى سائل بواسطة مياه المحيط العميقة الباردة.
- الذوبان الحراري: هو إطلاق أو امتصاص الحرارة عند ذوبان أو تجمد مواد معينة. في سياق OTEC، يمكن استخدام هذه العملية في أنظمة التخزين أو الاحتياطية، لتخزين الطاقة الحرارية على شكل مواد مذابة.
- الحرارة الكامنة: هي الطاقة المطلوبة لتغيير حالة المادة دون تغيير في درجة حرارتها. في دورة OTEC، تستغل الحرارة الكامنة لسائل التشغيل في عملية التبخير والتكثيف لزيادة كفاءة النظام.
كل نوع من هذه الأنواع السبعة من نقل الحرارة يلعب دورًا مهمًا في تحويل الطاقة الحرارية للمحيطات إلى طاقة قابلة للاستخدام، مما يعكس التكامل بين الظواهر الفيزيائية الأساسية والتطبيقات الهندسية المتقدمة في هذا المجال.