19 اکتبر 2020توسط انستیتوی بین المللی تجزیه و تحلیل سیستم های کاربردی
ماه به ماه ، سال به سال ، جهان همچنان دمای بالایی را تجربه می کند. در پاسخ به این مسئله و با رشد جمعیت جهانی ، انتظار می رود که تقاضای سیستمهای تهویه مطبوع همچنان افزایش یابد. یک مطالعه جدید تحت هدایت IIASA جوانب مثبت و منفی تهویه مطبوع از طریق آب دریا را به عنوان یک راه حل خنک کننده جایگزین بررسی کرده است.
تهویه مطبوع معمولی (AC) رایج ترین فناوری مورد استفاده برای خنک سازی است و سهم قابل توجهی از تقاضای انرژی در مناطق گرم را نشان می دهد. یک گزینه جایگزین که به طور مکرر مورد توجه قرار نمی گیرد ، تهویه مطبوع از طریق آب دریا (SWAC) است – یک جایگزین تجدید پذیر برای خنک سازی هوا که شامل پمپاژ آب دریا از اعماق اقیانوس حدود 700 تا 1200 متر که دارای دمای 3 درجه سانتیگراد تا 5 درجه سانتیگراد نسبت به ساحل است ، جایی که آن را با یک سیستم خنک کننده منطقه تبادل می کند و آب گرم تری را به اقیانوس برمی گرداند.
طبق مطالعه منتشر شده در مجله Energy Efficiency ، محققان یک مدل محاسباتی و روش برای تخمین هزینه خنک سازی با SWAC در سراسر جهان ایجاد کردند و همچنین امکان استفاده از این سیستم را به عنوان جایگزینی برای ذخیره انرژی از منابع متغیر انرژی تجدید پذیر مانند باد و خورشید ارزیابی کردند.
نتایج نشان می دهد در حالی که سیستم های تهویه مطبوع معمولی به هزینه اولیه اولیه کم نیاز دارند اما هزینه های انرژی برای بهره برداری از آنها زیاد است ، برای سیستم های SWAC برعکس است – در حالی که هزینه سرمایه گذاری اولیه بالاتری دارد ، هزینه های انرژی برای کارکرد سیستم کم است.
پتانسیل اصلی کاربرد روش SWAC در جزایر کوچک مناطق گرمسیری است ، جایی که فاصله ساحل تا اعماق اقیانوس کم است ، هزینه های انرژی زیاد است و دمای متوسط در طول سال است. به عنوان مثال ، در پورتو پلاتا که هزینه برق 0.16 دلار در هر کیلووات ساعت است ، هزینه خنک کننده متناوب حدود 0.08 دلار / کیلووات ساعت است. هزینه راه حل SWAC 0.042 دلار / کیلووات ساعت است که 48 درصد کمتر از فناوری های معمولی است. در نائورو ، با فرض همان هزینه برق ، راه حل SWAC 0.0185 دلار / کیلووات ساعت است که در مقایسه با فن آوری های معمولی 77 درصد کمتر است.
در حالی که خنک سازی در منطقه معمولاً کمتر از سیستم های گرمایش منطقه ای قابل استفاده است ، هزینه کمتر خنک سازی با فرآیندهای SWAC باعث می شود که خنک سازی منطقه ای در فواصل کوتاه به عنوان گزینه ای مناسب باشد. مشتریان احتمالی با تقاضای خنک کننده زیاد برای اتصال به سیستم های خنک کننده منطقه SWAC شامل فرودگاه ها ، مراکز داده ، هتل ها و استراحتگاه ها ، امکانات دولتی و نظامی ، دانشگاه ها و ساختمان های تجاری هستند.
یافته ها همچنین نشان می دهد که تولید اضافی برق از منابع انرژی تجدید پذیر مانند باد و انرژی خورشیدی می تواند با تغییرات جریان آب دریا در خط لوله نیروگاه های SWAC متعادل شود. این آب سرد سپس در مخازن ذخیره انرژی گرمایی ذخیره می شود تا در هر زمان نیاز خنک کننده را تأمین کند. در طی ماهها یا فصلی که نیاز به سرمایش کم است ، می توان از آب سرد دریا برای افزایش کارایی چیلر یا آب شیرین در مخازن ذخیره استفاده کرد. در ماه هایی که تقاضای خنک سازی زیاد است ، هم سیستم SWAC و هم انرژی ذخیره شده به صورت یخ در مخازن می توانند تقاضای سرمایش را تأمین کنند.
جولیان هانت ، نویسنده ارشد مطالعه ، توضیح می دهد: “ما این روش را” تهویه مطبوع آب دریا با سرعت بالا “می نامیم. این تنظیمات طراحی اجازه می دهد تا چنین پروژه هایی با بار خنك كننده اولیه ساخته شوند و بار خنك كننده را از طریق سرمایه اضافی کمتری گسترش دهند.”
محققان اما هشدار می دهند که این فناوری با وجود پتانسیل و مزایای فراوان ، چالش هایی نیز دارد. برای بازگشت آب دریا باید با احتیاط زیادی انجام شود تا تأثیر آن بر حیات وحش ساحلی به حداقل برسد. مقاوم سازی زیرساخت های خنک کننده منطقه و ساختمان ها می تواند هزینه های سرمایه زیادی را باعث شود. و خطر شوک حرارتی و افزایش بارگذاری مواد مغذی در خروجی عمیق آب دریا وجود دارد.
