V diskusích o alternativních zdrojích elektrické energie se v posledních letech vedle solárních kolektorů a větrných farem stále více hovoří i o technologii OTEC (Ocean Thermal Energy Conversion). Tato technologie k tvorbě elektřiny využívá teplotního rozdílu mezi studenější vodou nacházející se v mořských hlubinách a teplejší vodou při hladině. O obrovském zdroji energie ukrytém v oceánech přemítal již Jules Verne ve své knize Dvacet tisíc mil pod mořem. Jeho románová vize se nyní stává skutečností.
Prvním, kdo vážně uvažoval o využití teplotních rozdílů v mořské vodě, byl v osmdesátých letech devatenáctého století francouzský fyzik Jacques Arsene d‘Arsonval. K prvním pokusům o převedení jeho úvah do praxe však došlo až téměř o padesát let později. V roce 1930 vybudoval D‘Arsonvalův student Georges Claude v kubánském městě Matanzas první elektrárnu OTEC o výkonu 22 kW. Záhy ji však zničila bouře. Podobně dopadl i pokus z roku 1935, kdy Claude postavil elektrárnu na lodi kotvící u pobřeží Brazílie. Ještě předtím, než vůbec mohla začít pracovat, ji zničilo bouřlivé počasí a vlny.
V sedmdesátých letech minulého století došlo kvůli ropné krizi k urychlení výzkumu mořské termální konverze. Americká vláda za prezidenta Cartera investovala do vývoje technologie OTEC 260 milionů USD s cílem vyrábět do roku 1999 jejím prostřednictvím 10 000 MW ročně.
Vedle USA hraje v současné době ve vývoji OTEC prim také Japonsko. Již v roce 1981 uvedla společnost Tokyo Electric Power Company jako první na světě elektrárnu OTEC do komerčního provozu. Elektrárna vybudovaná na ostrově Nauru měla výkon 120 kW, přičemž 90 kW elektřiny spotřebovávala samotná elektrárna a zbytek byl distribuován do veřejné sítě. Podle odhadů japonských vědců by se prostřednictvím OTEC mohlo v budoucnu z oceánské termální struktury ročně vytěžit až 88 000 TWh, aniž by se tím tato struktura nějakým způsobem poškodila.
Elektrárna OTEC funguje na obdobném principu jako elektrárna geotermální. Avšak zatímco geotermální elektrárna využívá rozdílu mezi nižší teplotou na povrchu a vyšší v podzemí, u mořské termální elektrárny je tomu opačně: v tomto případě se pracuje s rozdílem chladnější vody v hloubce a teplejší vody u hladiny. Jako médium používá elektrárna OTEC kapalinu s nízkým bodem varu, například roztok amoniaku ve vodě. Teplá povrchová voda toto pracovní médium přivede až k bodu varu a to se přemění na páru, která pohání turbínu. Přívodem chladné vody z hlubších vrstev oceánu se pak pára ochladí, pracovní tekutina kondenzuje zpět do kapalného stavu a celý cyklus se opakuje. Platí přitom, že čím větší je rozdíl teplot mezi vrstvami vody, tím větší je i síla pohánějící turbínu. Nejvhodnější klimatické podmínky pro budování těchto elektráren se nacházejí zejména v tropických a subtropických oblastech, kde teplotní rozdíl mezi povrchovou vodou a vodou v hloubce zhruba jednoho kilometru činí okolo 20 °C. Téměř ideální podmínky jsou například na Havajských ostrovech, kde navíc hledání alternativních zdrojů energie podněcuje i jedna z nejvyšších cen elektřiny na světě.
Velkou výhodou této technologie je to, že není závislá na klimatických změnách a může tedy fungovat dlouhodobě bez větších výkyvů v dodávkách elektřiny. Její efektivitu lze ještě zvýšit tím, že se umístí na plovoucí plošinu. Tyto plošiny pak mohou plout po moři a vyhledávat místa s nejlepšími tepelnými podmínkami. Odtud pak pomocí podmořských kabelů dopraví elektrickou energii na vzdálený břeh. Při výrobě elektřiny vznikají i pozitivní vedlejší produkty, například pitná voda nebo vodík. Studená voda může být použita v zemědělství nebo v klimatizačních systémech budov. Podstatným nedostatkem je nízká efektivita výroby elektřiny. Termální účinnost prvních elektráren OTEC se pohybovala kolem 1 až 3 procent. Moderní zařízení jsou již přece jen o něco účinnější.
Společnost Sea Solar Power (SSP), která se zabývá výstavbou plovoucích OTEC elektráren, začala při jejich navrhování využívat software Solid Edge od společnosti Siemens PLM Software. Díky němu mohou konstruktéři modelovat zařízení ve 3D a vidět jednotlivé součástky nebo sestavené celky systému z různých pohledů. Při hledání nejlepšího technologického řešení umožňuje opakovaně vytvářet návrhy a rychle měnit či upravovat jednotlivé součástky. Konstruktéři mohou simulovat chování součástek pod tlakem a sledovat, jak se budou opotřebovávat v čase. Dříve by takové testování zabralo mnoho týdnů či měsíců, nyní je lze provést během několika hodin.
Vypravte se s námi do historie české energetiky, společně ale nahlédneme i do její budoucnosti. Hostem podcastu je Tomáš Hüner, ředitel divize chytré infrastruktury v českém Siemensu, který se oblasti energetiky věnuje již více než 30 let.
Průmyslové metaverzum – nový svět, který zrcadlí a simuluje skutečné stroje, továrny, města, dopravní sítě a ostatní i velmi složité systémy – nabídne svým aktérům interaktivní reprezentace a simulace skutečného světa v reálném čase. V dějinách průmyslu představuje zcela novou kapitolu, kterou začínáme společně psát.
Reprezentativní budova Opery v Dubaji, hlavním městě stejnojmenného emirátu, v sobě skrývá špičková zařízení Siemens, která symbolizují pronikání moderních technologií této společnosti nejenom do exkluzivních koncertních sálů. Jsou také příkladem pro budování inteligentních měst.
Budoucím trendem zemědělství je udržitelné pěstování plodin s méně zdroji a bez použití chemických přípravků. Aby zemědělci mohli vyhovět těmto novým nárokům a požadavkům, musejí úzce spolupracovat s průmyslem, který jim dokáže poskytnout potřebné nástroje. Jak dobře může taková spolupráce fungovat, názorně předvádí FRAVEBOT – robot, který na brněnské rodinné farmě Ráječek monitoruje a sklízí jahody.
