Science >> Wetenschap >  >> Energie

Waarom kan een schip de interne energie van zeewater niet gebruiken om de motor te bedienen?

Je hebt gelijk om na te denken over de enorme hoeveelheid energie die is opgeslagen in zeewater! Het extraheren en benutten van die energie om de motor van een schip van stroom te voorzien, is echter ongelooflijk uitdagend en momenteel onpraktisch om verschillende redenen:

1. De aard van interne energie:

* Disperged Energy: De interne energie van zeewater is verspreid over het grote aantal moleculen. Deze energie is voornamelijk in de vorm van willekeurige moleculaire beweging (warmte), geen geconcentreerde vorm die gemakkelijk kan worden omgezet in mechanisch werk.

* Lage energiedichtheid: Hoewel de oceaan een enorme hoeveelheid energie bevat, is de energiedichtheid (energie per volume -eenheid) van zeewater relatief laag in vergelijking met brandstoffen zoals olie of gas.

2. Praktische uitdagingen:

* extractie: Het extraheren van de interne energie uit zeewater zou een enorm en complex systeem vereisen. Er bestaat geen bekende technologie die deze verspreide thermische energie op schaal efficiënt kan extraheren.

* Conversie: Het omzetten van thermische energie in mechanische energie om een ​​motor te voeden is inefficiënt en complex. Huidige technologieën, zoals warmtemotoren, worden beperkt door de carnotcyclus, die een theoretische limiet voor efficiëntie dicteert op basis van temperatuurverschillen.

* Koeling: Het extraheren van warmte uit zeewater zou het omliggende water verwarmen. Op grote schaal kan dit onbedoelde gevolgen voor het milieu hebben.

3. Alternatieve opties:

* Ocean Thermal Energy Conversion (OTEC): Hoewel de interne energie niet direct extraheren, gebruikt OTEC het temperatuurverschil tussen warm oppervlaktewater en koud diep water om elektriciteit te genereren. Dit is een meer veelbelovende aanpak, maar wordt nog steeds geconfronteerd met uitdagingen met betrekking tot efficiëntie, schaal en kosten.

* windenergie: Schepen kunnen windenergie gebruiken door zeilen of windturbines, een veel praktische en efficiënte aanpak.

* fossiele brandstoffen en kernenergie: Momenteel is de overgrote meerderheid van de schepen gebaseerd op fossiele brandstoffen of kernenergie voor voortstuwing.

Kortom: Terwijl de oceaan een enorme hoeveelheid energie heeft, is het extraheren en benutten van deze verspreide interne energie voor scheepsstuwing momenteel buiten onze technologische capaciteiten en zou onpraktisch zijn vanwege efficiëntie en milieuproblemen. Alternatieve energiebronnen, zoals OTEC en windenergie, bieden meer veelbelovende wegen voor het benutten van de energie van de oceaan in de toekomst.