Feasibility study of solar hybrid ocean thermal energy conversion

Ocean thermal energy conversion (OTEC) is a promising renewable energy technology that has vast potential in the tropics. Governments of these areas are setting renewable energy targets to secure greenhouse gas emissions and avoid the dependence on fossil fuel. This technology could provide base-load electricity on large scale but driving down the cost of electricity is still the major challenge. Improving the economic feasibility of OTEC should be achieved by increasing the performance of the system, one possible way could be to try different hybrid plant configurations. In the present work will be performed the design of a land based OTEC close cycle and then will be analyzed the off-design induced by systems preheating the surface seawater and superheating the working fluid. Obtained results reveals that the preheating can increase the net power generation decreasing the pumping power required. The superheating will result in a smaller improvement of performance but with less technical issues involved. The levelized cost of electricity is finally calculated with simplifying assumption to compare the configurations.

Ocean thermal energy conversion (OTEC) è una promettente tecnologia con grandi potenzialità per la produzione di energia elettrica nelle zone tropicali. In queste aree gli stessi governi sono impegnati a ridurre le emissioni di gas serra e limitare la loro dipendenza dai combustibili fossili. Questa tecnologia potrebbe fornire elettricità su larga scala ma una delle sfide più grandi rimane ridurre il costo specifico dell’energia. Migliorare la fattibilità economica dovrebbe essere possibile mediante il miglioramento delle prestazioni del sistema, una modalità potrebbe essere fornita dall’utilizzo di configurazioni ibride solari dell’impianto. In questa tesi verrà effettuata la progettazione di un OTEC a ciclo chiuso e verranno analizzate le performance fuori progetto indotte da sistemi solari di preriscaldamento dell’acqua superficiale di mare e dal surriscaldamento del fluido di lavoro. I risultati ottenuti rivelano che il preriscaldamento può incrementare la potenza netta del sistema diminuendo il consumo delle pompe dell’acqua di mare. Il surriscaldamento permette incrementi più contenuti ma con minor aumento della complessità dell’impianto. Infine verrà valutato il costo dell’energia elettrica sulla base di assunzioni semplificative per confrontare le configurazioni.