T&T-lehti kertoo, että Kiinaan rakennetaan maailman suurin merten lämpötilaeroja käyttävä voimala.[1]
Olen monta kertaa miettinyt, miksi lämpötilaeroista ei tehdä sähköä. Näköjään se onnistuu ainakin Kiinassa.
Suomessa se voisi toimia näin: pihalle kaivetaan muutaman kuution monttu, annetaan sen täyttyä talvella lumella, kastellaan vähän, että saadaan kuoppa täyteen jäätä ja keväällä peitellään styroksilla. Siinä on kylmävarasto muutamaksi kuukaudeksi.
Tällaisina alkukesän päivinä ulkolämpö on parikymmentä astetta. Meillä on siis luotettava kahdenkymmenen asteen lämpötilaero kunnes jää sulaa.
Nyt sitten täytetään putki sopivalla aineella, joka on kaasumaista ulkolämmössä ja nestemäistä kuopan lämmössä. Kun neste tulee ulos kuopasta, se laajenee ja pyörittää paineella generaattoria. Ja työntää kaasun takaisin kuoppaan nesteytymään.
Tuollaisen kuopan pitäisi riittää koko kesäksi pyörittämään vaikka edes kastelupumppua.
 |
| Aarteenkaivua? Lämpötilaeroa on riittävästi. Kuva: Flickr/leijahiito.fi, CC-BY-SA |
Ehkä pihalla oleva kuoppa ei ole tarpeeksi iso varasto, mutta useimmilla suomalaisilla kesämökeillä on vielä parempi: järvi. Talvella, kun energiaa kaikkein eniten tarvitaan, järven vedessä on tasainen noin neliasteinen vesi ja ilma voi olla vaikka -20 astetta. Kyllä tuon 20 asteen lämpötilaeron luulisi pyörittävän generaattoria aivan mukavasti.
Jos oletamme, että meillä on kuopassa kuutio jäätä, sen sulamisessa vapautuu energiaa:
334 kJ/kg * 900 kg = 300600 kJ = 84 kWh
Kuluttajahinnoilla n. 12 c/kWh tämä tekee noin kymmenen euroa.
25 metriä kertaa 10 metriä kertaa kaksi metriä uima-altaan tilavuus on 500 kuutiota. Kuluttajahinnoilla tuon jäämäärän sulaminen vapauttaa energiaa viidellä tuhannella eurolla.
Järvessä uima-altaita on… riittävästi.
Jos siitä saadaan talteen edes murto-osa, kyseessä on kuitenkin kohtuullinen määrä energiaa.
Carnot'n ideaalisen lämpövoimakoneen hyötysuhde on η = (1 – Tc/Th), jossa Tc on kylmä lämpötila ja Th kuuma lämpötila.
Niin, mainittakoon vielä, että kaavassa Tc:n ja Th:n arvoina on käytettävä absoluuttisia lämpötiloja…