Prinsip Kerja OTEC (Ocean Thermal Energy Conversion)

Pada teknologi Ocean Thermal Energy Conversion (OTEC), siklus Rankine digunakan untuk menarik arus-arus energi termal yang memiliki sekurang-kurangnya selisih suhu sebesar 20oC. Pada saat ini terdapat dua siklus daya alternatif yang dikembangkan, yaitu siklus Claude terbuka dan siklus tertutup.

Siklus terbuka dengan mendidihkan air laut yang beroperasi pada tekanan rendah, menghasilkan uap air panas yang melewati turbin penggerak/generator. Siklus tertutup menggunakan panas permukaan laut untuk menguapkan fluida pengerak dengan Amonia atau Freon. Uap panas menggerakan turbin, kemudian turbin berkerja menghidupkan generator untuk menghasilkan listrik. Prosesnya, air laut yang hangat dipompa melewati tempat pengubah dimana fluida pemanas tekanan rendah diuapkan hingga menjalankan turbo-generator. Air dingin dari dalam laut dipompa melewati pengubah kedua mengubah uap menjadi cair kemudian dialiri kembali dalam sistem.

Dalam siklus Claude terbuka, air laut digunakan sebagai medium kerja maupun sebagai sumber energi. Air hangat yang berasal dari permukaan laut diuapkan dalam suatu alat penguap (flash evaporator) dan menghasilkan uap air dengan tekanan yang sangat rendah, lk 0,02 hingga 0,03 bar dan suhu kira-kira 20oC. Uap itu memutar sebuah turbin uap yang merupakan penggerak mula bagi generator yang menghasilkan energi listrik (Gambar 1).

Karena tekanan uap itu rendah sekali maka ukuran-ukuran turbin menjadi sangat besar. Setelah melewati turbin, uap yang sudah dimanfaatkan dialirkan ke sebuah kondensor yang menghasilkan air tawar. Kondensor didinginkan oleh air laut yang berasal dari lapisan bawah permukaan laut. Dengan demikian, metode dengan siklus Claude ini menghasilkan energi listrik maupun air tawar. Masalah dengan metode ini adalah bahwa ukuran-ukuran turbin menjadi sangat besar oleh karena tekanan uap yang begitu rendah. Sebagai contoh, sebuah modul sebesar 10 MW yang terdiri atas penguap, turbin dan kondensor, akan memerlukan ukuran garis tengah dan panjang 100 meter.

Dalam kaitan ini maka metode kedua, yaitu dengan siklus tertutup, merupakan pilihan yang pada saat ini lebih disukai dan digunakan banyak proyek percobaan. Seperti yang terlihat pada gambar dibawah ini.

Air permukaan yang hangat dipompa ke sebuah penukar panas atau evaporator, dimana energi panas dilepaskan kepada suatu medium kerja, misalnya amonia. Amonia cair itu akan berubah menjadi gas dengan tekanan kira-kira 8,7 bar dan suhu 21 C. Turbin berputar menggerakkkan generator listrik yang menghasilkan energi listrik. Gas amonia akan meninggalkan turbin pada tekanan kira-kira 5,1 bar dan suku 11 C dan kemudian di bawa ke kondensor. Pendinginan pada kondensor mengakibatkan gas amonia itu kembali menjadi bentuk benda cair. Perbedaan suhu dalam rangkaian perputaran amonia adalah 10 C sehingga rendemen Carnot akan menjadi .

Pada rancangan-rancangan terkini suatu arus air sebesar 3-5 m³/s baik pada sisi air hangat maupun pada sisi air dingin, diperlukan untuk menghasilkan daya sebesar 1 MW pada generator. Selain amonia (NH3), juga Fron-R-22 (CHClF2) dan Propan (C3H6) memiliki titik didih yang sangat rendah, yaitu antara -30 C sampai 50 ⁰C pada tekanan atmosfer dan + 30 C pada tekanan antara 10 dan 12,5 Kg/cm . Gas-gas inilah yang prosfektif untuk dimanfaatkan sebagai medium kerja pada konversi energi panas laut.