Ice energy: prospects for the use of artificial firn-ice masses to generate electricity

Abstract

Keywords: artificial firn-ice massifs, ice power plant, ocean thermal energy conversion, thermal gradient, winter irrigation. SummaryThe problem of the fossil fuel depletion can be solved by means of searching, developing and using of alternative energy sources. One of them is the use of thermogradient power plants, which are operating by the temperature difference of the ocean water near the surface and at great depths. But using of these plants is usually limited by technical issues, and energy expenditures on the rise a large volume of water from the ocean depths. These problems can be solved using the natural cold accumulated in the artificial firn-ice massifs on the surface of the Earth. The application of a long jet sprinkler system makes possible for a day to create the firn-ice massifs with a height of over 10 meters. Relatively small number of sprinklers may be sufficient to freeze for the cold period a quantity of the firn-ice masses weighing millions of tons. Daily freezing productivity is approximately 75 tons of ice in recalculation per 1 degree of the air negative temperature. This method provides accumulation of huge reserves of natural cold, which can be stored for a long period of time with the use of thermal insulation. When freezing the firn-ice masses at the air temperature of −15 °С, 1 ton of firn requires energy of 0.5 kW·h, which is 190 times less than it is necessary for melting 1 ton of ice. The use of artificial firn-ice masses will accelerate the development and introduction of thermogradient power plants, and not only in the marine areas. Ключевые слова: зимнее дождевание, искусственные фирново-ледяные массивы, преобразование тепловой энергии океана, термоградиентные электростанции. Рассмотрен термоградиентный способ выработки электроэнергии на основе перепада темпера-туры воды на поверхности и в глубине океана, отмечены его недостатки, которые можно устранить с помощью природного холода, аккумулируемого в фирново-ледяных массивах. Дана оценка произ-водительности намораживания и расхода энергии на производство искусственного фирна. Опреде-лена эффективность разной теплоизоляции ледяного массива для снижения таяния. ВведениеОдна из проблем современности -антропо генное воздействие на окружающую среду, обус ловленное использованием ископаемых видов то плива -нефти, газа и угля . Серьёзной проблемой становится истощение этих энергоресурсов, что сильно скажется уже на ближайших поколениях .Для решения или снижения её остроты необхо димы поиск, разработка и использование альтер нативных источников энергии, которые могли бы обеспечить выработку электроэнергии и снизить вред окружающей среде . В работе [1] отмечает ся, что в мире возрастает значение децентрализо ванных природосберегающих низкоинтенсивных энергетических технологий и перехода к посте