energi panas lautt

7/26/2019 Energi Panas Lautt

1/95

December 18,

Ocean Thermal Energy ConversionEnergi Panas Laut


2/95

bumi, menerima energi panas yang berasaldari penyinaran matahari. Lautan befungsisebagai suatu penampungan yang cukup

besar dari energi surya yang mencapai bumi.Kirakira seperempat dari daya surya sebesar!," # !$!" %att yang mencapai atmosferdiserap oleh lautan. &elain itu, air laut 'uga

menerima energi panas yang berasal daripanas bumi, yaitu magma yang berasal dariba%ah laut. Pemanasan dari permukaan air didaerah tropikal mengakibatkan permukaaan

air laut memiliki suhu kirakira (" )$oC.*ilamana air permukaan yang hangat inidipakai dalam kombinasi dengan air yang

lebih dingin + "

o

C- pada kedalaman $$ $$ meter, maka suatu sumber energi panas


3/95

!(/!0/($$1OTEC 2frican 3eployment)


4/95

akan dapat dibangkitkan dalam pusatpusat listriktenaga panas laut +PLTPL- dengan menggunakansiklus 5ankine rangkaian tertutup maupun terbuka.&elisih suhu sebesar ($oC akan tersedia selama (7

'am sehari dan sepan'ang tahun. 8al ini 'auh lebihmenguntungkan dibanding dengan pemanfaatan sinarmatahari di daratan, yang tersedia hanya siang hari,itupun bilamana udara tidak mendung atau cuaca

tidak hu'an. *ilamana selisih ($o

C itu dimanfaatkandengan suatu e9siensi efektif sebesar misalnya !,(:,maka suatu arus air sebesar meter kubik per detikakan dapat menghasilkan daya elektrik bersih dengandaya sebesar kirakira ! 4;. 3apat dibayangkan

bah%a ukuranukuran yang besar sekali diperlukanuntuk dapat membantu suatu PLTPL yang besar.&ebab se'umlah arus air yang meliputi $$ meterkubik per detik yang akan diperlukan untuk dapat

membuat suatu PLTPL yang besar, misalnya !$$ 4;.3en an demikian maka taraf e9siensi an erlu


5/95

!(/!0/($$1OTEC 2frican 3eployment


6/95

PRINSIP KERJA

Pada teknologi konversi energi panaslaut atau KEPL +Ocean Thermal EnergyConversion, OTEC-, siklus 5ankine

digunakan untuk menarik arusarusenergi termal yang memiliki sekurangkurangnya selisih suhu sebesar ($oC.Pada saat ini terdapat dua siklus dayaalternatif yang dikembangkan, yaitusiklus Claude terbuka dan siklus tertutup.


7/95

&iklus terbuka dengan mendidihkan air laut yangberoperasi pada tekanan rendah, menghasilkan uap air

panas yang mele%ati turbin penggerak/generator.&iklus tertutup menggunakan panas permukaanlaut untuk menguapkan ap panas menggerakan turbin,kemudian turbin berker'a menghidupkan generatoruntuk menghasilkan listrik. Prosesnya, air laut yanghangat dipompa mele%ati tempat pengubahdimana


8/95

Dalam siklus Claude terbuka, air laut digunakan

sebagai medium kerja maupun sebagai sumber

energi. Air hangat yang berasal dari permukaan lautdiuapkan dalam suatu alat penguap (flash

evaporator) dan menghasilkan uap air dengan

tekanan yang sangat rendah, lk 0,02 hingga 0,0 bar

dan suhu kira!kira 20o

C. "ap itu memutar sebuahturbin uap yang merupakan penggerak mula bagi

generator yang menghasilkan energi listrik (#ambar

$).

%arena tekanan uap itu rendah sekali maka ukuran!ukuran turbin menjadi sangat besar. &etelah mele'ati

turbin, uap yang sudah dimanfaatkan dialirkan ke

sebuah kondensor yang menghasilkan air ta'ar.


9/95!(/!0/($$1OTEC 2frican 3eployment1


10/95

berasal dari lapisan ba%ah permukaanlaut. 3engan demikian, metode dengan

siklus Claude ini menghasilkan energilistrik maupun air ta%ar. 4asalahdengan metode ini adalah bah%aukuranukuran turbin men'adi sangatbesar oleh karena tekanan uap yangbegitu rendah. &ebagai contoh, sebuahmodul sebesar !$ 4; yang terdiri atas

penguap, turbin dan kondensor, akanmemerlukan ukuran garis tengah danpan'ang !$$ meter.


11/95


12/95

Dalam kaitan ini maka metode kedua, yaitu dengan siklus

tertutup, merupakan pilihan yang pada saat ini lebih disukai

dan digunakan banyak proyek perobaan. &eperti yang

terlihat pada gambar 2, air permukaan yang hangat dipompa

ke sebuah penukar panas atau evaporator, dimana

energi panas dilepaskan kepada suatu medium kerja,

misalnya amonia. Amonia air itu akan berubah menjadi gas

dengan tekanan kira!kira ,* bar dan suhu lk 2$oC.

+urbin berputar menggerakkkan generator listrik yangmenghasilkan energi listrik. #as amonia akan meninggalkan

turbin pada tekanan kira!kira ,$ bar dan suku lk $$oC dan

kemudian di ba'a ke kondensor. -endinginan pada

kondensor mengakibatkan gas amonia itu kembali menjadibentuk benda air. -erbedaan suhu dalam rangkaian

perputaran amonia adalah $0oC sehingga rendemen Carnot

akan menjadi


13/95

5endemen ini merupakan e9siensi termodinamika

yang baik sekali, namun di dalam praktek rendemenyang sebenarnya akan ter'adi lebih rendah, yaitusekitar ((, :. Pada rancanganrancangan terkinisuatu arus air sebesar ) m)/s baik pada sisi air

hangat maupun pada sisi air dingin, diperlukan untukmenghasilkan daya sebesar ! 4; pada generator.&elain amonia +?8)-, 'uga =ron5(( +C8Cl=(- danPropan +C)8- memiliki titik didih yang sangat rendah,yaitu antara )$oC sampai $oC pada tekananatmosfer dan @ )$oC pada tekanan antara !$ dan !(,Kg/cm(. Aasgas inilah yang prosfektif untukdimanfaatkan sebagai medium ker'a pada konversienergi panas laut.


14/95


15/95


16/95

PERKEMBANGAN DAN PROSPEK

Ahli fisika -eranis /aues Arsonval pada tahun $$ sudah

mengemukakan konsep konversi energi panas laut, atau %1- (oean

thermal energy onversion, 3+1C) sebagai salah satu penggunaan dari

siklus 4ankine. &alah seorang muridnya, yaitu #eorges Claude, pada

tahun $50 telah membuat pusat listrik tenaga %1- di +eluk 6atan7as

dekat %uba. -usat tenaga listrik ini dengan daya 22 %8 hanya dapat

bekerja selama dua minggu karena dihanurkan oleh sebuah angin

topan sehingga pipa untuk masukan airnya rusak total. -royek itu

kemudian dihentikan. -ada tahun $50an, perusahaan -eranis yakni

&oiete d9:;1nergie des 6ers melanjutkan usaha itu dengan

meranang sebuah pusat tenaga listrik di pantai dekat Abidjan, ibukota-antai #ading (


17/95

!(/!0/($$1OTEC 2frican 3eployment!"


18/95

%emudian yang memberikan suatu dorongan kuat

kepada perkembangan %1- adalah kemelut energi

yang terjadi pada tahun $5*, se'aktu terdapat embargo

minyak yang terjadi di +imur +engah. Dalam sebuah tulisanmajalah ilmiah -hysis +oday (tahun $5*), ahli fisika

Clarene >enner menyoroti lagi prinsip %1- dan sangat

menganjurkan agar pengembangan %1- dilanjutkan. &ejak

itu banyak perusahaan besar mulai melanjutkan proyek!

proyek %1-. Di Amerika &erikat misalnya, perusahaan

okheed, 8estinghouse dan #eneral 1letri dengan giat

melakukan pengembangan prinsip %1-. Ada pula

perusahaan!perusahaan yang mengembangkan bagian

spesifik seperti penukar panas. Antara lain "nion Carbide,?oster 8heeler, 4ok'ell dan Alva!aval. /uga lembaga!

lembaga penelitian seperti @atelle dan 6


19/95

!(/!0/($$1OTEC 2frican 3eployment!1


20/95

-usat energi listrik %1- terapung pertama di dunia dengan daya

sebesar 0 %8 beroperasi di lepas pantai kepulauan a'aii pada

tahun!tahun $50an. -royek

ini merupakan inisiatif perusahaan okheed bekerjasama dengannegara bagian a'aii. Dari 1ropa dapat disebut perusahaan!

perusahaan Alva!aval (&'edia), Compagnie ?ranaise des

-etroles!#roupe +otal (-eranis, /ohnson #roup (&'edia), %okums

(&'edia), 6ioperi (


21/95

!(/!0/($$1OTEC 2frican 3eployment(!


22/95

Terdapat masalah yang dihadapi padapengembangan prinsip KEPL disebabkan

rendemen perpindahan panas yang sangatrendah, karena memerlukan 'umlah air baikyang hangat maupun yang dingin yang perludipindahkan. >ntuk sebuah PLTKEPL dengandaya misalnya !$$ 4;, diperlukan kirakira7$ m)/s, baik air hangat maupun air dinginyang harus dialirkan malalui pemindah

panas. Bumlah'umlah air yang besar itumengakibatkan bah%a berbagai komponenmemiliki ukuranukuran yang sangat besarpula.


23/95

!(/!0/($$1OTEC 2frican 3eployment()


24/95

-emindah panas merupakan komponen yang sangat

penting dan juga sangat mahal bagi sebuah -+!-,

meskipun dengan sistem tertutup. @iayanya merupakan

kira!kira $E dari biaya keseluruhan pembangkit. "ntuk

pembangkit dengan daya $00 68 diperlukan untuk suatu

luas penukaran panas antara 00.000 dan $.00.000 m2

material yang digunakan untuk pemindah panas harus

terdiri atas bahan penukar panas yang baik. -ada saat ininampaknya bah'a aluminium, titan dan baja tahan karat

merupakan material yang terbaik. +erjadinya pertumbuhan

bebagai organisme pada permukaan pemindah panas

merupakan gangguan yang serius terhadap berfungsinyadengan baik sebuah -+!-, yang akan dengan pesat

menurunkan daya dan kemampuannya. %eepatan

pertumbuhan organisme itu tergantung dari material

pemindah panas dan juga suhu air hangat.


25/95

Pipa air dingin merupakan komponenpaling menon'ol karena ukurannya yanggigantik. *agi sebuat PLTPL dengandaya !$$ 4;, pipa itu akan memilikigaris tengah kirakira $$ $$ meteratau lebih. Aayagaya hidrolik maupun

mekanikal yang ter'adi pada pipa airdingin itu sangat besar, terutamapada pipa dengan struktur yang kaku.

Buga pengaruh arus dan ombak air lautmerupakan masalah yang perludiperhitungkan. Karenanya 'uga dicarikonsepkonsep dengan pipa yang agak


26/95

!(/!0/($$1OTEC 2frican 3eployment(


27/95

Pembuatan an'ungan +platform- untukmemuat bangunan PLTPL terapung

dapat mempunyai beberapakon9gurasi. >ntuk sebuah pusattenaga listrik dengan daya !$$ 4;menurut pandangan terkini akan

memerlukan suatu konstruksi yangmemiliki daya apung sebesar ($$.$$$sampai )$$.$$$ ton, setara dengan

sebuah kapal tangki minyak yangbesar. Pertimbanganpertimbanganyang perlu diperhatikan adalah


28/95

!(/!0/($$1OTEC 2frican 3eployment(0


29/95

!.&tabilitas dan gerakangerakandari laut.(.Dnstalasi dan kemungkinankemungkinan penyambungan dari

pipa air dingin).*erbagai kemungkinankonstruksi

7.*iaya yang diperlukan.


30/95

!(/!0/($$1OTEC 2frican 3eployment)$


31/95

2gar an'ungan terapung itu tetap berada pada tempatnya dan tidakberpindahpindah mengikuti arus air laut ataupun angin, 'ugamerupakan masalah serius, lebihlebih kerena ukurannya yang serba

besar. &alah satu pilihan adalah bah%a an'ungan itu memiliki mesinpenggerak sendiri sehingga dapat mengatur sendiri posisinya. Energilistrik yang dibangkitkan dengan sendirinya dialirkan ke daratanmelalui sebuah kabel laut. Perlu ada pengaturan bah%a kabel laut itutidak mengalami tarikan mekanikal bilamana an'ungannya bergerak.&ebuah PLTPL terapung kecil yang dinamakan proyek 4iniOTEC

beroperasi di lepas pantai kepulauan Keahole Point, 8a%aii,2merika &erikat. Proyek itu merupakan inisiatif dari perusahaanLockheed 4issiles and &pace Company serta ?egara *agian 8a%aii.Tu'uan proyek ini adalah memperlihatkan bah%a sebuah PLTPLpercobaan dengan daya $ K; dan sistem siklus tertutup merupakansuatu sumber energi yang tidak mengganggu lingkungan. 4iniOTEC inimenggunakan pemindah panas berbahan titanium dan dibuat olehperusahaan 2lfa Laval dari &%edia. Pipa air dingin terbuat daripolietileen dan memiliki garis, tengah $,"! meter dan pan'ang 1$$meter. *agian atas pipa dikaitkan pada sebuah ponton terapung.Pipa air dingin 'uga berfungsi sebagai 'angkar untuk menahan ponton

pada tempatnya.


32/95


33/95

@eroperasinya dengan baik sebuah -+!-

perobaan dengan daya $00 %8 di -ulau

Bauru, kepulauan -asifik, dibangun oleh

+1-&C3 (+okyo 1letri -o'er &ervies

Company). -erusahaan tersebut

merenanakan akan membangun sebuhah

-+!- lagi yang tidak terapung, melainkan ditepi pantai, dengan daya yang lebih besar

yaitu $0 68. -embangkit itu

direnanakan juga untuk dibangun di%epulauan -asifik.


34/95

&elan'utnya dapat pula dikemukanan bah%aperusahaan Alobal 4arine mendapat tugas dari3epartemen Energi 2merika &erikat untuk mengubah

tangker Chipachet men'adi suatu an'ungan terapungpercobaan bagi sebuah PLTPL dengan daya ! 4;.Proyek ini dinamakan OTEC!, dan antara lain akanmengu'i beberapa konsep pemindah panas pada

kondisi lapangan dan terletak 'uga di lepas Pantai8a%aii. Pipa air dingin pada proyek ini terdiri atasgabungan tiga pipa polietileen +garis tengah masingmasing !,( meter- dan pan'ang 7$ meter. Tiap pipadilalui sebuah kabel ba'a yang pada u'ung ba%ahnyadilengkapi dengan suatu beban yang berat agar pipaitu senantiasa berada dalam posisi yang vertikal.Kedalaman laut adalah kirakira !(($ meter.


35/95


36/95

&uatu rencana untuk membuat

proyek PLTPL Eropa dengan daya!$ 4; +OTEC!$- menggunakanan'ungan yang terbuat dari beton.

Buga diguankan sistem siklustertutup dengan amonia sebagaimedium ker'a. Pipa air dingin

memiliki garis tengah " meter danpan'angnya 0$$ meter.


37/95


38/95

%onsep ini dikembangkan oleh ollandse

@etton #roup (@#) dari @elanda.@eberapa

proyek perobaan lain dengan daya $0 68 jugadilakukan di /epang dan Amerika &erikat. Dapat

dikemukakan bah'a semua proyek perobaan

menyimpulkan bah'a seara teknis diperoleh

hasil!hasil yang ukup memuaskan namun searaekonomi belum karena harganya masih terlampau

tinggi untuk dapat dioperasikan seara komersial.

-eningkatan efisiensi terutama dari penukar panas

masih perlu diapai untuk menurunkan ukuran!ukuran pembangkit dan dengan demikian juga

menurunkan biayanya.


39/95

PROSPEK DI INDONESIA

6inyak merupakan sumber energi utama di


40/95

!(/!0/($$1OTEC 2frican 3eployment7$

2palagi mengingat perkiraan dan perhi tungan


41/95

p g g g p p gpara ahli pada tahun ($!$an produksi minyak akanmenurun ta'am dan bisa men'a di titik a%alkesen'angan energi. >ntuk lautan di %ilayah

Dndonesia, potensi termal (, # !$() 'oule dengane9siensi konversi energi panas laut sebesar tigapersen dapat menghasilkan daya sekitar (7$.$$$ 4;.Potensi energi panas laut yang baik terletak padadaerah antara 1 lintang selatan dan !$7!$1bu'ur timur. 3i daerah tersebut pada 'arak kurang dari($ km dari pantai didapatkan suhu rataratapermukaan laut di atas (0C dan didapatkanperbedaan suhu permukaan dan kedalaman laut

+!.$$$ m- sebesar ((,0C. &edangkan perbedaansuhu ratarata tahunan permukaan dan kedalamanlautan +$ m- lebih tinggi dari ($C. 3engan potensisumber energi yang melimpah, konversi energi panas

laut dapat di'adikan alternatif pemenuhan kebutuhan


42/95

e aga mana a e a u , uas au n ones ai ' k d k i l


43/95

gmencapai ,0 'uta km(, mendekati "$: luaskeseluruhan %ilayah Dndonesia. 3engan luas %ilayahmayoritas berupa lautan, %ilayah Dndonesia memiliki

energi yang punya prospek bagus yakni energi aruslaut. 8al ini dikarenakan Dndonesia mempunyaibanyak pulau dan selat sehingga arus laut akibatinteraksi *umi*ulan4atahari mengalami percepatansaat mele%ati selatselat tersebut. &elain itu,

Dndonesia adalah tempat pertemuan arus laut yangdiakibatkan oleh konstanta pasang surut 4( yangdominan di &amudra 8india dengan periode sekitar!( 'am dan konstanta pasang surut K! yang dominan

di &amudra Pasi9k dengan periode lebih kurang (7'am. 4( adalah konstanta pasang surut akibat gerak*ulan mengelilingi *umi, sedangkan K! adalahkonstanta pasang surut yang diakibatkan olehkecondongan orbit *ulan saat mengelilingi *umi.


44/95

!(/!0/($$1OTEC 2frican 3eployment77


45/95

Di


46/95

@erdasarkan letak penempatan pompa kalor,

konversi energi panas laut dapat

diklasifikasikan menjadi tiga tipe, konversienergi panas laut landasan darat, konversi

energi panas laut terapung landasan

permanen, dan konversi energi panas lautterapung kapal. %onversi energi panas laut

landasan darat alat utamanya terletak di

darat, hanya sebagian keil peralatan yangmenjorok ke laut.


47/95

stabil dan pemeliharaannya lebih mudah


48/95

stabil dan pemeliharaannya lebih mudah.Kekurangan sistem 'enis ini membutuhkankeadaan pantai yang curam, agar tidak

memerlukan pipa air dingin yangpan'ang.>ntuk konversi energi panas lautterapung landasan permanen, diperlukansistem penambat dan sistem transmisi ba%ah

laut, sehingga permasalahan utamanya padasistem penambat dan teknologi transmisiba%ah laut yang mahal. Benis ini masih dalamtaraf penelitian dan pengembangan.

Perkembangan teknologi konversi energipanas laut di Dndonesia baru mencapaistatus penelitian, dengan 'enis konversi energipanas laut landasan darat dan denganka asitas !$$ k; lokasi di *ali >tara.


49/95



50/95

&eara umum kendala pada teknologi

konversi energi panas laut adalah efisiensipemompaan yang masih rendah, korosi pipa,

bahan pipa air dingin, dan biofouling, yang

semuanya menyangkut investasi. &elain itu

kajian sumber daya kelautan masih terbatas

terhadap langkah pengembangan konversi

energi panas laut.

Keuntungan bagi sisi pemerintah :


51/95

Keuntungan bagi sisi pemerintah :

Pemanfaatan energi baru, seperti tenaga panas

laut, akan mengurangi ketergantungan akan **4atau *atu bara yang cadangannya diperkirakan akanhabis dalam beberapa tahun mendatang.Penelitian ini akan melibatkan instansiinstansiyang terkait/departemen sehingga diharapkan

akan memberikan sumbangsihnya dalam bidangilmu pengetahuan dan teknologi +DPTEK-.Penggunaan teknologi ini akan mengurangi dampakpencemaran lingkungan akibat emisi gas buang dari

produk **4 atau *atu bara.&etiap proyek yang akan dibangun nantinyaakan mengurangi 'umlah pengangguran, karenatentunya akan menyerap banyak tenaga ker'a.

eun ungan ag penye a s r


52/95

g g p y

4erupakan solusi alternatif untuk masayang akan datang, sekiranya produksi **4

atau batu bara telah berhenti.4engurangi ketergantungan akan **4atau batu bara sebagai bahan baku dalammemproduksi listrik.Bika dimanfaatkan secara optimum, makadengan e9siensi sekitar tiga persen makaDndonesia dapat menghasilkan (7$.$$$ 4;

dari total potensi panas laut yang ada.8asil sampingan berupa air ta%ar tentudapat dimanfaatkan untuk produksi airminum bersih untuk didayakan oleh PL?.


53/95

Keuntungan bagi konsumen Konsumen akan merasa legaakan kontinuitas penyediaanenergi listrik untuk beberapa

%aktu mendatang.

Kendala


54/95

Kendala

>ntuk mengubah suatu sistem ketenaga listrikan dari**4 dan *atubara men'adi panas laut dibutuhkanbiaya investasi yang sangat besar.E9siensi pembangkit tenaga panas laut +PLTPL- yangmasih di d%ah : tentu bukan merupakan kabar yangbaik bagi semua pihak.

*elum ada investor yang besedia menanamkaninvestasinya untuk proyek pembuatan pembangkittenaga panas laut +PLTPL-.2danya gangguan alam di daerah laut atau

pantai akan merugikan sistem kelistrikan denganteknologi panas laut.*iaya produksi akan tinggi sehingga mau tidak mau

'ika pemerintah mekakukan subsidi, maka budget2P*? akan tersedot untuk biaya subsidi.


55/95

Problem &tatement, 4issionProblem Statement

2 clean, rene%able energy source that providesbaseload po%er %ithout impacting the environment,regardless of seasonal %eather conditions, does not

e#ist for supplying po%er to 2frican nations.Mission

To develop a feasible architecture and businessstrategy for an Ocean Thermal Energy Conversionsystem deployed oF the 2frican coast.

OTEC 2frican 3eployment!(/!0/($$1


56/95

Pro'ect Team 5ole&ponsor Lockheed 4artin

Team 5ole 5esearch Contractor

&ponsor =ocus 2reas Tasks

=easibility study for possible OTEC site oF 2fricancontinent

Dnvestigation of planning activities reGuired forOTEC deployment

3evelopment of location speci9c reGuirements forarea

*usiness/=inancial plan for pro9tability in )$ years



57/95

OTEC 3escription

Oceanic Thermal EnergyConversionOTEC utiliHes the oceanIs ($JC

natural thermal gradient bet%eenthe %arm surface %ater and thecold deep sea %ater to drive a5ankine Cycle

OTEC utiliHes the %orldIs largestsolar radiation collector theocean. The ocean contains enoughenergy po%er all of the %orldIselectrical needs.

!(/!0/($$1"OTEC 2frican 3eployment

OTEC P


58/95

OTEC Process

$. -o'er input to pumpsto start proess

F. 1panding vapor drivethe turbine, and eletriity

is reated by a generator

. eat etration

from old!'ater sink toondense the 'orking

fluid in the ondenser.

Cyle begins

again

4eturn to step2

. eat addition from the hot!'ater soure used to

evaporate the 'orking fluid

'ithin the heat ehanger

(1vaporator)

2. ?luid pump pressuri7es andpushes 'orking fluid to evaporator

OTEC 2frican 3eployment0

OTEC Pro'ect 3evelopment Process


59/95

OTEC Pro'ect 3evelopment Process



60/95

;ork Products

Cost 4odel

5isk4anagement &trategy

8ouse ofuality

&ystem3escription3ocument *usiness /

4arketing2pproach

&ystem2rchitectur

e ie%s+&-

&ystem=unctionality

&eGuence

4odel

Technology&Curves

CP?&imulation

4odel

Pro'ect&chedule

!(/!0/($$1$OTEC 2frican 3eployment

&takeholder ?eeds


61/95

&takeholder ?eeds2nalysis

OTEC 2frican 3eployment

OTEC&yste

m3esignTeamG okheed 6artinG #6" &134 ?aultyG -artners E

&ubontrators Dnterfaces

G 3ean 1nvironmentG 1letri CompanyG ?inaning #roup

Competitors

G 3il


62/95

5egulations N &tandardsPlatform &afety

4aritime &afety (DOT, USCG 46 CFR)

Luminaries (UL 1598A)

Electrical Dnstallations on &hipboard (IEEE P45.1, P45.5)

3esigning N Construction of =loating Platforms (API RP 2FB)

>nder%ater Cabling3esign N Construction (IEC 60092-350; A!" OPA! 11310.3B)

&heathing (IEC 60092-351, -359)

Dnstallation N Test (IEC 60092-350, -352; IEEE 45 IT 1-2)

;orkforce &afety

Bob 8aHard 2nalysis (OS#A 30$1);orkplace =irst 2id (OS#A 331$)

8aHardous ;aste Operations (OS#A 31$2)

Occupational 8ealth N &afety (OS#A 29-CFR 1910.1)

8abitation on OFshore Dnstallation (ABS P%&. 105)

!(/!0/($$1(OTEC 2frican 3eployment


63/95

Other Considerations

&upplier uali9cation&everal key components to be sourced +;ater Pump, Turbine,

Aenerator, 8eat E#changers N Po%er Cabling-

Dnstitution of Preferred &upplier uali9cation &ystem Process/Product control plan to ensure Guality components N

participation in the auditing of their processes &uppliers %ill be empo%ered push high standards of Guality to (nd

tier suppliers since their company reputation is at stake

&tandards *ased Procurement ensure that even the (ndtiervendors push for Guality end products delivered to the OTECsystem have higher reliability

Dntegrated Logistics &upport4aintainability support for eGuipment

&upport team to handle any Guestions/issues during programe#ecution, %ith trained staF to deal %ith all situational needs

!(/!0/($$1)OTEC 2frican 3eployment


64/95

Trade &tudy 5esearch



65/95

&ponsor 5eGuirementsLocation shall be located oF the 2frican coast

8umanitarian eForts strengthen >& ties %ith 2fricannations

&ponsor has not conducted indepth research in thisarea

2frica is becoming a hot topic in 5ene%able 5esources

Locations shall provide2t least ($ C temperature diFerence bet%een surface

%ater and !$$$ m deep %ater

Economic &tabilityPolitical stability +reduces program risk-

Established po%er infrastructure to D/= %ith OTEC

Little or no coastal pirating crime

OTEC 2frican 3eployment !(/!0/($$1


66/95

2frica Continent

Overvie%

Over $$4 people, yet ":of landmass uninhabited

8ighest birthrate of anycontinent %ith populatione#pected to reach (* by($$

=astest gro%ing region onearth facing most seriousproblems of food and%ater

8igh potential forcommercial OTEC plant oF%estern coastPolitical instabilit% & poor

in#rastructure plague thecontinent



67/95

Possible OTEC Locations

!(/!0/($$1OTEC 2frican 3eployment"


68/95

Technical CaseOperational Concept

&cope and Conte#t

2rchitecture Evaluation

=unctional 3ecomposition2rchitecture 3evelopment

3o32= 3iagrams

E#ecutable 2rchitecture



69/95

Operational Concept



70/95

OTEC &ystem P3iagram

OTECS%stem

ControlsG 8ater -ump

G ?luid -umpG 3+1C C-"G +urbineG #eneratorG eat 1hangersG -ipesG 8orking fluid

(Noise Fators!G +emperatureG &ea stateG 8eatherG Corrosion

(O"t#"t F"ntions!G -o'er

G 8ater

(In#"t Si$nals!G 8aterG &tartup

-o'er

"$OTEC 2frican 3eployment


71/95

2rchitecture Evaluation

Close! C%cle OTEC is the Most 'easible an! Mature

Approach!(/!0/($$1"!OTEC 2frican 3eployment

unct ona


72/95

unct ona3ecomposition

!(/!0/($$1"(OTEC 2frican 3eployment

E#ternal &ystems/Conte#t


73/95

E#ternal &ystems/Conte#t3iagrams

Conte(t )iagram

!(/!0/($$1")OTEC 2frican 3eployment


74/95

OTEC D3E=$

!(/!0/($$1"7OTEC 2frican 3eployment


75/95

2rchitecture 3evelopment

&ystem =unctional 4apping

2rchitecture *ehavior

*usiness &trategy

O!, O7, O

&), &7, &a

OC, &!$CP? Tools

&0, &14arket 2nalysis


+he &i &tage -roess &trutured AnalysisL. Wagenhals, A. Levis, SYST 621


76/95

3o32= 3iagrams>tiliHed CO5E v to develop 3o32=

vie%s

3eveloped applicable 3o32= diagrams

for an interoperable architecture


5eGuirements


77/95

5eGuirements

!(/!0/($$1""OTEC 2frican 3eployment


78/95

E#ecutable 2rchitectureLeads to signi9cant ne% insights into the

design and operation of the OTEC system

The structure CP? model is directly related tothe functionality represented in the

architecture

!(/!0/($$1"0OTEC 2frican 3eployment

Iideo

&imulation

E#ecutable 2rchitecture


79/95

5esultsThe e#ecutable CP? model provided

additional input into the logical


80/95

4arket 2nalysis;orld Energy Aoals

Dncrease eMciency

3ecrease dependence onforeign oil

Clean, Carbon =ree =uels5ene%able sources

5ene%able 4arket Trends5ene%able energy market %ill

gro% at 7)!: in the ne#t !$ yearsOil predictions at (: and natural gas at 7:.

!$.$$

($.$$

)$.$$

7$.$$

$.$$

$.$$

"$.$$

0$.$$

1$.$$

!$$.$$Aerage OPEC *as+et Price ,-S).

Oil In!ustr% )riing Change !ue to Rapi!l% RisingCosts/ 0imite! Resources an! Political Instabilit% in

Ma1or Suppl%ing Countries

Data So"re 3-1C

!(/!0/($$10$OTEC 2frican 3eployment


81/95

Dnvestment &trategy

=irst commercial plant in areas %ith high /k;h

Dnvestor may have funds upfront or 9nancing agreement

Dnstallation timing may impact subsystem technology choices

>tiliHe Patent process, proprietary markings, and legal teaming agreements


De#lo%&ent Contrat '%#e Ris Pro)it


82/95

Program 5isks! 5isks identi9ed in 5isk

5egister

Each risk has a 5isk 4itigation&trategy, &tatus, Probability, NOverall 5isk Dmportance calculated as the sum of

&chedule, Cost andPerformance Dmpact

Dmpact &cores are on a scale ofQ$I +?o Dmpact- to Q!$I+E#tremely 8igh Dmpact-


OTEC Program Risk

R15

OTEC Program Risk Register


83/95

2Fordability Calculations

2ssumptions!$$ 4; Capacity, 11: >ptime, )$ year =inancing at 0:

Po%er Co. and Dnvestor reGuire (: of income for internal costs

&ponsor sale price for system aFordability )$"4

!(/!0/($$1OTEC 2frican 3eployment0)

Net Present 4alue is 5367* in 89 %ears

Cash =lo%

2nalysis

+$$.$$-

$$.$$

!,$$$.$$

!,$$.$$

(,$$$.$$

(,$$.$$

),$$$.$$

),$$.$$

7,$$$.$$E(pecte! 4alue ,5M.

E#pected alue +4- ;orst Case +4-

*est Case +4-

Cumulatie Present 4alue

3iscrete Chance ?odes&ales Dncome Aro%th

ON4 Cost Aro%th

=i#ed E#penses)$"4 Dnvestment


84/95

Aro%th PotentialElectricity Capacity E#pansion

2dditional OTEC systems could be installed

Current system could be upgraded to include morepo%er modules

Clean ;ater &ystem>se the po%er created to create clean %ater

Dnstall an ROpenCycleS system to create both atonce

2lternative Technology &olutionsAeoOTEC to po%er Oil Platforms

5ene%able =uels 2mmonia as a Carbon Carrier

2griculture 2mmonia as a fertiliHer



85/95

&ummary and Conclusions

Consider methods to reduce system cost, consider&ell directly to city to remove RmiddlemanS

Platform cost savings lessrobust design, shorter C;P

5ecommend 2frica installation after OTEC is QprovenI at largescale

2lternative technology approaches increase possible installationarea to include colder %ater regions

;ay =or%ard 5ecommendations4eet early and often %ith environmental policy teams regarding

licensing and permits to ensure compliance and a clear path ahead

*egin talks %ith ?igerian government to e#press interest indeveloping OTEC near Lagos Establish a partnership %ith po%erdistributor

erify ocean temperatures N geography Consider universityresearch



86/95

Thank UouLockheed 4artin Corporation

3r. Ted Bohnson

KiMn *ryan

A4> &EO5 =aculty3r. Thomas &peller

3r. 2bbas K. Vaidi

=aculty 5evie%ers


a e o er a ue4 i


87/95

4apping


ua ty2 l i


88/95

8ouse of uality


2nalysis

5isk 5egister


89/95

g



90/95

OTEC 2frican 3eployment


91/95

Pro'ect Plan;*& 3eveloped based on Pro'ect Auidance

Tasks organiHed and linked in 4& Pro'ect

!(/!0/($$11!OTEC 2frican 3eployment


92/95

2rchitecture 3evelopment

. 8agenhals, A. evis, &K&+ L2$ eture



93/95

Technology &Curves Key technology =ocus 2reas

Cold ;ater Pipe

Turbine Technology

!(/!0/($$1OTEC 2frican 3eployment1)

Cold 8ater -ipe +urbine +ehnology

CP? 4 d l


94/95

CP? 4odel


CP? &imulation ideo


95/95

CP? &imulation ideohttpEEmason.gmu.eduEMamull$EfilesE3+1CNC-BN&imulation.'mv
http://mason.gmu.edu/~amccull1/files/OTEC_CPN_Simulation.wmvhttp://mason.gmu.edu/~amccull1/files/OTEC_CPN_Simulation.wmv

energi panas lautt

Documents