海洋温度差発電
W N P = W T + W C + W C T + W H T + W A {\displaystyle W_{NP}=W_{T}+W_{C}+W_{CT}+W_{HT}+W_{A}\,}
作動流体によって行われる熱力学的サイクルは寄生的に必要なエネルギーについて詳細に検討せずに解析することが可能である。熱力学第一法則より、系の作動流体に対するエネルギー均衡は
W N = Q H + Q C {\displaystyle W_{N}=Q_{H}+Q_{C}\,}
ここで WN = WT + WC は、熱力学サイクル全体の仕事である。熱交換器内で作動流体の圧力損失がないと仮定した理想的な場合には
Q H = ∫ H T H d s {\displaystyle Q_{H}=\int _{H}T_{H}ds\,}
であり、また
Q C = ∫ C T C d s {\displaystyle Q_{C}=\int _{C}T_{C}ds\,}
熱力学サイクルの仕事の総量を以下のようにすることができる。
W N = ∫ H T H d s + ∫ C T C d s {\displaystyle W_{N}=\int _{H}T_{H}ds+\int _{C}T_{C}ds\,}
過冷却された液体は蒸発器に入る。温海水との熱交換により、蒸発が起こり、通常は過熱状態の蒸気が凝縮器を出る。蒸気はタービンを回し、二相混合の状態で凝縮器に入る。通例、過冷却の液体が凝集器を出て、その液体はポンプで蒸発器に送られ、サイクルを完結する。
OTECが電力源として成功するためには有利な税制と補助金などの政治的な支持と、他の発電方式との競争力を得る自助努力の両方が必要である。 OTECのシステムはまだ広範な展開がなされていないためそのコストを評価することに無関心であるが、一説によると1kW時当たり$.07 USD程度であり補助を受けた風力発電の$.07に比肩するが、原子力発電の$.0192には及ばないとされる。法規と補助金を別にしてOTECを考える際の考慮すべき論点として、
廃棄物を出さず、燃料に限りがない再生可能資源である。
設置可能な地理条件を満たす水域は限られる。
石油依存の政治的な影響を受けた波力発電やメタンハイドレートのような海洋資源の代替方式の開発促進
一つのポンプで養殖やレアメタルの採鉱を組み合わせる可能性
クローズドサイクルはアンモニアのような低沸点の媒体を用いる。温かい表層水を熱交換器に通して媒体を気化させた蒸気によって発電タービンを回す。次に冷たい深層水を凝縮器に通して蒸気を液体に戻し再利用する。タービンを回す媒体が循環する閉じたシステムであるためにクローズドサイクル(閉じた循環)と呼ばれる。
1979年、ハワイ州立自然エネルギー研究所と民間企業の共同で小さなOTEC実験を行い、クローズドサイクルによる海上発電に初めて成功した。この実験器を積んだ船はハワイアンコースト沖1.5マイル (2.4km) に設置され、船上の照明や運用設備を賄うだけの充分な電力を得た。
1999年 ハワイ州立自然エネルギー研究所ではそれまでで最大の運用規模となる250kW級のクローズドサイクルOTECを試験的に製作したがそれ以降、アメリカで新しいOTECの実験器は作られていない。主としてエネルギー創出に関する経済性の問題が解決されていないためであるが、プラントの運用は継続中である。
アメリカ以外にはインド政府がOTECの研究をしており、クローズドサイクルによる1MW級の海上施設OTECプラントを建設している。