انرژی حرارتی اقیانوس می تواند برای کاربردهای مختلف به کار گرفته شود. یکی از کاربردهای عمده استفاده از انرژی حرارتی اقیانوس ها تولید الکتریسیته است. هرچه اختلاف دمای سطح آب اقیانوس با دمای اعماق آن بیشتر باشد راندمان نیروگاه های تولید توان الکتریکی حرارتی اقیانوسی بیشتر می شود. نیروگاه های حرارتی اقیانوسی برای مناطق استوایی بسیار مناسب هستند بویژه در مناطق استوایی اقیانوس آرام که اختلاف دمای اعماق آب بیش از 24 درجه سانتیگراد است. همچنین این نیروگاه ها قادر به تولید همزمان برق و آب تصفیه هستند که برای مناطق استوایی مورد نیاز می باشند.

شکل (1). اختلاف دمای سطح با عمق 1000 متری اقیانوس در نقاط مختلف دنیا

    برای تولید الکتریسیته از انرژی حرارتی از تجهیزات مختلفی استفاده می شود که به طور کلی به سه دسته زیر تقسیم بندی می شوند.

   1. نیروگاه حرارتی سیکل بسته

   سیکل های بسته در واقع یک سیکل ترمودینامیکی می باشند. مشابه سیکل های تولید توان متداول این سیکل های بسته نیز دارای بخش های مختلف از قبیل اواپراتور، کندانسور، سیال کاری، توربین و ژنراتور هستند. معمولا از یک سیال با دمای جوش پایین مانند آمونیاک به عنوان سیال کاری استفاده می شود. اواپراتور این سیستم ها در تماس با آب سطحی اقیانوس است که دمای بیشتری دارد. با جذب گرما، سیال کاری تبخیر شده و بخار تولیدی وارد توربین می گردد. در اثر دوران توربین، ژنراتور متصل به آن نیز دوران کرده و برق تولید می گردد. سیال کاری در خروج از توربین وارد کندانسور می گردد تا دمای خود را از دست داده و چگالیده شود. برای این منظور کندانسور در تماس با آب های سرد در اعماق اقیانوس قرار می گیرد. نمای این سیکل ها به صورت زیر می باشد.

شکل (2). ساختمان سیستم نیروگاه سیکل بسته

   2. نیروگاه حرارتی سیکل باز

   سیکل های باز به طور مستقیم از آب سطح اقیانوس به عنوان سیال کاری استفاده می کنند. در سیستم سیکل های باز، فشار درون اواپراتور سیستم را کاهش می دهند تا آب با دمای ورودی خود مستقیما تبخیر شود. بخار تولید شده وارد توربین شده و در اثر دوران توربین و متصل بودن آن به ژنراتور (توربوژنراتور)، جریان الکتریسیته تولید می شود. بخار خروجی از توربین نیز وارد کندانسوری می شود که با آب سطوح پایین تر اقیانوس که دمای کمتری نسبت به آب های سطحی دارند در تماس است. در اثر تبادل حرارت، بخار ورودی به کندانسور چگالیده شده و مجددا وارد اقیانوس می شود.

شکل (3). ساختمان سیستم نیروگاه سیکل باز

   3. نیروگاه حرارتی سیکل هیبرید

   سیکل های هیبریدی حرارتی اقیانوسی ترکیبی از هر دو سیکل باز و بسته تولید الکتریسیته از اختلاف دمای آب های اقیانوسی هستند. در سیکل های هیبریدی، آب گرم سطح اقیانوس وارد محفظه ای که فشار درون آن پایین است می شود. مشابه فرآیند تبخیر آب در سیکل های باز، آب ورودی به این محفظه نیز تبخیر می شود. بخار تولید شده در یک مبدل، حرارت خود را به سیال کاری با دمای جوش پایین می دهد و باعث می شود تا سیال کاری بخار شود. این قسمت مشابه عملکرد سیکل بسته است. سیال کاری بخار شده وارد توربین شده و آن را به دوران در می آورد.

شکل (4). ساختمان سیستم نیروگاه سیکل هیبریدی