Osmotické elektrárny. Další typ výroby alternativní energie

Pokud začneme mluvit o alternativní energii, pak většina lidí má snímky solárních panelů nebo větrných turbín. Nevýhody nebo jejich omezení v práci jsou známy. Geotermální přílivové elektrárny jsou složité a geograficky omezené na několik míst na planetě. Zařízení na výrobu bioplynu fungují hladce pouze v teplých zemích. Je možné umístit MicroHPP (plovoucí nebo nízkorychlostní generátory na pilotovém základu) podél břehů řek, ale ani tento směr nepostupuje.

Myslím, že pro ty, kteří se o toto téma zajímají, informace o osmotických elektrárnách, které v našem století nanotechnologie, polymerní membrány, se může stát velmi vážným zvýšením celkového podílu elektřiny vyrobené planeta.

Takže o čem to mluvíme? Teorie jako první. Ve fyzice je známý efekt osmózy:

K tomuto jevu dochází, když se dvě kapaliny s různými koncentracemi solí začnou mísit přes polopropustnou membránu. Ty. kapalina s nižší koncentrací soli ředí kapalinu s vyšší koncentrací. Membrána pracuje v jednom směru - umožňuje průchod prakticky pouze molekul vody a v jednom směru. Takže v nádobě, kde byla slaná voda, bude buď přidána voda a její sloupec stoupne, nebo bude vytvořen tlak. A od té doby voda je nestlačitelná, lze tento přetlak použít k otáčení turbíny a generátoru.

Díky tomuto jevu je možné zvýšit vodní sloupec o 240 m nebo vytvořit tlak až 24 atmosfér (při ředění slané vody se slaností 35 g / litr)! Fenomén osmózy využívá sama příroda ještě účinněji v rostlinách a stromech (vzestup vlhkosti podél kmene).

Od poloviny roku 1980. směr membrán pro osmotické čištění vody a její odsolování se aktivně vyvíjí. A od tohoto období se stala možná ne teoretická, ale již praktická aplikace tohoto efektu na výrobu elektřiny. První osmotická elektrárna byla realizována norskými vědci s podporou místní energetické společnosti Statkraft. Byly použity Loeb membrány vyrobeno z modifikovaného polyethylenu na keramickém podkladu. Dokážou odolat obrovskému tlaku. Všechno to vypadá takto:

Upravili budovu v Toftu, která se nachází na břehu řeky ústí do moře. Voda z řeky teče gravitací do budovy. Tam se čistí a přivádí do spirálových membránových rostlin pro smíchání se slanou vodou, která se čerpá z moře a také se přivádí do rostliny (druhý skluz). Díky získanému tlaku ve slané vodě se turbína uvede do pohybu a generátor se přes ni otáčí. Instalační schéma:

Osmotické komory typu roll. Podobně jako u čistíren odpadních vod. Čerpadla dodávající vodu do osmotického zařízení jsou poháněna elektřinou generovanou zařízením. Elektřina třetí strany je nutná pouze ke spuštění stanice. Smíšená řeka a mořská voda jsou vypouštěny do moře.

Stanice byla vynaložena na státní dotaci od norské vlády 20 milionů $. Stanice začala s výrobou pouze 4 kW * h elektřiny. Plány na rok 2015 bylo zvýšit kapacitu na 25 MW. Ať už to fungovalo nebo byl projekt zmrazen - nenašel jsem informace.

Zdroj: http://www.chekltd.com/node/673

Faktem je, že komerční využití takové technologie má smysl, pokud jsou membrány účinné při hodnotách 5 W / m2 z oblasti membrány. Pouze na osmotické stanici v Toftu 1 W / m2 z oblasti membrány.

Pokrok však nezastaví. Ve fyzice jsou uhlíkové nanotrubice známé. Membrány na nich založené jsou velmi účinné. Takové membrány zvýší výkon až 4000 W / m2. Tato účinnost překračuje ukazatele všech generujících zdrojů!

A ultratenké grafenové fólie zvýší indikátor na 10 kW / m2 od oblasti membrány, protože pouze molekuly vody mohou projít jedním směrem. Představte si, osmotické zařízení o velikosti 50 litrového plynového válce se stálým přísunem soli a čerstvé vody, které může vytvářet tlak na otáčení turbíny a 5-10 kW generátoru! Všechno to sestává z nákladů na výrobu takových membrán.

S takovým kurzem měn by naše Rusnano převzalo kontrolu nad výklenkem. u grafenových filmů máme obrovský náskok:

Grafenové nanotrubice jsou 150krát silnější než jakákoli ocel. A Rusko se stalo jeho největším producentem - 50 tun ročně. Přímo jsem překvapen, jestli pan Chubais opravdu udělal něco užitečného?

Vezmeme-li v úvahu všechny tyto informace, osmotické elektrárny v ústí řek se v blízké budoucnosti mohou stát lídry v oblasti alternativní energie. Jsou tiché, nevypouštějí žádné škodlivé nečistoty do atmosféry a vody. Je vhodné umístit zařízení pod hladinu vody v řece a moři - na povrchu nebudou žádné průmyslové budovy a stavby.

V současné době jsou takové osmotické stanice nejúčinněji umístěny v blízkosti odsolovacích zařízení. Protože voda opouštějící odsolovací zařízení je 10krát slanější než mořská voda.

A ještě jedna myšlenka, která je stále vzdálená budoucnost: osmotické elektrárny v oceánech poblíž velkých měst. Je známo, že slanost vody závisí nejen na obsahu solí v ní, ale také na teplotě. A v různých hloubkách oceánů je to jiné. Plovoucí stanice se sloupy spuštěnými do hloubky několika stovek metrů as přívodem vody k nim z mořské hladině, může vyrábět elektřinu šetrnou k životnímu prostředí téměř kdekoli v moři a oceány.

To vše mi připomínalo futuristické články a kresby z časopisů Technology of Youth, Young Technician of the SSSR.

***

Fotografie jsou převzaty z otevřených zdrojů, z Yandexu. Obrázky

předplatit do kanálu, přidejte jej do záložek prohlížeče (Ctrl + D). Před námi je spousta zajímavých informací.