Osmoottiset voimalaitokset. Toinen vaihtoehtoisen energian tuotannon tyyppi

Jos alamme puhua vaihtoehtoisesta energiasta, niin useimmilla ihmisillä on kuvia aurinkopaneeleista tai tuulivoimaloista. Haitat tai niiden rajoitukset työssä ovat tunnettuja. Maalämpö-, vuorovesivoimalaitokset ovat monimutkaisia ​​ja maantieteellisesti rajoitettuja muutamiin paikkoihin planeetalla. Biokaasulaitokset toimivat sujuvasti vain lämpimissä maissa. MicroHPP: itä (kelluvia tai hitaita nopeusgeneraattoreita paaluperustalle) on mahdollista sijoittaa jokien rannoille, mutta myöskään tämä suunta ei edisty.

Luulen, että niille, jotka ovat kiinnostuneita tästä aiheesta, tietoa osmoottisista voimalaitoksista, jotka vuosisadallamme nanoteknologiasta, polymeerikalvoista, voi tulla erittäin vakava kasvu energian tuottaman sähkön kokonaisosuudessa planeetalla.

Joten mistä me puhumme? Teoria ensin. Fysiikassa osmoosivaikutus tunnetaan:

Tämä ilmiö tapahtuu, kun kaksi nestettä, joilla on erilainen suolapitoisuus, alkavat sekoittua puoliläpäisevän kalvon läpi. Nuo. neste, jolla on pienempi suolapitoisuus, laimentaa nesteen, jolla on suurempi pitoisuus. Kalvo toimii yhteen suuntaan - se antaa käytännössä vain vesimolekyylien kulkea läpi ja yhteen suuntaan. Siten säiliöön, jossa oli suolavettä, joko lisätään vettä ja sen pylväs nousee tai syntyy painetta. Ja siitä lähtien vesi on puristamatonta, niin tätä ylipainetta voidaan käyttää turbiinin ja generaattorin pyörittämiseen.

Tämän ilmiön ansiosta vesipylvästä on mahdollista nostaa 240 m tai luoda jopa 24 ilmakehän paine (laimennettaessa suolavettä suolapitoisuudella 35 g / l)! Luonto itse käyttää osmoosi-ilmiötä vieläkin tehokkaammin kasveissa ja puissa (kosteuden nousu runkoa pitkin).

Vuoden 1980 puolivälistä lähtien. kalvojen suunta osmoottisen vedenpuhdistukseen ja sen suolanpoistoon kehittyy aktiivisesti. Tästä ajanjaksosta lähtien tämän vaikutuksen soveltaminen sähköntuotantoon ei ollut mahdollista, vaan teoreettista, mutta jo käytännöllistä. Ensimmäisen osmoottisen voimalaitoksen toteuttivat norjalaiset tutkijat paikallisen energiayhtiö Statkraftin tuella. Käytettiin Loeb-kalvot valmistettu modifioidusta polyeteenistä keraamisella pohjalla. Ne kestävät valtavan paineen. Kaikki näyttää tältä:

He mukauttivat rakennuksen Toftissa, joka sijaitsee mereen virtaavan joen rannalla. Joen vesi virtaa painovoiman avulla rakennukseen. Siellä se puhdistetaan ja syötetään spiraalikalvokasveihin sekoitettavaksi suolaveden kanssa, joka pumpataan merestä ja syötetään myös laitokseen (toinen diat). Saatuaan suolaisessa vedessä olevan paineen vuoksi turbiini käynnistetään ja generaattori pyörii sen läpi. Asennuskaavio:

Rullatyyppiset osmoottiset kammiot. Samanlainen kuin jätevedenpuhdistamoissa. Pumput, jotka toimittavat vettä osmoottiselle laitokselle, saavat voimansa laitoksen tuottamasta sähköstä. Kolmannen osapuolen sähköä tarvitaan vain aseman käynnistämiseen. Sekoitettu joki- ja merivesi johdetaan mereen.

Asema käytettiin Norjan hallituksen valtionavustukseen 20 miljoonaa dollaria. Asema alkoi tuottaa vain 4 kW * h sähköä. Suunnitelmat vuodelle 2015 oli tarkoitus lisätä kapasiteetti 25 MW: iin. Onko se toiminut vai onko projekti jäädytetty - en löytänyt tietoa.

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

Tosiasia on, että tällaisen tekniikan kaupallisella käytöllä on järkeä, jos kalvot ovat tehokkaita arvoissaan 5 W / m2 kalvon alueelta. Vain Toftin osmoottisella asemalla 1 W / m2 kalvon alueelta.

Mutta edistyminen ei pysy paikallaan. Fysiikassa hiilinanoputket tunnetaan. Niihin perustuvat kalvot ovat erittäin tehokkaita. Tällaiset kalvot lisäävät suorituskykyä jopa 4000 W / m2. Tämä hyötysuhde ylittää kaikkien tuottavien lähteiden indikaattorit!

Ja erittäin ohuet grafeenikalvot nostavat indikaattorin arvoon 10 kW / m2 kalvon alueelta, koska vain vesimolekyylit voivat kulkea yhteen suuntaan. Kuvittele, että 50 litran kaasupullon kokoinen osmoottinen kasvi, jossa on jatkuvasti suolaa ja makeaa vettä, voi luoda paineen turbiinin ja 5-10 kW: n generaattorin pyörittämiseen! Kaikki johtuu tällaisten kalvojen valmistuskustannuksista.

Tällaisella valuuttakurssilla Rusnano ottaisi kapasiteetin hallinnan. grafeenikalvojen osalta meillä on valtava johtoasema:

Grafeeninanoputket ovat 150 kertaa vahvempia kuin mikään teräs. Ja Venäjältä on tullut sen suurin tuottaja - 50 tonnia vuodessa. Olen suoraan yllättynyt, jos herra Chubais todella teki jotain hyödyllistä?

Kaikki nämä tiedot mielessä suisto-osmoottisista voimaloista voisi tulla lähitulevaisuudessa vaihtoehtoisen energian johtajia. Ne ovat hiljaa, eivät aiheuta haitallisia epäpuhtauksia ilmakehään ja veteen. Laitteet on suositeltavaa sijoittaa joen ja meren vedenpinnan alapuolelle - pinnalla ei ole teollisuusrakennuksia tai -rakenteita.

Tällä hetkellä tällaiset osmoottiset asemat sijaitsevat tehokkaimmin suolanpoistolaitosten lähellä. Koska suolanpoistolaitoksista lähtevä vesi on 10 kertaa suolaisempi kuin merivesi.

Ja vielä yksi idea, joka on vielä kaukainen tulevaisuus: osmoottiset voimalaitokset valtamerissä lähellä suuria kaupunkeja. Tiedetään, että veden suolapitoisuus riippuu paitsi suolapitoisuudesta myös lämpötilasta. Ja se on erilainen valtamerien eri syvyydessä. Kelluva asema, jossa pylväät on laskettu satojen metrien syvyyteen ja vesihuolto niille merenpinnasta, voi tuottaa ympäristöystävällistä sähköä melkein missä tahansa meressä ja valtameret.

Kaikki tämä muistutti minua futuristisista artikkeleista ja piirustuksista Technology of Youth, Neuvostoliiton nuori teknikko.

***

Valokuvat on otettu avoimista lähteistä, Yandexiltä. Kuvia

Tilaa kanavalle, lisää se selaimesi kirjanmerkkeihin (Ctrl + D). Edessä on paljon mielenkiintoista tietoa.