Osmotske elektrarne. Druga vrsta proizvodnje alternativne energije

Če začnemo govoriti o alternativni energiji, ima večina ljudi slike sončnih kolektorjev ali vetrnih turbin. Znane so slabosti ali njihove omejitve pri delu. Geotermalne elektrarne z plimo in oseko so zapletene in geografsko omejene na nekaj lokacij na planetu. Bioplinske naprave nemoteno delujejo samo v toplih državah. MicroHPP (plavajoči ali nizkohitrostni generatorji na podlagi) je mogoče postaviti ob bregovih rek, vendar tudi ta smer ne napreduje.

Mislim, da za tiste, ki jih ta tema zanima, informacije o osmotskih elektrarnah, ki so v našem stoletju nanotehnologija, polimerne membrane, lahko postanejo zelo resno povečanje skupnega deleža električne energije, ki jo proizvede planeta.

Torej, o čem govorimo? Najprej teorija. V fiziki je učinek osmoze znan:

Ta pojav se pojavi, ko se skozi polprepustne membrane začneta mešati dve tekočini z različno koncentracijo soli. Tisti. tekočina z nižjo koncentracijo soli razredči tekočino z višjo koncentracijo. Membrana deluje v eno smer - omogoča praktično le molekulam vode skozi in v eno smer. Tako se v posodo, v kateri je bila slana voda, doda voda ali njen stolpec dvigne ali pa se ustvari tlak. In odkar voda je nestisljiva, potem lahko ta nadtlak uporabimo za vrtenje turbine in generatorja.

Zahvaljujoč temu pojavu lahko dvignete vodni stolpec za 240 m ali ustvarite tlak do 24 atmosfer (pri redčenju slane vode s slanostjo 35 g / liter)! Pojav osmoze narava sama še bolj učinkovito uporablja pri rastlinah in drevesih (dvig vlage vzdolž debla).

Od sredine leta 1980. smer membran za osmotsko čiščenje vode in njeno razsoljevanje se aktivno razvija. In od tega obdobja je postala mogoča ne teoretična, ampak že praktična uporaba tega učinka za proizvodnjo električne energije. Prvo osmotsko elektrarno so norveški znanstveniki izvedli s podporo lokalnega energetskega podjetja Statkraft. So bili uporabljeni Loebove membrane iz modificiranega polietilena na keramični podlagi. Lahko prenesejo izjemen pritisk. Vse je videti takole:

Prilagodili so stavbo v Toftu, ki se nahaja na bregovih reke, ki teče v morje. Voda iz reke gravitacijsko teče v stavbo. Tam se očisti in dovaja v spiralne membranske rastline za mešanje s slano vodo, ki jo črpajo iz morja in jo tudi dovajajo v obrat (drugi tobogan). Zaradi dobljenega tlaka v slani vodi se turbina sproži in generator se skozinjo vrti. Shema namestitve:

Osmotske komore valjastega tipa. Podobno kot v čistilnih napravah. Črpalke, ki osmotsko napravo oskrbujejo z vodo, se napajajo iz električne energije, ki jo ta naprava proizvaja. Električna energija drugih proizvajalcev je potrebna le za zagon postaje. Mešana rečna in morska voda se odvaja v morje.

Postaja je bila porabljena za državno pomoč Norveške vlade v višini 20 milijonov dolarjev. Postaja je začela s proizvodnjo samo 4 kW * h električne energije. Načrti za leto 2015 je bila povečati zmogljivost na 25 MW. Ali je deloval ali je bil projekt zamrznjen - informacij nisem našel.

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

Dejstvo je, da je komercialna uporaba takšne tehnologije smiselna, če so membrane učinkovite pri vrednostih 5 W / m2 od območja membrane. Samo na osmotski postaji v Toftu 1 W / m2 od območja membrane.

Toda napredek ne miruje. V fiziki so ogljikove nanocevke znane. Membrane na njihovi osnovi so zelo učinkovite. Takšne membrane bodo povečale zmogljivost do 4000 W / m2. Ta učinkovitost presega kazalnike vseh virov, ki ustvarjajo!

In ultra tanki filmi grafena bodo kazalnik povečali na 10 kW / m2 od območja membrane, saj v eno smer lahko prehajajo le molekule vode. Predstavljajte si, osmotska naprava velikosti 50-litrske plinske jeklenke s stalno oskrbo s soljo in svežo vodo lahko ustvari pritisk za vrtenje turbine in 5-10 kW generatorja! Vse je odvisno od stroškov izdelave takšnih membran.

S takim tečajem valut bi naš Rusnano prevzel nadzor nad nišo. pri grafenskih filmih imamo veliko prednost:

Grafenske nanocevke so 150-krat močnejše od katerega koli jekla. In Rusija je postala njen največji proizvajalec - 50 ton na leto. Neposredno sem presenečen, če je gospod Chubais res naredil kaj koristnega?

Ob upoštevanju vseh teh informacij bi lahko ustne osmotske elektrarne v bližnji prihodnosti postale vodilne na področju alternativne energije. Tihi so, ne oddajajo škodljivih nečistoč v ozračje in vodo. Priporočljivo je, da opremo postavite pod gladino vode v reki in morju - na površini ne bo industrijskih stavb in objektov.

Trenutno so takšne osmotske postaje najučinkoviteje v bližini naprav za razsoljevanje. Ker voda, ki zapušča naprave za razsoljevanje, je desetkrat bolj slana od morske vode.

In še ena ideja, ki je še vedno oddaljena prihodnost: osmotske elektrarne v oceanih blizu večjih mest. Znano je, da slanost vode ni odvisna samo od vsebnosti soli v njej, temveč tudi od temperature. In drugače je na različnih globinah oceanov. Plavajoča postaja s stebri, spuščenimi v globino nekaj sto metrov in z oskrbo z vodo iz njih morske površine, lahko proizvede okolju prijazno električno energijo skoraj kjer koli v morjih in oceani.

Vse to me je spomnilo na futuristične članke in risbe iz revij Tehnologija mladih, mladi tehnik ZSSR.

***

Fotografije so vzete iz odprtih virov, Yandex. Slike

Naročite se v kanal, ga dodajte med zaznamke brskalnika (Ctrl + D). Pred nami je veliko zanimivih informacij.