Osmotické elektrárne. Iný typ výroby alternatívnej energie

Ak začneme hovoriť o alternatívnej energii, potom väčšina ľudí príde s obrázkami solárnych panelov alebo veterných turbín. Nevýhody alebo ich obmedzenia v práci sú známe. Geotermálne prílivové elektrárne sú zložité a ich výstavba je geograficky obmedzená na niekoľko miest na planéte. Elektrárne na bioplyn fungujú hladko iba v teplých krajinách. Je možné umiestniť MicroHPP (plávajúce alebo nízkootáčkové generátory na hromádkový základ) pozdĺž brehov riek, ale ani tento smer nepostupuje.

Myslím si, že pre tých, ktorých táto téma zaujíma, informácie o osmotických elektrárňach, ktoré v našom storočí nanotechnológie, polymérové ​​membrány, sa môžu stať veľmi vážnym zvýšením celkového podielu elektriny vyrobenej elektrinou planéty.

Takže, o čom to hovoríme? Najskôr teória. Vo fyzike je efekt osmózy známy:

Tento jav nastáva, keď sa cez polopriepustnú membránu začnú miešať dve kvapaliny s rôznymi koncentráciami solí. Tých. kvapalina s nižšou koncentráciou soli zriedi kvapalinu s vyššou koncentráciou. Membrána pracuje jedným smerom - umožňuje priechod prakticky iba molekulám vody a jedným smerom. Teda do nádoby, kde bola slaná voda, sa buď doplní voda a stúpne jej stĺpec, alebo sa vytvorí tlak. A keďže voda je nestlačiteľná, potom sa tento pretlak môže použiť na otáčanie turbíny a generátora.

Vďaka tomuto javu je možné zdvihnúť vodný stĺpec o 240 m alebo vytvoriť tlak až 24 atmosfér (pri zriedení slanej vody so slanosťou 35 g / liter)! Fenomén osmózy využíva samotná príroda v rastlinách a stromoch ešte efektívnejšie (vzrast vlhkosti pozdĺž kmeňa).

Od polovice roku 1980. smer membrán na čistenie osmotickej vody a jej odsoľovanie sa aktívne rozvíja. A od tohto obdobia sa stala možná nie teoretická, ale už praktická aplikácia tohto efektu na výrobu elektriny. Prvú osmotickú elektráreň zrealizovali nórski vedci s podporou miestnej energetickej spoločnosti Statkraft. Boli použité Loeb membrány vyrobený z modifikovaného polyetylénu na keramickom podklade. Vydržia obrovský tlak. Všetko to vyzerá takto:

Prispôsobili budovu v Tofte, ktorá sa nachádza na brehu rieky ústiacej do mora. Voda z rieky tečie samospádom do budovy. Tam sa vyčistí a privádza do rastlín so špirálovou membránou na zmiešanie so slanou vodou, ktorá sa čerpá z mora a tiež sa privádza do rastliny (druhé sklíčko). Vďaka získanému tlaku v slanej vode sa turbína uvedie do pohybu a generátor sa ňou otáča. Schéma inštalácie:

Osmotické komory typu roll. Podobné tým, ktoré sa používajú v čističkách odpadových vôd. Čerpadlá dodávajúce vodu do osmotického zariadenia sú poháňané elektrinou vyrobenou v zariadení. Elektrická energia tretích strán je potrebná iba na spustenie stanice. Zmiešaná rieka a morská voda sa vypúšťajú do mora.

Stanica bola použitá na štátny grant od vlády Nórska vo výške 20 miliónov dolárov. Stanica začala výrobou iba 4 kW * h elektrickej energie. Plány na rok 2015 bolo zvýšiť kapacitu na 25 MW. Či to fungovalo, alebo bol projekt zmrazený - informácie som nenašiel.

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

Faktom je, že komerčné použitie takejto technológie má zmysel, ak sú membrány účinné pri ich hodnotách 5 W / m2 z oblasti membrány. Iba na osmotickej stanici v Tofte 1 W / m2 z oblasti membrány.

Pokrok však nezostáva stáť. Vo fyzike sú uhlíkové nanorúrky známe. Membrány na nich založené sú veľmi účinné. Takéto membrány zvýšia výkon až 4 000 W / m2. Táto účinnosť prekračuje ukazovatele akýchkoľvek generujúcich zdrojov!

A ultratenké grafénové filmy zvýšia indikátor na 10 kW / m2 z oblasti membrány, od iba molekuly vody môžu prechádzať jedným smerom. Predstavte si, osmotické zariadenie o veľkosti 50 litrového plynového valca s neustálym prísunom soli a čerstvej vody môže vytvárať tlak na otáčanie turbíny a 5 - 10 kW generátora! Všetko závisí od nákladov na výrobu takýchto membrán.

Pri takomto kurze mien by naše Rusnano získalo kontrolu nad týmto výklenkom. pre grafénové filmy máme obrovský náskok:

Grafénové nanorúrky sú 150-krát silnejšie ako ktorákoľvek oceľ. A Rusko sa stalo jeho najväčším producentom - 50 ton ročne. Priam som prekvapený, či pán Čubais skutočne urobil niečo užitočné?

S ohľadom na všetky tieto informácie by sa osmotické osmotické elektrárne mohli v blízkej budúcnosti stať lídrom v oblasti alternatívnej energie. Sú tiché, nevypúšťajú žiadne škodlivé nečistoty do atmosféry a vody. Je vhodné umiestniť zariadenie pod vodnú hladinu v rieke a v mori - na povrchu nebudú žiadne priemyselné budovy a stavby.

V súčasnosti sú také osmotické stanice najefektívnejšie umiestnené v blízkosti odsoľovacích zariadení. Pretože voda odchádzajúca z odsoľovacích rastlín je 10-krát slanejšia ako morská voda.

A ešte jeden nápad, ktorý je stále vzdialenou budúcnosťou: osmotické elektrárne v oceánoch blízko veľkých miest. Je známe, že slanosť vody závisí nielen od obsahu solí v nej, ale aj od teploty. A iné je to v rôznych hĺbkach oceánov. Plávajúca stanica so stĺpmi spustená do hĺbky niekoľkých stoviek metrov a s prívodom vody k nim z morskú hladinu, môže vyrábať ekologickú elektrinu takmer kdekoľvek v moriach a oceány.

To všetko mi pripomínalo futuristické články a kresby z časopisov Technológia mládeže, Mladý technik ZSSR.

***

Fotografie sú snímané z otvorených zdrojov, z Yandexu. Obrázky

Prihlásiť sa na odber do kanála, pridajte ho do záložiek prehliadača (Ctrl + D). Čaká vás veľa zaujímavých informácií.