Osmotiske kraftværker. En anden type generation i alternativ energi

Hvis vi begynder at tale om alternativ energi, kommer flertallet af mennesker med billeder af solpaneler eller vindmøller. Ulemper eller deres begrænsninger i arbejde er kendt. Geotermiske tidevandskraftværker er komplekse, og deres konstruktion er geografisk begrænset til et par steder på planeten. Biogasanlæg fungerer kun problemfrit i varme lande. Det er muligt at placere MicroHPP'er (flydende eller lavhastighedsgeneratorer på en bunkefundament) langs bredden af ​​floder, men denne retning skrider heller ikke frem.

Jeg tror for dem, der er interesseret i dette emne, oplysninger om osmotiske kraftværker, som i vores århundrede nanoteknologi, polymermembraner, kan blive en meget alvorlig stigning i den samlede andel af elektricitet, der genereres af planet.

Så hvad taler vi om? Teori først. I fysik er osmoseeffekten kendt:

Dette fænomen opstår, når to væsker med forskellige saltkoncentrationer begynder at blande sig gennem en semipermeabel membran. De der. en væske med en lavere saltkoncentration fortynder en væske med en højere koncentration. Membranen fungerer i en retning - det tillader praktisk talt kun vandmolekyler at passere igennem og i en retning. Således vil vand i beholderen, hvor der var saltvand, enten tilsættes, og kolonnen stiger, eller der vil blive skabt tryk. Og siden vand er ukomprimerbart, så kan dette overtryk bruges til at rotere turbinen og generatoren.

Takket være dette fænomen er det muligt at hæve vandsøjlen med 240 m eller skabe et tryk på op til 24 atmosfærer (ved fortynding af saltvand med en saltindhold på 35 g / liter)! Fænomenet osmose bruges af naturen selv endnu mere effektivt i planter og træer (stigningen af ​​fugt langs stammen).

Siden midten af ​​1980. retningen af ​​membraner til osmotisk vandrensning og afsaltning heraf udvikler sig aktivt. Og fra den periode blev det muligt ikke teoretisk, men allerede praktisk anvendelse af denne effekt til produktion af elektricitet. Det første osmotiske kraftværk blev implementeret af norske forskere med støtte fra det lokale energiselskab Statkraft. Blev brugt Loeb-membraner lavet af modificeret polyethylen på en keramisk base. De kan modstå enormt pres. Det hele ser sådan ud:

De tilpassede en bygning i Toft, som ligger ved bredden af ​​en flod, der løber ud i havet. Vand fra floden strømmer med tyngdekraften ind i bygningen. Der renses den og føres ind i spiralmembranplanter til blanding med saltvand, som pumpes fra havet og også føres ind i planten (andet dias). På grund af det opnåede tryk i saltvandet sættes turbinen i bevægelse, og generatoren roterer gennem den. Installationsdiagram:

Roll osmotiske kamre. Svarende til dem, der anvendes i rensningsanlæg. Pumperne, der leverer vand til det osmotiske anlæg, får strøm fra anlægget. Tredjeparts elektricitet er kun nødvendig for at starte stationen. Blandt flod- og havvand ledes ud i havet.

Stationen blev brugt på et statsstipend fra Norges regering 20 millioner dollars. Stationen startede med produktionen af ​​kun 4 kW * t elektricitet. Planer for 2015 skulle øge kapaciteten til 25 MW. Uanset om det lykkedes, eller projektet var frossent - fandt jeg ikke oplysninger.

En kilde: http://www.chekltd.com/node/673

Faktum er, at den kommercielle anvendelse af en sådan teknologi giver mening, hvis membranerne er effektive til værdier 5 W / m2 fra membranområdet. Kun på den osmotiske station i Toft 1 W / m2 fra membranområdet.

Men fremskridt står ikke stille. I fysik er kendte nanorør kendte. Membraner baseret på dem er meget effektive. Sådanne membraner vil øge ydeevnen op til 4000 W / m2. Denne effektivitet overstiger indikatorerne for genererende kilder!

Og ultratynde grafenfilm vil øge indikatoren til 10 kW / m2 fra membranområdet, siden kun vandmolekyler kan passere i en retning. Forestil dig, et osmotisk anlæg på størrelse med en 50 liters gasflaske med en konstant tilførsel af salt og ferskvand til det kan skabe tryk for at rotere turbinen og generatoren 5-10 kW! Det hele kommer ned til omkostningerne ved at producere sådanne membraner.

Med en sådan valutakurs ville vores Rusnano tage kontrol over niche. for grafenfilm har vi et stort forspring:

Grafen-nanorør er 150 gange stærkere end noget stål. Og Rusland er blevet den største producent af det - 50 tons om året. Jeg er direkte overrasket, hvis Mr. Chubais virkelig gjorde noget nyttigt?

Med al denne information i tankerne kan osmotiske kraftværker ved flodmundinger blive førende inden for alternativ energi i den nærmeste fremtid. De er tavse, udsender ikke skadelige urenheder i atmosfæren og vandet. Det anbefales at placere udstyret under vandstanden i floden og havet - der vil ikke være nogen industrielle bygninger og strukturer på overfladen.

På nuværende tidspunkt er sådanne osmotiske stationer mest effektivt placeret nær afsaltningsanlæg. Fordi vand, der forlader afsaltningsanlæg, er 10 gange saltere end havvand.

Og en idé til, som stadig er en fjern fremtid: osmotiske kraftværker i havene ved siden af ​​større byer. Det er kendt, at saltholdigheden af ​​vand ikke kun afhænger af indholdet af salte i det, men også af temperaturen. Og det er forskelligt på forskellige dybder i havene. En flydende station med søjler nedsænket til flere hundrede meters dybde og med vandforsyning til dem fra havoverflade, kan generere miljøvenlig elektricitet næsten hvor som helst i havene og oceaner.

Alt dette mindede mig om futuristiske artikler og tegninger fra magasinerne Technology of Youth, Young Technician of the USSRs tid.

***

Billeder er taget fra åbne kilder, fra Yandex. Billeder

Abonner til kanalen, tilføj den til dine browserbogmærker (Ctrl + D). Der er meget interessant information fremad.