Osmootilised elektrijaamad. Teine alternatiivenergia tootmise tüüp

Kui hakkame rääkima alternatiivsest energiast, siis enamik inimesi mõtleb välja päikesepaneelide või tuuleturbiinide pilte. Miinused või nende piirangud tööl on teada. Geotermilised, loodete elektrijaamad on keerulised ja nende ehitus on piiratud geograafiliselt mõne kohaga planeedil. Biogaasijaamad töötavad tõrgeteta ainult soojal maal. MicroHPP-sid (ujuk- või väikese kiirusega generaatorid vaiavundamendile) on võimalik paigutada küll jõgede kallastele, kuid ka see suund ei edene.

Ma arvan, et neile, keda see teema huvitab, teave osmootiliste elektrijaamade kohta, mis meie sajandil nanotehnoloogiast, polümeermembraanidest, võib saada väga tõsiseks kasvuks kogu elektrienergia osakaal planeedil.

Niisiis, millest me räägime? Kõigepealt teooria. Füüsikas on osmoosi efekt teada:

See nähtus tekib siis, kui kaks erineva soolasisaldusega vedelikku hakkavad läbi poolläbilaskva membraani segunema. Need. madalama soolasisaldusega vedelik lahjendab suurema kontsentratsiooniga vedelikku. Membraan töötab ühes suunas - see võimaldab praktiliselt ainult veemolekule läbida ja ühes suunas. Seega lisatakse anumasse, kus oli soolane vesi, kas vett ja selle kolonn tõuseb või tekib rõhk. Ja sellest ajast vesi on kokkusurumatu, siis saab seda ülerõhku kasutada turbiini ja generaatori pööramiseks.

Tänu sellele nähtusele on võimalik veesammas tõsta 240 m võrra või luua rõhk kuni 24 atmosfääri (soolvee lahjendamisel soolsusega 35 g / liiter)! Osmoosi nähtust kasutab loodus taimedel ja puudel veelgi tõhusamalt (niiskuse tõus mööda pagasiruumi).

Alates 1980. aasta keskpaigast. aktiivselt areneb membraanide suund osmootse vee puhastamiseks ja selle soolatustamiseks. Sellest perioodist sai võimalikuks selle efekti mitte teoreetiline, vaid juba praktiline rakendamine elektri tootmiseks. Esimese osmootse elektrijaama viisid Norra teadlased ellu kohaliku energiaettevõtte Statkraft toel. Kasutati ära Loebi membraanid valmistatud modifitseeritud polüetüleenist keraamilisel alusel. Nad taluvad tohutut survet. See kõik näeb välja selline:

Nad kohandasid Toftis hoone, mis asub merre voolava jõe kaldal. Jõest voolab vesi raskusjõu abil hoonesse. Seal puhastatakse ja söödetakse spiraalsete membraanitaimedega segamiseks soolase veega, mis pumbatakse merest ja söödetakse ka taimele (teine ​​slaid). Saadud rõhu tõttu soolases vees pannakse turbiin liikuma ja generaator pöörleb selle kaudu. Paigaldusskeem:

Rull-tüüpi osmootsed kambrid. Sarnane neile, mida kasutatakse reoveepuhastites. Osmootse tehase veega varustavad pumbad töötavad jaama toodetud elektrist. Kolmandate osapoolte elektrit on vaja ainult jaama käivitamiseks. Segatud jõe- ja merevesi juhitakse merre.

Jaam kulutati Norra valitsuse riiklikule toetusele 20 miljonit dollarit. Jaam alustas vaid 4 kW * h elektrienergia tootmisega. 2015. aasta plaanid pidi suurendama võimsust 25 MW-ni. Kas see töötas või oli projekt külmutatud - ma ei leidnud teavet.

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

Fakt on see, et sellise tehnoloogia kaubanduslikul kasutamisel on mõtet, kui membraanid on väärtuste suhtes tõhusad 5 W / m2 membraani alalt. Ainult Tofti osmootses jaamas 1 W / m2 membraani alalt.

Kuid areng ei seisa paigal. Füüsikas on teada süsiniknanotorud. Neil põhinevad membraanid on väga tõhusad. Sellised membraanid suurendavad jõudlust kuni 4000 W / m2. See efektiivsus ületab kõigi genereerivate allikate näitajaid!

Ja üliõhukesed grafeenikiled suurendavad näitajat väärtuseni 10 kW / m2 membraani alalt, kuna ainult veemolekulid saavad läbida ühes suunas. Kujutage ette, 50-liitrise gaasiballooni suurune osmootne taim, millele on pidevalt soola ja värsket vett, võib tekitada survet turbiini ja 5–10 kW generaatori pööramiseks! Kõik taandub selliste membraanide tootmise kuludele.

Sellise valuutakursiga võtaks nišši üle kontrolli meie Rusnano. grafeenfilmide jaoks on meil suur edumaa:

Grafeeni nanotorud on 150 korda tugevamad kui mis tahes teras. Ja Venemaast on saanud selle suurim tootja - 50 tonni aastas. Olen otse üllatunud, kui hr Chubais tõesti midagi kasulikku tegi?

Kogu seda teavet silmas pidades võivad suudmeosmootilised elektrijaamad lähitulevikus saada alternatiivenergia liidriks. Nad on vaiksed, ei eralda atmosfääri ega vette kahjulikke lisandeid. Soovitav on paigutada seadmed jões ja meres veetasemest madalamale - pinnal ei asu tööstushooneid ega rajatisi.

Praegu asuvad sellised osmootsed jaamad kõige tõhusamalt magestamisjaamade läheduses. Sest magestamistehastest väljuv vesi on kümme korda soolasem kui merevesi.

Ja veel üks idee, mis on endiselt kauge tulevik: osmootsed elektrijaamad suuremate linnade lähedal ookeanides. On teada, et vee soolsus sõltub mitte ainult soolade sisaldusest selles, vaid ka temperatuurist. Ja ookeanide erinevates sügavustes on see erinev. Ujuv jaam, mille sambad on langetatud mitusada meetrit sügavusele ja mille veevarustus neile merepinnast, võib toota keskkonnasõbralikku elektrit peaaegu kõikjal meredes ja ookeanid.

See kõik meenutas mulle futuristlikke artikleid ja joonistusi ajakirjadest Technology of Youth, NSVL aegade noor tehnik.

***

Fotod on tehtud avatud lähtekoodidest, Yandexist. Pildid

Telli kanalile lisage see oma brauseri järjehoidjatesse (Ctrl + D). Ees ootab palju huvitavat teavet.