Οσμωτικοί σταθμοί παραγωγής ενέργειας. Ένας άλλος τύπος παραγωγής εναλλακτικής ενέργειας

Εάν αρχίσουμε να μιλάμε για εναλλακτική ενέργεια, τότε η πλειοψηφία των ανθρώπων έρχεται με εικόνες ηλιακών συλλεκτών ή ανεμογεννητριών. Τα μειονεκτήματα ή οι περιορισμοί τους στην εργασία είναι γνωστοί. Οι γεωθερμικές, παλιρροιακές μονάδες παραγωγής ενέργειας είναι πολύπλοκες και η κατασκευή τους περιορίζεται γεωγραφικά σε λίγα σημεία του πλανήτη. Τα εργοστάσια βιοαερίου λειτουργούν ομαλά μόνο σε θερμές χώρες. Είναι δυνατόν να τοποθετήσετε MicroHPPs (πλωτές ή χαμηλής ταχύτητας γεννήτριες σε ένα σωρό θεμέλιο) στις όχθες των ποταμών, αλλά και αυτή η κατεύθυνση δεν προχωρά.

Νομίζω ότι για όσους ενδιαφέρονται για αυτό το θέμα, πληροφορίες για οσμωτικούς σταθμούς παραγωγής ενέργειας, οι οποίοι τον αιώνα μας Η νανοτεχνολογία, πολυμερείς μεμβράνες, μπορεί να γίνει μια πολύ σοβαρή αύξηση του συνολικού μεριδίου της ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται από πλανήτης.

Λοιπόν, τι μιλάμε; Θεωρία πρώτα. Στη φυσική, το φαινόμενο της όσμωσης είναι γνωστό:

Αυτό το φαινόμενο συμβαίνει όταν δύο υγρά με διαφορετικές συγκεντρώσεις άλατος αρχίζουν να αναμιγνύονται μέσω μιας ημιδιαπερατής μεμβράνης. Εκείνοι. ένα υγρό με χαμηλότερη συγκέντρωση άλατος αραιώνει ένα υγρό με υψηλότερη συγκέντρωση. Η μεμβράνη λειτουργεί σε μία κατεύθυνση - επιτρέπει ουσιαστικά μόνο μόρια νερού να διέρχονται και προς μία κατεύθυνση. Έτσι, στο δοχείο όπου υπήρχε θαλασσινό νερό, είτε θα προστεθεί νερό και η στήλη του θα αυξηθεί, είτε θα δημιουργηθεί πίεση. Και από τότε το νερό είναι ασυμπίεστο, τότε αυτή η υπερβολική πίεση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την περιστροφή του στροβίλου και της γεννήτριας.

Χάρη σε αυτό το φαινόμενο, είναι δυνατόν να αυξηθεί η στήλη νερού κατά 240 m ή να δημιουργηθεί πίεση έως και 24 ατμόσφαιρες (όταν αραιώνεται το αλμυρό νερό με αλατότητα 35 g / λίτρο)! Το φαινόμενο της όσμωσης χρησιμοποιείται από τη φύση ακόμη πιο αποτελεσματικά σε φυτά και δέντρα (η αύξηση της υγρασίας κατά μήκος του κορμού).

Από τα μέσα του 1980. η κατεύθυνση των μεμβρανών για καθαρισμό οσμωτικού νερού και η αφαλάτωσή της αναπτύσσεται ενεργά. Και από αυτήν την περίοδο, κατέστη δυνατή όχι θεωρητική, αλλά ήδη πρακτική εφαρμογή αυτού του αποτελέσματος για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Ο πρώτος οσμωτικός σταθμός παραγωγής ενέργειας υλοποιήθηκε από Νορβηγούς επιστήμονες με την υποστήριξη της τοπικής εταιρείας ενέργειας Statkraft. Είχαν χρησιμοποιήθει Μεμβράνες λοβού κατασκευασμένο από τροποποιημένο πολυαιθυλένιο σε κεραμική βάση. Μπορούν να αντέξουν την τεράστια πίεση. Όλα μοιάζουν με αυτό:

Προσαρμόστηκαν σε ένα κτίριο στο Toft, το οποίο βρίσκεται στις όχθες ενός ποταμού που ρέει στη θάλασσα. Νερό από τον ποταμό ρέει με βαρύτητα στο κτίριο. Εκεί καθαρίζεται και τροφοδοτείται σε φυτά σπειροειδούς μεμβράνης για ανάμιξη με αλμυρό νερό, το οποίο αντλείται από τη θάλασσα και τροφοδοτείται επίσης στο φυτό (δεύτερη διαφάνεια). Λόγω της ληφθείσας πίεσης στο αλμυρό νερό, ο στρόβιλος κινείται και η γεννήτρια περιστρέφεται μέσω αυτής. Διάγραμμα εγκατάστασης:

Οσμωτικοί θάλαμοι τύπου ρολού. Παρόμοια με αυτά που χρησιμοποιούνται σε εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων. Οι αντλίες που τροφοδοτούν νερό στο οσμωτικό εργοστάσιο τροφοδοτούνται από την ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από το εργοστάσιο. Απαιτείται ηλεκτρική ενέργεια τρίτου μέρους μόνο για την εκκίνηση του σταθμού. Το μικτό ποτάμι και το θαλασσινό νερό απορρίπτονται στη θάλασσα.

Ο σταθμός δαπανήθηκε για κρατική επιχορήγηση από την κυβέρνηση της Νορβηγίας 20 εκατομμύρια δολάρια. Ο σταθμός ξεκίνησε με την παραγωγή μόνο 4 kW * h ηλεκτρικής ενέργειας. Σχέδια για το 2015 ήταν να αυξήσει την ισχύ στα 25 MW Είτε λειτούργησε είτε το έργο ήταν παγωμένο - δεν βρήκα πληροφορίες.

Μια πηγή: http://www.chekltd.com/node/673

Το γεγονός είναι ότι η εμπορική χρήση μιας τέτοιας τεχνολογίας έχει νόημα εάν οι μεμβράνες είναι αποτελεσματικές σε τιμές 5 W / m2 από την περιοχή της μεμβράνης. Στον οσμωτικό σταθμό στο Toft, μόνο 1 W / m2 από την περιοχή της μεμβράνης.

Αλλά η πρόοδος δεν σταματά. Στη φυσική, οι νανοσωλήνες άνθρακα είναι γνωστοί. Οι μεμβράνες που βασίζονται σε αυτές είναι πολύ αποτελεσματικές. Τέτοιες μεμβράνες θα αυξήσουν την απόδοση μέχρι 4000 W / m2. Αυτή η απόδοση υπερβαίνει τους δείκτες οποιωνδήποτε πηγών παραγωγής!

Και οι εξαιρετικά λεπτές μεμβράνες γραφενίου θα αυξήσουν τον δείκτη σε 10 kW / m2 από την περιοχή της μεμβράνης, από τότε μόνο μόρια νερού μπορούν να περάσουν προς μία κατεύθυνση. Φανταστείτε, μια οσμωτική εγκατάσταση με μέγεθος κυλίνδρου αερίου 50 λίτρων με συνεχή παροχή αλατιού και γλυκού νερού σε αυτό μπορεί να δημιουργήσει πίεση για περιστροφή του στροβίλου και 5-10 kW της γεννήτριας! Όλα εξαρτώνται από το κόστος παραγωγής τέτοιων μεμβρανών.

Με μια τέτοια ισοτιμία, το Rusnano μας θα αναλάβει τον έλεγχο της θέσης. για ταινίες γραφενίου έχουμε τεράστιο προβάδισμα

Οι νανοσωλήνες Graphene είναι 150 φορές ισχυρότεροι από οποιονδήποτε χάλυβα. Και η Ρωσία έχει γίνει ο μεγαλύτερος παραγωγός της - 50 τόνοι ετησίως. Με εκπλήσσει άμεσα αν ο κ. Chubais έκανε πραγματικά κάτι χρήσιμο;

Έχοντας κατά νου όλες αυτές τις πληροφορίες, οι οσμωτικοί σταθμοί εκβολών θα μπορούσαν να γίνουν ηγέτες στην εναλλακτική ενέργεια στο εγγύς μέλλον. Είναι σιωπηλοί, δεν εκπέμπουν επιβλαβείς ακαθαρσίες στην ατμόσφαιρα και το νερό. Συνιστάται να τοποθετήσετε τον εξοπλισμό κάτω από τη στάθμη του νερού στον ποταμό και τη θάλασσα - δεν θα υπάρχουν βιομηχανικά κτίρια και κατασκευές στην επιφάνεια.

Επί του παρόντος, αυτοί οι οσμωτικοί σταθμοί βρίσκονται πιο αποτελεσματικά κοντά σε εγκαταστάσεις αφαλάτωσης. Επειδή Το νερό που αφήνει τα φυτά αφαλάτωσης είναι 10 φορές πιο αλατισμένο από το θαλασσινό νερό.

Και μια ακόμη ιδέα, η οποία εξακολουθεί να είναι μακρινό μέλλον: οσμωτικοί σταθμοί παραγωγής ενέργειας στους ωκεανούς κοντά σε μεγάλες πόλεις. Είναι γνωστό ότι η αλατότητα του νερού εξαρτάται όχι μόνο από την περιεκτικότητα των αλάτων σε αυτό, αλλά και από τη θερμοκρασία. Και είναι διαφορετικό σε διαφορετικά βάθη στους ωκεανούς. Ένας πλωτός σταθμός με στήλες χαμηλωμένες σε βάθος αρκετών εκατοντάδων μέτρων και με παροχή νερού από αυτές επιφάνεια της θάλασσας, μπορεί να παράγει φιλική προς το περιβάλλον ηλεκτρική ενέργεια σχεδόν οπουδήποτε στις θάλασσες και ωκεανοί.

Όλα αυτά μου θύμισαν φουτουριστικά άρθρα και σχέδια από τα περιοδικά Technology of Youth, Young Technician της ΕΣΣΔ.

***

Οι φωτογραφίες λαμβάνονται από ανοιχτές πηγές, από το Yandex. Εικόνες

Εγγραφείτε στο κανάλι, προσθέστε το στους σελιδοδείκτες του προγράμματος περιήγησής σας (Ctrl + D). Υπάρχουν πολλές ενδιαφέρουσες πληροφορίες μπροστά.