Centrale electrice osmotice. Un alt tip de generație în energie alternativă

Dacă începem să vorbim despre energia alternativă, atunci majoritatea oamenilor au imagini cu panouri solare sau turbine eoliene. Contra sau limitările lor în muncă sunt cunoscute. Centralele geotermale, cu maree sunt complexe și geografic limitate la câteva locații de pe planetă. Instalațiile de biogaz funcționează fără probleme numai în țările calde. Este posibil să amplasați MicroHPP-uri (generatoare plutitoare sau cu viteză redusă pe o fundație de grămadă) de-a lungul malurilor râurilor, dar nici această direcție nu progresează.

Cred că pentru cei care sunt interesați de acest subiect, informații despre centralele osmotice, care în secolul nostru nanotehnologia, membranele polimerice, poate deveni o creștere foarte gravă a ponderii totale a energiei electrice generate de planetă.

Deci, despre ce vorbim? Teoria mai întâi. În fizică, efectul osmozei este cunoscut:

Acest fenomen apare atunci când două lichide cu concentrații diferite de sare încep să se amestece printr-o membrană semipermeabilă. Acestea. un lichid cu o concentrație mai mică de sare diluează un lichid cu o concentrație mai mare. Membrana funcționează într-o direcție - permite practic doar trecerea moleculelor de apă și într-o direcție. Astfel, în recipientul în care a existat apă sărată, fie apa va fi adăugată, cât și coloana sa va crește, sau va fi creată presiune. Și de atunci apa este incompresibilă, atunci această presiune în exces poate fi utilizată pentru a roti turbina și generatorul.

Datorită acestui fenomen, este posibil să ridicați coloana de apă cu 240 m sau să creați o presiune de până la 24 de atmosfere (atunci când diluați apa sărată cu o salinitate de 35 g / litru)! Fenomenul osmozei este folosit de către natura însăși chiar mai eficient la plante și copaci (creșterea umidității de-a lungul trunchiului).

De la mijlocul anului 1980. direcția membranelor pentru purificarea osmotică a apei și desalinizarea acesteia se dezvoltă activ. Și din această perioadă a devenit posibilă aplicarea nu teoretică, ci deja practică a acestui efect pentru generarea de electricitate. Prima centrală osmotică a fost implementată de oamenii de știință norvegieni cu sprijinul companiei locale de energie Statkraft. Au fost folosite Membranele Loeb din polietilena modificata pe o baza ceramica. Ele pot rezista la o presiune enormă. Totul arată așa:

Au adaptat o clădire în Toft, care se află pe malul unui râu care curge în mare. Apa din râu curge gravitațional în clădire. Acolo este purificat și alimentat la plante cu membrană spirală pentru amestecare cu apă sărată, care este pompată din mare și, de asemenea, alimentată la plantă (al doilea diapozitiv). Datorită presiunii obținute în apa sărată, turbina este pusă în mișcare și generatorul se rotește prin ea. Schema de instalare:

Camere osmotice de tip rulou. Similar cu cele utilizate în stațiile de epurare. Pompele care furnizează apă plantei osmotice sunt alimentate de electricitatea generată de centrală. Electricitatea terților este necesară doar pentru a porni stația. Apele mixte de râu și de mare sunt deversate în mare.

Stația a fost cheltuită cu o subvenție de stat din partea guvernului norvegian de 20 de milioane de dolari. Stația a început cu generarea a doar 4 kW * h de energie electrică. Planuri pentru 2015 trebuia să mărească capacitatea la 25 MW. Indiferent dacă a funcționat sau proiectul a fost înghețat - nu am găsit informații.

O sursă: http://www.chekltd.com/node/673

Faptul este că utilizarea comercială a unei astfel de tehnologii are sens dacă membranele sunt eficiente la valori 5 W / m2 din zona membranei. Numai la stația osmotică din Toft 1 W / m2 din zona membranei.

Dar progresul nu stă pe loc. În fizică, nanotuburile de carbon sunt cunoscute. Membranele bazate pe ele sunt foarte eficiente. Astfel de membrane vor crește performanța până la 4000 W / m2. Această eficiență depășește indicatorii oricărei surse generatoare!

Iar filmele ultra-subțiri de grafen vor crește indicatorul la 10 kW / m2 din zona membranei, din moment ce numai moleculele de apă pot trece într-o singură direcție. Imaginați-vă, o plantă osmotică de dimensiunea unei butelii de gaz de 50 litri, cu o sursă constantă de sare și apă proaspătă, poate crea presiune pentru a roti turbina și 5-10 kW a generatorului! Totul se reduce la costul producerii unor astfel de membrane.

Cu o astfel de rată a monedelor, Rusnano nostru ar prelua controlul nișei. pentru filmele cu grafen, avem un avantaj imens:

Nanotuburile de grafen sunt de 150 de ori mai puternice decât orice oțel. Iar Rusia a devenit cel mai mare producător - 50 de tone pe an. Sunt direct surprins dacă domnul Chubais a făcut cu adevărat ceva util?

Având în vedere toate aceste informații, centralele osmotice din estuare ar putea deveni lideri în domeniul energiei alternative în viitorul apropiat. Sunt tăcute, nu emit impurități dăunătoare în atmosferă și apă. Este recomandabil să plasați echipamentul sub nivelul apei în râu și mare - nu vor exista clădiri și structuri industriale la suprafață.

În prezent, astfel de stații osmotice sunt situate cel mai eficient lângă instalațiile de desalinizare. pentru că apa care iese din instalațiile de desalinizare este de 10 ori mai sărată decât apa de mare.

Și încă o idee, care este încă un viitor îndepărtat: centralele osmotice din oceanele din apropierea marilor orașe. Se știe că salinitatea apei depinde nu numai de conținutul de săruri din ea, ci și de temperatură. Și este diferit la diferite adâncimi ale oceanelor. O stație plutitoare cu coloane coborâte la o adâncime de câteva sute de metri și cu alimentare cu apă din ele suprafața mării, poate genera electricitate ecologică aproape oriunde în mări și oceane.

Toate acestea mi-au amintit de articole și desene futuriste din revistele Technology of Youth, Young Technician din URSS.

***

Fotografiile sunt făcute din surse deschise, de la Yandex. Poze

Abonati-va la canal, adăugați-l la marcajele browserului (Ctrl + D). Există o mulțime de informații interesante în față.