Ozmotik enerji santralleri. Alternatif enerjide başka bir üretim türü

Alternatif enerjiden bahsetmeye başlarsak, çoğu insan güneş panelleri veya rüzgar türbinlerinin resimlerine sahip olur. İşteki eksileri veya sınırlamaları bilinmektedir. Jeotermal, gelgit enerji santralleri karmaşıktır ve coğrafi olarak gezegendeki birkaç yerle sınırlıdır. Biyogaz tesisleri sadece sıcak ülkelerde sorunsuz bir şekilde çalışıyor. MikroHPP'leri (yüzer veya düşük hızlı jeneratörler bir kazıklı temel üzerine) nehir kıyısı boyunca yerleştirmek mümkündür, ancak bu yön de ilerlemiyor.

Bu konuyla ilgilenenler için yüzyılımızdaki ozmotik santraller hakkında bilgi olduğunu düşünüyorum. Nanoteknoloji, polimer membranlar, üretilen elektriğin toplam payında çok ciddi bir artış olabilir. gezegen.

Peki neden bahsediyoruz? Önce teori. Fizikte ozmoz etkisi bilinmektedir:

Bu fenomen, farklı tuz konsantrasyonlarına sahip iki sıvı yarı geçirgen bir membrandan karışmaya başladığında ortaya çıkar. Şunlar. daha düşük tuz konsantrasyonuna sahip bir sıvı, daha yüksek konsantrasyonlu bir sıvıyı seyreltir. Membran tek yönde çalışır - pratikte sadece su moleküllerinin tek bir yönde geçmesine izin verir. Böylece tuzlu su bulunan kapta ya su eklenecek ve kolonu yükselecek ya da basınç oluşacaktır. Dan beri su sıkıştırılamazsa, bu fazla basınç türbini ve jeneratörü döndürmek için kullanılabilir.

Bu fenomen sayesinde, su sütununu 240 m yükseltmek veya 24 atmosfere kadar bir basınç oluşturmak mümkündür (tuzlu suyu 35 g / litre tuzluluk ile seyreltirken)! Ozmoz olgusu, doğa tarafından bitkiler ve ağaçlarda (gövde boyunca nemin yükselmesi) daha da etkili bir şekilde kullanılmaktadır.

1980'in ortalarından beri. ozmotik su arıtma ve tuzdan arındırma için membranların yönü aktif olarak gelişmektedir. Ve bu dönemden itibaren, teorik olarak değil, bu etkinin elektrik üretimi için zaten pratik olarak uygulanması mümkün hale geldi. İlk ozmotik enerji santrali, yerel enerji şirketi Statkraft'ın desteğiyle Norveçli bilim adamları tarafından hayata geçirildi. Kullanılmış Loeb membranları seramik bir taban üzerinde modifiye edilmiş polietilenden yapılmıştır. Muazzam baskıya dayanabilirler. Hepsi şöyle görünüyor:

Denize akan bir nehrin kıyısında bulunan Toft'ta bir binayı uyarladılar. Nehirden gelen su yerçekimi ile binaya akar. Burada denizden pompalanan ve ayrıca bitkiye beslenen tuzlu su ile karıştırılmak üzere spiral membranlı bitkilere beslenir (ikinci slayt). Tuzlu suda elde edilen basınç nedeniyle türbin harekete geçirilir ve jeneratör onun içinden döner. Kurulum şeması:

Rulo tipi ozmotik odalar. Kanalizasyon arıtma tesislerinde kullanılanlara benzer. Ozmotik tesise su sağlayan pompalar, tesisin ürettiği elektrikle çalışır. Üçüncü taraf elektriği yalnızca istasyonu başlatmak için gereklidir. Karışık nehir ve deniz suyu denize boşaltılır.

İstasyon, Norveç hükümetinden 20 milyon dolarlık bir devlet ödeneği için harcandı. İstasyon yalnızca 4 kW * saat elektrik üretimiyle başladı. 2015 planları kapasiteyi 25 MW'a çıkarmaktı. İşe yarayıp yaramadığı ya da proje donmuş mu - bilgi bulamadım.

Bir kaynak: http://www.chekltd.com/node/673

Gerçek şu ki, böyle bir teknolojinin ticari kullanımı, zarlar değerlerde etkili ise mantıklıdır. 5 W / m2 membran bölgesinden. Sadece Toft'taki ozmotik istasyonda 1 W / m2 membran bölgesinden.

Ancak ilerleme hala geçerli değil. Fizikte karbon nanotüpler bilinmektedir. Bunlara dayalı membranlar çok etkilidir. Bu tür membranlar, performansı şu kadar artıracaktır: 4000 W / m2. Bu verimlilik, herhangi bir üretim kaynağının göstergelerini aşıyor!

Ve ultra ince grafen filmler, göstergeyi 10 kW / m2 zar bölgesinden, çünkü sadece su molekülleri tek yönde geçebilir. 50 litrelik bir gaz silindiri büyüklüğünde, sürekli tuz ve tatlı su sağlayan ozmotik bir tesis, türbini ve jeneratörün 5-10 kW'ını döndürmek için basınç oluşturabilir! Her şey bu tür membranları üretmenin maliyetine bağlı.

Böyle bir para birimiyle, Rusnano'muz nişin kontrolünü ele geçirecekti. grafen filmler için büyük bir ipucumuz var:

Grafen nanotüpler, herhangi bir çelikten 150 kat daha güçlüdür. Ve Rusya bunun en büyük üreticisi haline geldi - yılda 50 ton. Bay Chubais'in gerçekten yararlı bir şey yapıp yapmadığına doğrudan şaşırıyorum?

Tüm bu bilgiler göz önünde bulundurularak, haliçteki ozmotik enerji santralleri yakın gelecekte alternatif enerjide lider olabilir. Sessizdirler, atmosfere ve suya herhangi bir zararlı kirlilik yaymazlar. Ekipmanın nehir ve denizdeki su seviyesinin altına yerleştirilmesi tavsiye edilir - yüzeyde endüstriyel binalar ve yapılar olmayacaktır.

Şu anda, bu tür ozmotik istasyonlar en verimli şekilde tuzdan arındırma tesislerinin yakınında konumlanmıştır. Çünkü Tuzdan arındırma tesislerinden çıkan su, deniz suyundan 10 kat daha tuzludur.

Ve hala uzak bir gelecek olan bir fikir daha: büyük şehirlerin yakınındaki okyanuslarda ozmotik enerji santralleri. Suyun tuzluluğunun sadece içindeki tuzların içeriğine değil aynı zamanda sıcaklığa da bağlı olduğu bilinmektedir. Ve okyanuslarda farklı derinliklerde farklıdır. Yüzer metre derinliğe kadar alçaltılmış sütunlara sahip ve bunlara su temini ile bir yüzer istasyon deniz yüzeyinde, denizlerin hemen hemen her yerinde çevre dostu elektrik üretebilir ve okyanuslar.

Bütün bunlar bana SSCB zamanlarının Genç Teknisyeni olan Technology of Youth dergilerindeki fütüristik makaleleri ve çizimleri hatırlattı.

***

Fotoğraflar Yandex'den açık kaynaklardan alınmıştır. Resimler

Abone ol kanala, tarayıcınızın yer imlerine ekleyin (Ctrl + D). İleride pek çok ilginç bilgi var.