Осмотични електроцентрали. Друг тип производство на алтернативна енергия

Ако започнем да говорим за алтернативна енергия, тогава повечето хора имат изображения на слънчеви панели или вятърни турбини. Известни са минусите или техните ограничения в работата. Геотермалните електроцентрали с приливи и отливи са сложни и географски ограничени до няколко места на планетата. Биогазовите инсталации работят безпроблемно само в топлите страни. MicroHPPs (плаващи или нискоскоростни генератори върху купчина фундамент) могат да бъдат разположени по бреговете на реките, но и тази посока не напредва.

Мисля, че за тези, които се интересуват от тази тема, информация за осмотичните електроцентрали, които през нашия век нанотехнологиите, полимерните мембрани, могат да се превърнат в много сериозно увеличение на общия дял на електричеството, генерирано от планета.

И така, за какво говорим? Теория първо. Във физиката ефектът на осмозата е известен:

Това явление се случва, когато две течности с различни концентрации на сол започват да се смесват през полупропусклива мембрана. Тези. течност с по-ниска концентрация на сол разрежда течност с по-висока концентрация. Мембраната работи в една посока - позволява на практика само водни молекули да преминават през и в една посока. По този начин в контейнера, където е имало солена вода, или ще се добави вода и нейната колона ще се повиши, или ще се създаде налягане. И тъй като водата е несвиваема, тогава това свръхналягане може да се използва за въртене на турбината и генератора.

Благодарение на това явление можете да повдигнете водния стълб с 240 м или да създадете налягане до 24 атмосфери (при разреждане на солена вода със соленост 35 г / литър)! Явлението осмоза се използва от самата природа още по-ефективно при растенията и дърветата (покачването на влагата по ствола).

От средата на 1980г. активно се развива посоката на мембраните за осмотично пречистване на водата и нейното обезсоляване. И от този период стана възможно не теоретично, а вече практическо приложение на този ефект за производството на електричество. Първата осмотична електроцентрала е внедрена от норвежки учени с подкрепата на местната енергийна компания Statkraft. Бяха използвани Мембрани на Loeb изработен от модифициран полиетилен на керамична основа. Те могат да издържат на огромен натиск. Всичко изглежда така:

Те приспособиха сграда в Тофт, която се намира на брега на река, вливаща се в морето. Водата от реката се влива гравитационно в сградата. Там той се пречиства и подава към спирални мембранни растения за смесване със солена вода, която се изпомпва от морето и също се подава към растението (второ пързалка). Поради полученото налягане в солената вода турбината се привежда в движение и генераторът се върти през нея. Схема за инсталиране:

Осмотични камери от ролков тип. Подобно на тези, използвани в пречиствателни станции. Помпите, доставящи вода към осмотичната централа, се захранват от електричеството, генерирано от централата. Електричество от трети страни е необходимо само за стартиране на станцията. Смесената речна и морска вода се зауства в морето.

Станцията е похарчена за държавна субсидия от правителството на Норвегия 20 милиона долара. Станцията започна с производството на само 4 kW * h електроенергия. Планове за 2015г трябваше да увеличи капацитета до 25 MW. Дали е работил или проектът е замразен - не намерих информация.

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

Факт е, че търговската употреба на такава технология има смисъл, ако мембраните са ефективни при стойности 5 W / m2 от областта на мембраната. Само в осмотичната станция в Тофт 1 W / m2 от областта на мембраната.

Но напредъкът не стои неподвижен. Във физиката са известни въглеродните нанотръби. Мембраните, базирани на тях, са много ефективни. Такива мембрани ще увеличат производителността до 4000 W / m2. Тази ефективност надвишава показателите на генериращите източници!

А ултратънките графенови филми ще увеличат показателя до 10 kW / m2 от областта на мембраната, тъй като само водни молекули могат да преминат в една посока. Представете си, осмотична централа с размерите на 50-литров газов цилиндър с постоянно подаване на сол и прясна вода към него може да създаде налягане за завъртане на турбината и 5-10 kW на генератора! Всичко се свежда до разходите за производство на такива мембрани.

С такъв курс на валута, нашето Руснано ще поеме контрола над нишата. за графеновите филми имаме огромна преднина:

Графеновите нанотръби са 150 пъти по-здрави от всяка стомана. И Русия се превърна в най-големия производител от него - 50 тона годишно. Пряко съм изненадан, ако г-н Чубайс наистина е направил нещо полезно?

Като се има предвид цялата тази информация, осмотичните електроцентрали в устието могат да станат лидери в алтернативната енергия в близко бъдеще. Те мълчат, не отделят никакви вредни примеси в атмосферата и водата. Препоръчително е оборудването да се постави под нивото на водата в реката и морето - на повърхността няма да има индустриални сгради и съоръжения.

В момента такива осмотични станции са най-ефективно разположени в близост до обезсоляващи инсталации. Защото водата, която напуска обезсоляващите растения, е 10 пъти по-солена от морската вода.

И още една идея, която все още е далечно бъдеще: осмотични електроцентрали в океаните до големите градове. Известно е, че солеността на водата зависи не само от съдържанието на соли в нея, но и от температурата. И е различно на различни дълбочини в океаните. Плаваща станция с колони, спуснати на дълбочина от няколкостотин метра и с водоснабдяване към тях от морска повърхност, може да генерира екологично чисто електричество почти навсякъде в моретата и океани.

Всичко това ми напомни за футуристични статии и рисунки от списанията „Техника младеж“, „Млад техник от времето на СССР“.

***

Снимките са взети от отворени източници, от Яндекс. Снимки

Абонирай се към канала, добавете го към отметките на вашия браузър (Ctrl + D). Предстои много интересна информация.