Plantas de energía osmótica. Otro tipo de generación en energías alternativas

Si empezamos a hablar de energías alternativas, la mayoría de la gente tiene imágenes de paneles solares o turbinas eólicas. Se conocen contras o sus limitaciones en el trabajo. Las plantas de energía geotérmica y mareomotriz son complejas y geográficamente limitadas a unas pocas ubicaciones en el planeta. Las plantas de biogás funcionan sin problemas solo en países cálidos. Es posible colocar MicroHPP (generadores flotantes o de baja velocidad sobre una base de pilotes) a lo largo de las riberas de los ríos, pero esta dirección tampoco avanza.

Creo que para aquellos que estén interesados ​​en este tema, la información sobre las centrales osmóticas, que en nuestro siglo La nanotecnología, membranas poliméricas, puede convertirse en un aumento muy serio en la proporción total de electricidad generada por planeta.

Entonces, ¿de qué estamos hablando? Primero la teoría. En física, se conoce el efecto de la ósmosis:

Este fenómeno ocurre cuando dos líquidos con diferentes concentraciones de sal comienzan a mezclarse a través de una membrana semipermeable. Aquellos. un líquido con menor concentración de sal diluye un líquido con mayor concentración. La membrana funciona en una dirección: permite que prácticamente solo las moléculas de agua pasen a través y en una dirección. Así, en el recipiente donde había agua salada, se agregará agua y su columna se elevará, o se creará presión. Y desde el agua es incompresible, entonces este exceso de presión puede usarse para hacer girar la turbina y el generador.

Gracias a este fenómeno, es posible elevar la columna de agua en 240 mo crear una presión de hasta 24 atmósferas (al diluir agua salada con una salinidad de 35 g / litro). El fenómeno de la ósmosis es utilizado por la propia naturaleza con mayor eficacia en plantas y árboles (el aumento de la humedad a lo largo del tronco).

Desde mediados de 1980 la dirección de las membranas para la purificación osmótica del agua y su desalinización se está desarrollando activamente. Y a partir de este período se hizo posible la aplicación no teórica, sino ya práctica de este efecto para la generación de electricidad. La primera planta de energía osmótica fue implementada por científicos noruegos con el apoyo de la compañía energética local Statkraft. Fueron usados Membranas de Loeb fabricado en polietileno modificado sobre base cerámica. Pueden soportar una tremenda presión. Todo se ve así:

Adaptaron un edificio en Toft, que se encuentra a orillas de un río que desemboca en el mar. El agua del río fluye por gravedad hacia el edificio. Allí se purifica y se introduce en plantas de membrana en espiral para mezclar con agua salada, que se bombea desde el mar y también se introduce en la planta (segundo portaobjetos). Debido a la presión obtenida en el agua salada, la turbina se pone en movimiento y el generador gira a través de ella. Diagrama de instalación:

Cámaras osmóticas tipo rollo. Similar a los utilizados en plantas de tratamiento de aguas residuales. Las bombas que suministran agua a la planta osmótica funcionan con la electricidad generada por la planta. La electricidad de terceros solo es necesaria para iniciar la estación. El agua mixta de río y mar se vierte al mar.

La estación se gastó en una subvención estatal del gobierno de Noruega de $ 20 millones. La estación comenzó con la generación de solo 4 kW * h de electricidad. Planes para 2015 era aumentar la capacidad a 25 MW. Si funcionó o si el proyecto se congeló, no encontré información.

Una fuente: http://www.chekltd.com/node/673

El caso es que el uso comercial de esta tecnología tiene sentido si las membranas son efectivas a valores 5 W / m2 del área de la membrana. En la estación osmótica de Toft, solo 1 W / m2 del área de la membrana.

Pero el progreso no se detiene. En física, se conocen los nanotubos de carbono. Las membranas basadas en ellos son muy efectivas. Tales membranas aumentarán el rendimiento hasta 4000 W / m2. ¡Esta eficiencia supera los indicadores de cualquier fuente generadora!

Y las películas de grafeno ultrafinas aumentarán el indicador a 10 kW / m2 del área de la membrana, ya que solo las moléculas de agua pueden pasar en una dirección. ¡Imagínese, una planta osmótica del tamaño de un cilindro de gas de 50 litros con un suministro constante de sal y agua dulce puede crear presión para hacer girar la turbina y 5-10 kW del generador! Todo se reduce al costo de producir tales membranas.

Con tal tipo de monedas, nuestro Rusnano tomaría el control del nicho. para las películas de grafeno, tenemos una gran ventaja:

Los nanotubos de grafeno son 150 veces más resistentes que cualquier acero. Y Rusia se ha convertido en el mayor productor: 50 toneladas por año. Me sorprende directamente si el Sr. Chubais realmente hizo algo útil.

Con toda esta información en mente, las plantas de energía osmótica de los estuarios podrían convertirse en líderes en energía alternativa en un futuro cercano. Son silenciosos, no emiten impurezas nocivas a la atmósfera y al agua. Es aconsejable colocar el equipo por debajo del nivel del agua en el río y el mar; no habrá edificios ni estructuras industriales en la superficie.

Actualmente, estas estaciones osmóticas están ubicadas de manera más eficiente cerca de las plantas de desalinización. Porque El agua que sale de las plantas de desalinización es 10 veces más salada que el agua de mar.

Y una idea más, que todavía es un futuro lejano: plantas de energía osmótica en los océanos junto a las principales ciudades. Se sabe que la salinidad del agua depende no solo del contenido de sales, sino también de la temperatura. Y es diferente en diferentes profundidades de los océanos. Una estación flotante con columnas bajadas a una profundidad de varios cientos de metros y con suministro de agua desde superficie del mar, puede generar electricidad ecológica en casi cualquier lugar de los mares y océanos.

Todo esto me recordó a artículos y dibujos futuristas de las revistas Tecnología de la Juventud, Joven Técnico de la época de la URSS.

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Las fotos se toman de fuentes abiertas, de Yandex. Imágenes

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