Hem » Frukt och bär » Osmotisk station. Osmotisk kraftverk: alternativ energi från havsvatten. Energi från salt: fler fördelar

Osmotisk station. Osmotisk kraftverk: alternativ energi från havsvatten. Energi från salt: fler fördelar

Ett speciellt membran som tillåter vatten att passera igenom, men inte saltmolekyler, placeras mellan två tankar. Färskt vatten hälls i en av dem, saltvatten i den andra. Eftersom ett sådant system strävar efter jämvikt verkar det saltare vattnet dra ut färskt vatten ur reservoaren. Om en generator placeras framför membranet kommer övertrycket att rotera dess blad och generera elektricitet.
Idén, som ofta händer, föreslogs av den levande naturen: samma princip används för att överföra ämnen i celler - samma delvis permeabla membran säkerställer cellers elasticitet. Osmotiskt tryck har länge använts framgångsrikt av människor vid avsaltning av havsvatten, men hittills har det använts för att generera elektricitet för första gången.
För tillfället producerar prototypen cirka 1 kW energi. Inom en snar framtid kan denna siffra öka till 2-4 kW. För att tala om lönsamheten i produktionen är det nödvändigt att få en produktion på cirka 5 kW. Detta är dock en mycket verklig uppgift. Till 2015 är det planerat att bygga en stor station som ska generera 25 MW, som ska driva 10 000 genomsnittliga hushåll. I framtiden förväntas det att IPS kommer att bli så kraftfulla att de kommer att kunna generera 1 700 TW per år, lika mycket som hälften av Europa för närvarande producerar. Huvuduppgiften för tillfället är att hitta effektivare membran.
Spelet är definitivt värt ljuset. Fördelarna med osmotiska stationer är uppenbara. För det första är saltvatten (vanligt havsvatten är lämpligt för stationens drift) en outtömlig naturresurs. Jordens yta är till 94 % täckt av vatten, varav 97 % är salt, så det kommer alltid att finnas bränsle för sådana stationer. För det andra kräver organisationen av en UES inte byggandet av speciella platser: eventuella oanvända lokaler för befintliga företag eller andra kontorsbyggnader är lämpliga. Dessutom kan IPS installeras vid flodmynningar, där sötvatten rinner ut i salthavet eller havet - och i det här fallet finns det inget behov av att ens speciellt fylla reservoarerna med vatten.

Färskvatten + havsvatten = energikälla

Vanligtvis, där en flod rinner ut i havet, blandas sötvatten helt enkelt med saltvatten, och det finns inget tryck där som skulle kunna fungera som en energikälla. Professor Klaus-Viktor Peinemann från Institutet för Polymerforskning vid GKSS Research Center i staden Geesthacht i norra Tyskland, nämner de förhållanden som är nödvändiga för uppkomsten av osmotiskt tryck: ”Om havsvatten och sötvatten separeras av ett filter före blandning - ett speciellt membran som tillåter vatten att passera igenom, men är ogenomträngligt för salt, då kan lösningarnas tendens till termodynamisk jämvikt och utjämning av koncentrationer realiseras endast på grund av det faktum att vatten kommer att tränga in i saltlösningen, och salt kommer att inte komma i sötvatten."

Om detta händer i en stängd tank uppstår överskott av hydrostatiskt tryck, kallat osmotiskt tryck, från havsvattnet. För att använda den för energiproduktion, vid den punkt där floden rinner ut i havet, måste du installera en stor tank med två kammare, separerade från varandra av ett semipermeabelt membran som tillåter vatten att passera och salt inte passera genom. En kammare är fylld med saltvatten, den andra med färskvatten. "Det resulterande osmotiska trycket kan bli mycket högt", betonar professor Peineman. "Det når cirka 25 bar, vilket motsvarar vattentrycket vid foten av ett vattenfall som faller från en höjd av 100 meter."

Vatten under så högt osmotiskt tryck tillförs en generatorturbin som producerar el.

Huvudsaken är rätt membran

Det verkar som att allt är enkelt. Därför är det inte förvånande att idén om att använda osmos som energikälla uppstod för nästan ett halvt sekel sedan. Men... "Ett av de största hindren på den tiden var bristen på membran av rätt kvalitet", säger professor Peineman. "Membranen var extremt långsamma, så effektiviteten hos den osmotiska elektriska generatorn skulle vara mycket låg. Men i de närmaste 20-30 åren skedde flera tekniska genombrott. Vi lärde oss Idag producerar vi extremt tunna membran, vilket gör att deras genomströmning har blivit betydligt högre."
Specialister från GKSS Research Center gav ett betydande bidrag till utvecklingen av just det membran som nu har gjort det möjligt att implementera osmotisk energiproduktion i praktiken – om än fortfarande rent experimentellt. En av utvecklarna, Carsten Blicke, förklarar: "Membranets tjocklek är cirka 0,1 mikrometer. Som jämförelse har ett människohår en diameter på 50 till 100 mikrometer. Det är denna tunna film som i slutändan skiljer havsvatten från färskt."

Det är uppenbart att ett så tunt membran inte i sig själv kan motstå högt osmotiskt tryck. Därför appliceras den på en porös, svampliknande men extremt hållbar bas. I allmänhet ser en sådan partition ut som glättat papper, och det faktum att det finns en film på den är omöjligt att märka med blotta ögat.

Ljusa framtidsutsikter

En investering på flera miljoner euro krävdes för att bygga pilotanläggningen. Investerare som var redo att ta risker, om än inte omedelbart, hittades fortfarande. Statkraft, ett av de största energibolagen i Norge och ledande i Europa inom användningen av förnybara energiresurser, anmälde sig frivilligt för att finansiera det innovativa projektet. Professor Peineman minns: "De hörde talas om den här tekniken, blev glada och undertecknade ett samarbetsavtal med oss. Europeiska unionen anslog 2 miljoner euro för genomförandet av detta projekt, resten av medlen kom från Statkraft och ett antal andra företag. , inklusive vårt institut.”

"En rad andra företag" är forskningscentra i Finland och Portugal, samt ett norskt forskningsföretag. Pilotanläggningen, med en kapacitet på 2 till 4 kilowatt, byggd i Oslofjorden nära staden Tofte och invigd idag, är utformad för att testa och förbättra den innovativa tekniken. Men ledningen för Statkraft är övertygad om att det om några år kommer att komma till kommersiell användning av osmos. Och den totala globala potentialen för osmotisk energiproduktion uppskattas till inte mindre än 1600-1700 terawattimmar per år - detta är ungefär hälften av energiförbrukningen i hela Europeiska unionen. Den viktigaste fördelen med sådana installationer är deras miljövänlighet - de bullrar inte och förorenar inte atmosfären med utsläpp av växthusgaser. Dessutom är de lätta att integrera i befintlig infrastruktur.

Miljövänlighet

Separat skulle jag vilja notera den absoluta miljövänligheten hos denna metod för att generera el. Inget avfall, oxiderande tankmaterial, skadliga ångor. IPS kan installeras även inom staden utan att skada invånarna.
Dessutom kräver driften av IPS inte andra energikällor för att starta och beror inte på klimatförhållandena. Allt detta gör IPS till ett nästan idealiskt sätt att generera el.

Fenomenet osmos har använts i industriell skala i mer än 40 år. Bara detta är inte den klassiska framåtosmosen av Abbot Nollet, utan den så kallade omvända osmosen - en artificiell process för penetration av ett lösningsmedel från en koncentrerad till en utspädd lösning under påverkan av tryck som överstiger det naturliga osmotiska trycket. Denna teknik har använts i avsaltnings- och reningsanläggningar sedan början av 1970-talet. Salt havsvatten pumpas på ett speciellt membran och, som passerar genom dess porer, berövas en betydande andel mineralsalter, såväl som bakterier och till och med virus. Att pumpa salt eller förorenat vatten kräver stora mängder energi, men spelet är värt ljuset – det finns många regioner på planeten där bristen på dricksvatten är ett akut problem.

Det är svårt att tro att bara skillnaden i koncentrationen av två lösningar kan skapa en allvarlig kraft, men det är sant: osmotiskt tryck kan höja havsvattennivån med 120 meter.

Experiment med att omvandla osmotiskt tryck till elektrisk energi har utförts av olika vetenskapliga grupper och företag sedan början av 1970-talet. Principen för denna process var uppenbar: flödet av färskt (flod)vatten som penetrerar genom membranets porer ökar trycket i havsvattenreservoaren, vilket gör att turbinen kan snurra. Bräckvattnet släpps sedan ut i havet. Det enda problemet var att klassiska membran för PRO (Pressure retarded osmosis) var för dyra, nyckfulla och inte gav den erforderliga flödeseffekten. Saken kom igång i slutet av 1980-talet, när de norska kemisterna Thorleif Holt och Thor Thorsen från SINTEF-institutet tog upp lösningen på problemet.

I schematiska bilder är det osmotiska membranet ritat som en vägg. I själva verket är det en rulle innesluten i en cylindrisk kropp. Dess flerskiktsstruktur växlar lager av söt- och saltvatten.

Loeb-membran krävde klinisk kvalitet för att upprätthålla toppprestanda. Utformningen av avsaltningsstationens membranmodul krävde närvaron av ett primärt grovfilter och en kraftfull pump som avlägsnade skräp från membranets arbetsyta.

Holt och Thorsen, efter att ha analyserat egenskaperna hos de mest lovande materialen, valde billig modifierad polyeten. Deras publikationer i vetenskapliga tidskrifter uppmärksammades av specialister från Statcraft, och de norska kemisterna bjöds in att fortsätta sitt arbete i energibolagets regi. 2001 fick Statcrafts membranprogram statsbidrag. Med hjälp av erhållna medel byggdes en experimentell osmotisk installation i Sunndalsjor för att testa membranprover och testa tekniken som helhet. Den aktiva ytan i den var något över 200 m2.

Skillnaden mellan salthalten (i vetenskapliga termer - salthaltsgradient) för sötvatten och havsvatten är den grundläggande principen för driften av ett osmotisk kraftverk. Ju större den är, desto högre är volymen och flödeshastigheten på membranet, och därmed mängden energi som genereras av den hydrauliska turbinen. I Toft strömmar sötvatten genom gravitationen upp på membranet, till följd av osmos ökar havsvattentrycket kraftigt på andra sidan. Osmosens kraft är kolossal - trycket kan höja havsvattennivån med 120 meter.

Därefter rusar det resulterande utspädda havsvattnet genom tryckfördelaren till turbinbladen och, efter att ha gett dem all sin energi, kastas det i havet. Tryckfördelaren tar en del av flödesenergin och snurrar pumparna som pumpar havsvatten. På så sätt är det möjligt att avsevärt öka stationens effektivitet. Rick Stover, teknisk chef på Energy Recovery, som tillverkar sådana anordningar för avsaltningsanläggningar, uppskattar att energiöverföringseffektiviteten för distributörerna är nära 98 %. Exakt samma avsaltningsanordningar hjälper till att leverera dricksvatten till bostadshus.

Som Skillhagen noterar bör osmotiska kraftverk helst kombineras med avsaltningsanläggningar - salthalten i kvarvarande havsvatten i det senare är 10 gånger högre än den naturliga nivån. I en sådan tandem kommer effektiviteten i energiproduktionen att öka med minst två gånger.

Byggarbetet i Tofte påbörjades hösten 2008. Ett tomt lager hyrdes på platsen för massabruket Sódra Cell. På första våningen installerades en kaskad av nät- och kvartsfilter för att rena flod- och havsvatten, och på andra våningen fanns ett maskinrum. I december samma år lyftes och installerades membranmodulerna och tryckfördelaren. I februari 2009 lade en grupp dykare två parallella rörledningar längs buktens botten - för söt- och havsvatten.

Havsvatten samlas i Toft från 35 till 50 m djup - i detta lager är dess salthalt optimal. Dessutom är det mycket renare där än vid ytan. Men trots detta kräver stationens membran regelbunden rengöring för att ta bort organiska rester som täpper till mikroporer.

Sedan april 2009 drevs kraftverket i försöksläge och i november lanserades det med prinsessan Mette-Marits lätta hand till sin fulla potential. Skillhagen försäkrar att efter Tofte kommer Statcraft att ha andra liknande, men mer avancerade projekt. Och inte bara i Norge. Enligt honom klarar det underjordiska komplexet i storleken av en fotbollsplan att oavbrutet leverera el till en hel stad med 15 000 enskilda bostäder. Dessutom, till skillnad från vindkraftverk, är en sådan osmotisk installation praktiskt taget tyst, förändrar inte det välbekanta landskapet och påverkar inte människors hälsa. Och naturen själv kommer att ta hand om att fylla på reserverna av salt och sötvatten.

Än så länge finns det bara en fungerande prototyp av ett osmotisk kraftverk i världen. Men i framtiden kommer det att finnas hundratals av dem.

Funktionsprincip för ett osmotisk kraftverk

Driften av kraftverket är baserad på den osmotiska effekten - egenskapen hos specialdesignade membran att tillåta endast vissa partiklar att passera igenom. Låt oss till exempel installera ett membran mellan två behållare och hälla destillerat vatten i en av dem och en saltlösning i den andra. Vattenmolekyler kommer att passera genom membranet fritt, men saltpartiklar kommer inte. Och eftersom vätskorna i en sådan situation tenderar till jämvikt, kommer färskvattnet snart att spridas genom gravitationen till båda behållarna.

Om skillnaden i sammansättningen av lösningarna är mycket stor, kommer vätskeflödet genom membranet att vara ganska starkt. Genom att placera en hydraulisk turbin i dess väg kan el genereras. Detta är den enklaste designen av ett osmotisk kraftverk. För närvarande är de optimala råvarorna för det salt havsvatten och färskt flodvatten - förnybara energikällor.

Ett experimentellt kraftverk av denna typ byggdes 2009 nära den norska staden Oslo. Dess produktivitet är låg - 4 kW eller 1 W per 1 kvm. membran. Inom en snar framtid kommer denna siffra att ökas till 5 W per 1 kvm. År 2015 avser norrmännen att bygga ett kommersiellt osmotisk kraftverk med en kapacitet på cirka 25 MW.

Utsikter för att använda denna energikälla

Den största fördelen med IPS framför andra typer av kraftverk är dess användning av extremt billiga råvaror. Faktum är att det är gratis, eftersom 92-93% av planetens yta är täckt med saltvatten, och färskvatten är lätt att få med samma metod för osmotiskt tryck i en annan installation. Genom att installera ett kraftverk vid mynningen av en flod som rinner ut i havet kan alla problem med råvaruförsörjningen lösas i ett slag. Klimatförhållanden för driften av IPS är inte viktiga - så länge vattnet rinner fungerar installationen.

I det här fallet skapas inga giftiga ämnen - samma saltvatten bildas vid utgången. IPS:en är absolut miljövänlig och kan installeras i nära anslutning till bostadsområden. Kraftverket skadar inte djurlivet, och för dess konstruktion finns det inget behov av att blockera floder med dammar, som är fallet med vattenkraftverk. Och kraftverkets låga effektivitet kompenseras lätt av den massiva skalan av sådana installationer.

Det finns inget fel i titeln, inte från "rymden", utan just från "osmos"

Varje dag är vi övertygade om att vi är omgivna av många av de mest oväntade källorna till förnybar energi. Förutom solen, vind, strömmar och tidvatten kan generatorer som drivs av salt – eller snarare av skillnaden det skapar mellan sötvatten och havsvatten – användas för att generera elektricitet. Denna skillnad kallas salthaltsgradienten, och tack vare fenomenet osmos kan den användas för att erhålla överskott av vätsketryck, som omvandlas till elektricitet av konventionella turbiner.

Det finns flera kända sätt att omvandla salthaltsgradientens energi till elektricitet. Den mest lovande idag är transformation med hjälp av osmos, varför energin i salthaltsgradienten ofta kallas osmosens energi. Men andra sätt att omvandla salthaltsgradientens energi är i grunden möjliga.

Fenomenet osmos är som följer. Om du tar ett semipermeabelt membran (membran) och placerar det som en skiljevägg i något kärl mellan söt- och saltvatten, då kommer osmotiska krafter att börja pumpa färskvatten till saltvatten. Färskvattenmolekyler kommer att passera genom separationsmembranet in i den andra halvan av kärlet fyllt med saltvatten, och membranet kommer inte att tillåta saltmolekyler att passera in i den första halvan med färskvatten. För denna egenskap kallas membranet semipermeabelt. Den energi som frigörs under denna process visar sig i form av ökat tryck som uppstår i den del av kärlet med saltvatten. Detta är det osmotiska trycket (kallas ibland det osmotiska vattenfallet). Det maximala värdet för osmotiskt tryck är skillnaden i tryck mellan lösningen (d.v.s. saltvatten) och lösningsmedlet (d.v.s. färskvatten) vid vilken osmos stoppar, vilket uppstår på grund av bildandet av lika tryck på båda sidor av det semipermeabla membranet . Det resulterande ökade trycket i saltvattenhalvan av kärlet balanserar de osmotiska krafterna som tvingade sötvattenmolekylerna genom det semipermeabla membranet in i saltvattnet.

Fenomenet osmos har varit känt sedan länge. Den observerades första gången av A. Podlo 1748, men en detaljerad studie började mer än ett sekel senare. År 1877 mätte W. Pfeffer först det osmotiska trycket medan han studerade vattenlösningar av rörsocker. År 1887 fastställde Van't Hoff, baserat på data från Pfeffers experiment, en lag som bestämmer osmotiskt tryck beroende på koncentrationen av det lösta ämnet och temperatur. Han visade att det osmotiska trycket i en lösning är numeriskt lika med det tryck som molekylerna i det lösta ämnet skulle utöva om de var i gasformigt tillstånd vid samma temperatur och koncentration.

För att erhålla osmotisk energi är det nödvändigt att ha en källa med låg saltkoncentration nära en mer eller mindre koncentrerad lösning. Under världshavets förhållanden är sådana källor mynningen av floder som rinner in i det.

Salinitetsgradientenergi beräknad från osmotiskt tryck är inte föremål för effektivitetsbegränsningarna förknippade med Carnot-cykeln; Detta är en av de positiva egenskaperna hos denna typ av energi. Frågan är hur man bäst omvandlar det till el.

Världens första kraftverk som använder fenomenet osmos för att generera el öppnade nyligen i Norge. Med enbart salt och sötvatten i sin drift kommer den nuvarande prototypen av kraftverket att producera 2-4 kilowatt, men i framtiden kommer denna siffra att öka avsevärt.För att producera energi använder stationen, byggd av det norska företaget Statkraft, fenomen av osmos, det vill säga förflyttning av lösningar genom ett membran till sidan högre saltkoncentration. Eftersom koncentrationen av salter i vanligt havsvatten är högre än i sötvatten, utvecklas fenomenet osmos mellan söt- och saltvattnet separerat av ett membran, och vattenflödets rörelse gör att turbinen fungerar och genererar energi. av den redan lanserade prototypen är liten och uppgår till två till fyra kilowattimmar. Som projektledare Stein Eric Skilhagen förklarade hade företaget inte som mål att omedelbart bygga ett kraftverk i industriell skala, det var viktigare att visa att denna teknik i princip kan användas inom energisektorn. Att använda fenomenet osmos för att generera elektricitet föreslogs först av aktivister för miljörörelser redan 1992, noterar Statkrafts webbplats. Enligt ingenjörernas beräkningar är det idag möjligt att bygga ett osmotisk kraftverk med en kapacitet på 1 700 kilowatt i timmen. Samtidigt, till skillnad från andra stationer som använder alternativa energikällor - sol eller vind - kommer vädret inte att ha någon inverkan på stationens driftläge. Kraften i den befintliga prototypen räcker för att bara ge el åt en kaffebryggare, men till 2015 hoppas Statkraft bygga ett kraftverk som ska leverera el till en by med 10 tusen privata hem.

Bland utmaningarna framöver är sökandet efter mer energieffektiva membran. För de som används på stationen i Hurum, 60 km söder om Oslo, är denna siffra 1 W/m2. Efter en tid kommer Statkraft att öka effekten till 2-3 W, men för att nå en lönsam nivå är det nödvändigt att uppnå 5 W.

Skicka ditt goda arbete i kunskapsbasen är enkelt. Använd formuläret nedan

Studenter, doktorander, unga forskare som använder kunskapsbasen i sina studier och arbete kommer att vara er mycket tacksamma.

Postat på http://www.allbest.ru/

Underhålla

Huvudinriktningen för alternativ energi är sökandet och användningen av alternativa (icke-traditionella) energikällor. Energikällor är "naturligt förekommande ämnen och processer som gör att en person kan få den energi som krävs för att existera." En alternativ energikälla är en förnybar resurs, den ersätter traditionella energikällor som drivs på olja, producerat naturgas och kol, som vid förbränning släpper ut koldioxid i atmosfären, vilket bidrar till tillväxten av växthuseffekten och den globala uppvärmningen. Anledningen till att söka efter alternativa energikällor är behovet av att få den från energin från förnybara eller praktiskt taget outtömliga naturresurser och fenomen. Miljövänlighet och kostnadseffektivitet kan också beaktas.

År 2010 stod alternativ energi (exklusive vattenkraft) för 4,9 % av all energi som konsumerades av mänskligheten. Inklusive för uppvärmning och vattenuppvärmning (biomassa, sol- och bergvattenuppvärmning och uppvärmning) 3,3 %; biobränsle 0,7%; elproduktion (vind-, sol-, geotermiska kraftverk och biomassa i TPP) 0,9 %. Förnybara (alternativa) energikällor står för endast cirka 5 % av den globala elproduktionen 2010. I maj 2009 var 13 % av elen i USA produceras från förnybara energikällor. 9,4 % av elen genererades från vattenkraftverk, cirka 1,8 % kom från vindenergi, 1,3 % från biomassa, 0,4 % från geotermiska källor och 0,3 % från solenergi. I Australien 2009 genererades 8 % av elen från förnybara källor.

Nuförtiden kräver energimänniskor mer och mer energi i takt med att de kommer på fler och fler nya uppfinningar som kräver energi.

Energi uppstod för många miljoner år sedan när människor lärde sig att göra eld: de jagade med eld, fick ljus och värme, och det fungerade som en källa till glädje och optimism i många år. I min uppsats kommer jag att prata om en möjlig miljövänlig energikälla som människor inte skulle förorena världen runt omkring.

1. Logisk grund

Varför väljer jag ett osmotisk kraftverk som en alternativ form av energiproduktion?

Den största fördelen är dess miljövänlighet - det finns inget buller och förorenar inte atmosfären med utsläpp av växthusgaser; - En kontinuerlig förnybar energikälla tillhandahålls, med mindre säsongsvariationer. - lätt att implementera befintlig infrastruktur; Ett osmotisk kraftverk kan endast användas i flodmynningar där sötvatten rinner ut i saltvatten. Fenomenet osmos är utbrett i naturen, vilket gör att växter kan absorbera fukt genom sina löv, och används ofta i avsaltningsprocessen.

2. Användningseffektivitet

Ett osmotiskt kraftverk är ett stationärt kraftverk baserat på principen om vätskediffusion (osmos).

Det första och för tillfället enda osmotiska kraftverket i världen byggdes av Statkraft i den norska staden Tofte, på massa- och pappersbrukets territorium "Södra Cell Tofte". Kraftverket kostade 20 miljoner dollar att bygga och involverade 10 års forskning och teknisk utveckling. Detta kraftverk producerar fortfarande väldigt lite energi: cirka 2-4 kilowatt. Därefter planerar man att öka energiproduktionen till 10 kilowatt.

För tillfället är kraftverket experimentellt, men om testerna genomförs framgångsrikt kommer stationen att lanseras för kommersiellt bruk.

Det verkar som att allt är enkelt. Därför är det inte förvånande att idén om att använda osmos som energikälla uppstod för nästan ett halvt sekel sedan. Men... "Ett av de största hindren var bristen på membran av rätt kvalitet," sa professor Payneman om detta. "Membranen var extremt långsamma, så effektiviteten hos den osmotiska elektriska generatorn skulle vara mycket låg. Men i de kommande 20-30 åren inträffade flera tekniska genombrott. Vi har lärt oss att idag producera extremt tunna membran, vilket innebär att deras genomströmning har blivit betydligt högre." Specialister från GKSS Research Center gav ett betydande bidrag till utvecklingen av just det membran som nu har gjort det möjligt att implementera osmotisk energiproduktion i praktiken – om än fortfarande rent experimentellt. Och det följer av detta att effektiviteten hos denna energi, även om den är liten, lätt kompenseras av den massiva skalan hos sådana installationer.

osmotiska kraftverk alternativ energi

3. Teknologier

Så där floder rinner ut i hav och hav, har vi enorma källor till både söt- och saltvatten i grannskapet - det här är en idealisk plats för byggandet av osmotiska kraftverk. Hur får man energi? Det enklaste sättet är att placera vatten i en reservoar, som är uppdelad i två fack av ett semipermeabelt membran.

Havsvatten tillförs till en avdelning och färskvatten till den andra. På grund av de olika koncentrationerna av salter i hav och sötvatten passerar vattenmolekyler från det färska utrymmet, som försöker utjämna saltkoncentrationen, genom membranet in i havsutrymmet. Som ett resultat av denna process bildas övertryck i havsvattenfacket, som i sin tur används för att rotera en hydraulisk turbin som genererar elektricitet.

Det är också nödvändigt att lyfta fram fördelarna och nackdelarna med osmatisk elektricitet.

Fördelar:

Till skillnad från vind och sol ger de en kontinuerlig förnybar energikälla, med liten säsongsvariation.

Det finns ingen växthuseffekt.

Brister:

Det aktuella membranet har en indikator på 1 W/mI. Indikatorn som kommer att göra stationerna lönsamma är 5 W/m². Det finns flera företag i världen som tillverkar liknande membran (General Electric, Dow Chemical, Hydranautics, Toray Industries), men enheter för en osmotisk station måste vara mycket tunnare än de som för närvarande tillverkas.

Ett osmotisk kraftverk kan endast användas i flodmynningar där sötvatten rinner ut i saltvatten.

4. Utsikter

Utsikter för användning i Ryssland. Floder är grunden för Rysslands vattenfond. Ryssland upptar cirka 12% av landområdet och kännetecknas av ett välutvecklat flodnätverk samt en unik vattenkust med en längd på cirka 60 tusen km. Rysslands floder hör till bassängerna i tre hav: Arktis, Stilla havet och Atlanten. Ryssland har således en enorm potential i utvecklingen av osmotisk energi, intresset för denna förnybara energikälla växer och forskare runt om i världen går samman för att utveckla den.

Kanadas Hydro-Québec, världens största vattenkraftsproducent, samarbetar med Statkraft om forskning kring nästa fas av PRO-teknik. Dessutom undersöker man möjligheten att skapa osmotiska stationer längs den kanadensiska kusten.

I Japan har Tokyo Institute of Technology öppnat ett forskningscenter för studier av osmotisk energi. Enligt hans anställda tillåter energipotentialen i japanska floder - om den realiseras genom att bygga osmotiska stationer där floder rinner ut i havet - att 5-6 kärnkraftverk kan ersättas.

Slutsats

Energins roll i underhållet och vidareutvecklingen av civilisationen är mycket stor. I det moderna samhället är det svårt att hitta åtminstone ett område av mänsklig aktivitet som inte skulle kräva - direkt eller indirekt - mer energi än vad mänskliga muskler kan ge. Energiförbrukningen är en viktig indikator på levnadsstandarden. På den tiden, när en person fick mat genom att samla skogsfrukter och jaga djur, behövde han cirka 8 MJ energi per dag. Efter att ha bemästrat eld ökade detta värde till 16 MJ: i ett primitivt jordbrukssamhälle var det 50 MJ och i ett mer utvecklat - 100 MJ.

Under civilisationens utveckling ersattes traditionella energikällor många gånger med nya, mer avancerade, inte för att den gamla källan var uttömd.

Den mest kraftfulla energikällan är kärnkraft - ledaren inom energi. Uranreserver, jämfört med kolreserver, är inte så stora. Men per viktenhet innehåller den miljontals gånger mer energi än kol. När man genererar elektricitet vid ett kärnkraftverk tror man att det måste spenderas hundra tusen gånger mindre pengar och arbetskraft än när man utvinner energi från kol. Och kärnbränsle ersätter olja och kol... Det har alltid varit så här: nästa energikälla var också mer kraftfull. Det var så att säga en "militant" energilinje. I framtiden, med den intensiva utvecklingen av energi, kommer spridda energikällor att dyka upp som inte är för kraftfulla, men med hög effektivitet, miljövänliga och lätta att använda. Till exempel en snabbstart på elektrokemisk energi, som senare, tydligen, kommer att kompletteras med solenergi. Energi ackumuleras mycket snabbt, assimilerar och absorberar alla de senaste idéerna, uppfinningarna och vetenskapliga landvinningarna. Detta är förståeligt: energi är kopplat till bokstavligen allt, och allt dras till energi och beror på det. Därför är energikemi, väteenergi, rymdkraftverk, energi förseglad i antimateria, kvarkar, "svarta hål", vakuum - det här är bara de ljusaste milstolparna, streck, individuella linjer i scenariot som skrivs framför våra ögon och som kan kallas Tomorrow Energy.

Sammanfattningsvis kan man dra slutsatsen att alternativa former av energianvändning är otaliga, förutsatt att effektiva och ekonomiska metoder måste utvecklas för detta ändamål. Huvudsaken är att genomföra energiutvecklingen i rätt riktning.

Postat på Allbest.ru

...

Liknande dokument

Typer av klassiska energikällor. De främsta skälen som indikerar vikten av en snabb övergång till alternativa energikällor. Blixtar som en källa till åskväder. Fördelar och nackdelar, funktionsprincipen för ett blixtkraftverk.

kursarbete, tillagt 2016-05-20

Huvudtyper av alternativ energi. Bioenergi, vindenergi, solenergi, tidvatten, hav. Lovande sätt att få energi. Kumulativ kapacitet för vindkraftverk i Kina, Indien och USA. Andel alternativ energi i Ryssland.

presentation, tillagd 2016-05-25

Typiska energikällor. Problem med modern energi. "Renhet" av den energi som tas emot och produceras som en fördel med alternativ energi. Riktningar för utveckling av alternativa energikällor. Väte som energikälla, metoder för dess produktion.

abstrakt, tillagt 2016-05-30

De främsta fördelarna och nackdelarna med geotermisk energi. Världspotential för geotermisk energi och framtidsutsikter för dess användning. Jordvärmeförsörjningssystem, konstruktion av geotermiska kraftverk. Efterfrågan på geotermisk energi.

test, tillagt 2011-10-31

Historien om geotermisk energis utveckling och omvandlingen av geotermisk energi till elektrisk och termisk energi. Kostnad för el som genereras av geotermiska kraftverk. Utsikter för användning av alternativ energi och effektivitet i installationer.

abstrakt, tillagt 2008-09-07

Problem med utveckling och existens av energi. Typer av alternativa energikällor och deras utveckling. Källor och metoder för att använda geotermisk energi. Funktionsprincipen för ett geotermiskt kraftverk. Allmänt schematiskt diagram över GeoPP och dess komponenter.

kursarbete, tillagt 2016-06-05

Typologi för alternativ energi. Förnybar energi i arabländerna. Kärnenergi och dess reserver i arabländerna. Övergång till användning av alternativa energikällor. Uppnådde resultat inom området alternativ energi.

test, tillagt 2017-08-01

Befintliga energikällor. Typer av kraftverk. Problem med utveckling och existens av energi. Översyn av alternativa energikällor. Konstruktion och princip för drift av tidvattenkraftverk. Energiberäkning. Bestämning av effektivitet.

kursarbete, tillagt 2016-04-23

Grundläggande information om alternativ energi. Fördelar och nackdelar med vakuumförgreningar. Minska beroendet av energiförsörjning. Tillämpning av fokuserande samlare. Fördelar med att använda miljövänlig solenergi.

abstrakt, tillagt 2015-03-21

Genomgång av utvecklingen av modern energi och dess problem. Allmänna egenskaper hos alternativa energikällor, användningsmöjligheter, fördelar och nackdelar. Utveckling som för närvarande används för icke-traditionell energiproduktion.

Typ