Осмотична станція. Осмотична електростанція: альтернативна енергія із морської води. Енергія із солі: плюсів більше

Спеціальна мембрана, що пропускає воду, але не пропускає молекул солі, ставиться між двома резервуарами. В один із них наливається прісна вода, в інший – солона. Оскільки така система прагне рівноваги, більш солона вода витягує прісну воду з резервуара. Якщо перед мембраною поставити генератор, надлишковий тиск обертатиме його лопаті та вироблятиме електрику.
Ідею, як це часто буває, підказала жива природа: за цим принципом відбувається перенесення речовин у клітинах - такі ж частково проникні мембрани забезпечують пружність клітин. Осмотичний тиск вже давно успішно застосовується людиною при опрісненні морської води, але для вироблення електрики поки що використано вперше.
Наразі прототип виробляє близько 1 кВт енергії. Найближчим часом ця цифра може збільшитись до 2-4 кВт. Для того щоб можна було говорити про рентабельність виробництва, необхідно отримати вироблення близько 5 кВт. Однак це цілком реальне завдання. До 2015 року планується збудувати велику станцію, яка забезпечить вироблення 25 МВт, що дозволить живити електрикою 10000 середніх домогосподарств. А в перспективі передбачається, що ОЕС стануть такими потужними, що зможуть виробляти 1700 ТВт на рік, стільки, скільки зараз виробляє половина Європи. Головне завдання на даний момент – знайти більш ефективні мембрани.
Гра, безумовно, вартує свічок. Переваги осмотичних станцій є очевидними. По-перше, солона вода (для роботи станції підходить звичайна морська вода) є невичерпним природним ресурсом. Поверхня Землі на 94% покрита водою, 97% якої є солоною, тому для таких станцій завжди буде паливо. По-друге, для організації ОЕС не потрібно будівництва спеціальних майданчиків: підійдуть будь-які приміщення, що вже не використовуються, вже існуючих підприємств або інших службових будівель. Крім того, ОЕС можуть бути поставлені у гирлах річок, де прісна вода витікає в солоне море чи океан - і в цьому випадку не знадобиться навіть спеціально заливати у резервуари воду.

Прісна вода + морська вода = джерело енергії

Зазвичай там, де річка впадає в море, прісна вода просто перемішується із солоною, і ніякого тиску, який міг би стати джерелом енергії, там не спостерігається. Професор Клаус-Віктор Пайнеман (Klaus-Viktor Peinemann) з Інституту вивчення полімерів при Науково-дослідному центрі GKSS у містечку Гестхахт на півночі Німеччини, називає ті умови, які необхідні для осмотичного тиску: "Якщо перед змішуванням морську воду і прісну розділити спеціальною мембраною, що пропускає воду, але непроникною для солі, - то прагнення розчинів до термодинамічної рівноваги та вирівнювання концентрацій зможе реалізуватися лише за рахунок того, що вода проникатиме в розчин солі, а сіль у прісну воду не потрапить”.

Якщо ж це відбувається в закритому резервуарі, то з боку морської води виникає надлишковий гідростатичний тиск, який називається осмотичним. Щоб використовувати його для виробництва енергії, у місці впадання річки в море потрібно встановити великий резервуар з двома камерами, відокремленими один від одного напівпроникною мембраною, що пропускає воду і не пропускає сіль. Одна камера заповнюється солоною, інша - прісною водою. "Осмотичний тиск, що виникає при цьому, може бути дуже великий, - підкреслює професор Пайнеман. - Воно досягає приблизно 25-ти бар, що відповідає тиску води біля підніжжя водоспаду, що скидається з висоти в 100 метрів".

Вода, що знаходиться під настільки високим осмотичним тиском, подається на турбіну генератора, що виробляє електроенергію.

Головне – правильна мембрана

Здавалося б усе просто. Тому не дивно, що ідея використати осмос як джерело енергії зародилася майже півстоліття тому. Але… "Однією з головних перешкод на той час стала відсутність мембран належної якості, - каже професор Пайнеман. - Мембрани були надзвичайно повільними, тому ефективність осмотичного електрогенератора була б дуже низькою. Але в наступні 20-30 років сталося кілька технологічних проривів. Ми навчилися. сьогодні виробляти надзвичайно тонкі мембрани, а це означає, що їхня пропускна здатність стала значно вищою".
Фахівці Науково-дослідного центру GKSS зробили вагомий внесок у розробку тієї самої мембрани, що дозволила тепер на практиці реалізувати осмотичне енерговиробництво – хай поки що і суто експериментальне. Один із розробників, Карстен Блікке (Carsten Blicke), пояснює: "Товщина мембрани становить близько 0,1 мікрометра. Для порівняння: людське волосся має в діаметрі від 50 до 100 мікрометрів. Саме ця найтонша плівка і відокремлює, зрештою, морську воду. від прісної".

Зрозуміло, що така тонка мембрана не може сама по собі витримати високий осмотичний тиск. Тому вона наноситься на пористу губку, що нагадує, але надзвичайно міцну основу. Загалом така перегородка виглядає як глянсовий папір, і те, що на ній є плівка, неозброєним оком помітити неможливо.

Райдужні перспективи

Для будівництва пілотної установки були необхідні капіталовкладення у розмірі кількох мільйонів євро. Інвестори, готові піти на ризик, хоч і не відразу, все ж таки знайшлися. Фінансувати новаторський проект зголосилася фірма Statkraft - одна з найбільших енергетичних компаній Норвегії, європейський лідер щодо використання відновлюваних енергоресурсів. Професор Пайнеман згадує: "Вони почули про цю технологію, захопилися і підписали з нами договір про співпрацю. Євросоюз виділив на реалізацію цього проекту 2 мільйони євро, решту коштів внесли фірма Statkraft та низка інших компаній, у тому числі і наш Інститут".

"Ряд інших компаній" - це наукові центри Фінляндії та Португалії, а також одна з норвезьких дослідницьких фірм. Пілотна установка потужністю від 2 до 4 кіловат, зведена в Осло-фіорді поблизу містечка Тофте і урочисто вступила сьогодні в дію, призначена для випробування та вдосконалення новаторської технології. Але керівництво компанії Statkraft упевнене, що вже за кілька років справа дійде і до комерційного використання осмосу. А сумарний світовий потенціал осмотичного енерговиробництва оцінюється не мало не багато в 1600-1700 терават-годин на рік - це приблизно половина енергоспоживання всього Євросоюзу. Найважливішою перевагою таких установок є їхня екологічність - вони не шумлять і не забруднюють атмосферу викидами парникових газів. Крім того, їх легко інтегрувати в наявну інфраструктуру.

Екологічність

Окремо хочеться відзначити абсолютну екологічність цього способу видобутку електроенергії. Жодних відходів, що окислюються матеріалів для резервуарів, шкідливих випарів. ОЕС може бути встановлена ​​навіть у межах міста, не завдаючи жодної шкоди його мешканцям.
Також робота ОЕС не потребує інших джерел енергії для запуску та не залежить від кліматичних умов. Все це робить ОЕС практично ідеальним способом вироблення електроенергії.

Явище осмосу використовується у промислових масштабах вже понад 40 років. Тільки це не класичний прямий осмос абата Нолле, а так званий зворотний осмос - штучний процес проникнення розчинника з концентрованого в розчин розбавлений під дією тиску, що перевищує природний осмотичний тиск. Така технологія застосовується в опріснювальних та очисних установках з початку 1970-х. Солона морська вода нагнітається на спеціальну мембрану і, проходячи через її пори, позбавляється значної частки мінеральних солей, а заразом бактерій і навіть вірусів. Для прокачування солоної або забрудненої води доводиться витрачати великі обсяги енергії, але гра коштує свічок – на планеті існує безліч регіонів, де дефіцит питної води є найгострішою проблемою.

Важко повірити, що лише різниця в концентрації двох розчинів здатна створити серйозну силу, проте це справді так: осмотичний тиск може підняти рівень морської води на 120 м.

Досліди щодо перетворення осмотичного тиску на електричну енергію проводилися різними науковими групами та компаніями з початку 1970-х. Принципова схема цього процесу була очевидною: потік прісної (річкової) води, що проникає крізь пори мембрани, збільшує тиск у резервуарі з морською водою, тим самим дозволяючи розкручувати турбіну. Потім відпрацьована солонувата вода викидається у море. Проблема була лише в тому, що класичні мембрани для PRO (Pressure retarded osmosis) були надто дорогими, примхливими і не забезпечували необхідної потужності потоку. З мертвої точки справа зрушила наприкінці 1980-х, коли за вирішення завдання взялися норвезькі хіміки Торлейф Хольт та Тор Торсен із інституту SINTEF.

На схематичних зображеннях осмотичну мембрану малюють як стінки. Насправді вона є рулоном, укладеним в циліндричний корпус. У його багатошаровій структурі чергуються шари прісної та солоної води.

Мембрани Лоеба вимагали клінічної чистоти підтримки максимальної продуктивності. Конструкція мембранного модуля опріснювальної станції передбачала обов'язкову наявність первинного фільтра грубого очищення та потужного насоса, що збивав сміття з робочої поверхні мембрани.

Хольт та Торсен, проаналізувавши характеристики більшості перспективних матеріалів, зупинили свій вибір на недорогому модифікованому поліетилені. Їхні публікації в наукових журналах привернули увагу фахівців зі Statcraft, і норвезьких хіміків запросили продовжити роботу під заступництвом енергетичної компанії. 2001 року мембранна програма Statcraft отримала державний грант. На отримані кошти було побудовано експериментальну осмотичну установку в Сунндальсьорі для тестування зразків мембран та обкатки технології в цілому. Площа активної поверхні в ній була трохи вищою за 200 м2.

Різниця між солоністю (по-науковому – градієнт солоності) прісної та морської води – базовий принцип роботи осмотичної електростанції. Чим вона більша, тим вище обсяг і швидкість потоку на мембрані, а отже, і кількість енергії, що виробляється гідротурбіною. У Тофті прісна вода самопливом надходить на мембрану, внаслідок осмосу тиск морської води з того боку різко зростає. Силища у осмосу колосальна – тиск може підняти рівень морської води на 120 м-коду.

Далі отримана розведена морська вода прямує через розподільник тиску на лопатки турбіни і, віддавши їм усю свою енергію, викидається у море. Розподільник тиску відбирає частину енергії потоку, розкручуючи насоси, що закачують морську воду. Таким чином, вдається значно підвищити ефективність роботи станції. За оцінкою Ріка Стовера, головного технолога компанії Energy Recovery, яка виробляє такі пристрої для опріснювальних заводів, ККД передачі енергії у розподільниках наближається до 98%. Такі самі апарати при опрісненні допомагають доставляти питну воду в житлові будинки.

Як зауважує Скіллхаген, в ідеалі осмотичні електростанції потрібно поєднувати з опріснювальними установками – солоність залишкової морської води в останніх у 10 разів вища за природний рівень. У такому тандемі ефективність вироблення енергії зросте щонайменше удвічі.

Будівельні роботи у Тофті розпочалися восени 2008 року. На території заводу з виробництва целюлози компанії Sódra Cell було орендовано порожній склад. На першому поверсі влаштували каскад сітчастих та кварцових фільтрів для очищення річкової та морської води, а на другому – машинний зал. У грудні того ж року було здійснено підйом та монтаж мембранних модулів та розподільника тиску. У лютому 2009-го група водолазів проклала дном затоки два паралельні трубопроводи – для прісної та морської води.

Забір морської води здійснюється в Тофті з глибин від 35 до 50 м - у цьому шарі її солоність оптимальна. Крім того, там вона значно чистіша, ніж у поверхні. Але, незважаючи на це, мембрани станції вимагають регулярного чищення від органічних залишків, що забивають мікропори.

З квітня 2009 року електростанція експлуатувалася в пробному режимі, а в листопаді, з легкої руки принцеси Метте-Маріт, була запущена на всю котушку. Скіллхаген запевняє, що слідом за Тофте у Statcraft з'являться й інші аналогічні, але досконаліші проекти. І не лише у Норвегії. За його словами, підземний комплекс розміром з футбольне поле здатний безперебійно постачати електрику ціле місто з 15 000 індивідуальних будинків. Причому, на відміну вітряків, така осмотична установка практично безшумна, не змінює звичний ландшафт і впливає здоров'я людини. А про поповнення запасів солоної та прісної води у ній подбає сама природа.

Поки що у світі існує лише один діючий прототип осмотичної електростанції. Але у перспективі їх будуть сотні.

Принцип дії осмотичної електростанції

Робота електростанції полягає в осмотичному ефекті – властивості спеціально сконструйованих мембран пропускати крізь себе лише певні частки. Наприклад, встановимо між двома ємностями мембрану та наллємо в одну з них дистильовану воду, а в іншу – сольовий розчин. Молекули води вільно проходитимуть крізь мембрану, а частинки солі – ні. Оскільки в такій ситуації рідини прагнутимуть рівноваги, то незабаром прісна вода самопливом пошириться на обидві ємності.

Якщо зробити різницю у складі розчинів дуже великий, то потік рідини через мембрану буде досить сильним. Поставивши на його шляху гідротурбіну, можна виробляти електроенергію. Це і є найпростіша конструкція осмотичної електростанції. На даний момент оптимальною сировиною для неї є солона морська вода та прісна річкова – відновлювані джерела енергії.

Досвідчену електростанцію такого типу збудовано у 2009 році біля норвезького міста Осло. Її продуктивність невелика – 4 кВт чи 1 Вт із 1 кв.м. мембрани. Найближчим часом цей показник буде збільшено до 5 Вт з 1 кв.м. До 2015 року норвежці мають намір збудувати вже комерційну осмотичну електростанцію з потужністю близько 25 МВт.

Перспективи використання даного джерела енергії

Головною перевагою ОЕС над іншими типами електростанцій є використання нею вкрай дешевої сировини. По суті, воно безкоштовне, адже 92-93% поверхні планети покрито солоною водою, а прісну нескладно отримати тим самим методом осмотичного тиску в іншій установці. Встановивши електростанцію в гирлі річки, що впадає в море, можна одним махом вирішити всі проблеми з постачанням сировини. Кліматичні умови для роботи ОЕС не є важливими – поки вода тече, установка працює.

При цьому не створюється будь-яких токсичних речовин – на виході утворюється та сама солона вода. ОЕС є абсолютно екологічно безпечною, її можна встановити в безпосередній близькості від житлових районів. Електростанція не завдає шкоди живій природі, а для її спорудження не потрібно перекривати річки греблями, як у випадку з ГЕС. Низька ефективність електростанції легко компенсується масовістю таких установок.

У заголовку немає помилки, не з "космосу", а саме з "осмосу"

Ми щодня переконуємося, що нас оточує безліч найнесподіваніших джерел відновлюваної енергії. Крім Сонця, вітру, течій та припливів для вироблення електроенергії можна використовувати генератори, що працюють на солі – вірніше, на різниці, яку вона створює між прісною та морською водою. Ця різниця називається градієнтом солоності, і завдяки явищу осмосу може бути використана для отримання надлишкового тиску рідини, що перетворюється на електричну звичними турбінами.

Відомо кілька способів перетворення енергії градієнта солоності на електроенергію. Найбільш перспективний на сьогодні - перетворення за допомогою осмосу, тому часто говорять про енергію градієнта солоності як про енергію осмосу. Але можливі й інші способи перетворення енергії градієнта солоності.

Явище осмосу ось у чому. Якщо взяти напівпроникну мембрану (перетинку) і помістити її як перегородку в будь-якій посудині між прісною та солоною водою, то осмотичні сили почнуть перекачувати прісну воду в солону. Молекули прісної води переходитимуть через розділову мембрану у другу половину судини, заповнену солоною водою, а молекули солі мембрана не пропускатиме в першу половину з прісною водою. За цю властивість мембрана і називається напівпроникною. Енергія, що виділяється при цьому, проявляється у вигляді підвищеного тиску, що виникає в частині судини з солоною водою. Це осмотичний тиск (іноді називають осмотичним водоспадом). Максимальне значення осмотичного тиску - різниця тисків між розчином (тобто солоною водою) і розчинником (тобто прісною водою), при якій осмос припиняється, що відбувається через утворення рівності тисків по обидва боки напівпроникної мембрани. Підвищений тиск, що утворився, в половині судини з солоною водою врівноважує осмотичні сили, що витісняли молекули прісної води через напівпроникну мембрану в солону воду.

Явище осмосу відоме давно. Вперше його спостерігав А. Подло в 1748 р., але детальне вивчення почалося понад сто років. У 1877 р. В. Пфеффер вперше виміряв осмотичний тиск щодо водних розчинів тростинного цукру. У 1887 р. Вант-Гофф на основі даних дослідів Пфеффера встановив закон, що визначає осмотичний тиск залежно від концентрації розчиненої речовини та температури. Він показав, що осмотичний тиск розчину чисельно дорівнює тиску, який надали б молекули розчиненої речовини, якби знаходилися в газоподібному стані при тих же значеннях температури та концентрації.

Для отримання осмотичної енергії необхідно мати поблизу більш менш концентрованого розчину джерело з малою концентрацією солі. В умовах Світового океану такими джерелами є гирла річок, що впадають у нього.

Енергія градієнта солоності, розрахована по осмотичному тиску, не піддається обмеженням ККД, пов'язаним з циклом Карно; у цьому полягає одна із позитивних особливостей цього виду енергії. Питання полягає в тому, як краще перетворити її на електроенергію.

Перша у світі електростанція, що використовує для вироблення електрики явище осмосу, днями відкрилася в Норвегії. Використовуючи у своїй роботі тільки солону і прісну воду, нинішній прототип електростанції вироблятиме 2-4 кіловати, але в перспективі ця цифра значно збільшиться. більшої концентрації солей. Оскільки концентрація солей у звичайній морській воді вища, ніж у прісній, між розділеними мембраною прісною та солоною водою розвивається явище осмосу, і рух потоку води змушує працювати турбіну, що виробляє енергію. Потужність вже запущеного прототипу невелика і становить дві-чотири кіловат-години. Як пояснив менеджер проекту Штейн Ерік Скілхаген, мети відразу побудувати промислових масштабів електростанцію перед компанією не стояло, важливіше було показати, що дана технологія в принципі може використовуватися в енергетиці. Ідея використовувати явище осмосу для вироблення електрики була вперше запропонована активістами екологічних рухів , Зазначає сайт компанії Statkraft. За розрахунками інженерів, сьогодні можна побудувати осмотичну електростанцію потужністю 1700 кіловат на годину. При цьому, на відміну від інших станцій на альтернативних джерелах енергії – сонячної чи вітрової – погода не впливатиме на режим роботи станції. Потужності існуючого прототипу вистачить, щоб забезпечити електрикою лише кавоварку, але вже до 2015 року Statkraft сподівається побудувати електростанцію, що постачає електрику селище з 10 тисяч приватних будинків.

Серед майбутніх завдань – пошук енергоефективніших мембран. У тих, що застосовуються на станції в Хурумі, що за 60 км на південь від Осло, цей показник становить 1 Вт/м2. Через деякий час Statkraft збільшить потужність до 2-3 Вт, але для виходу на рентабельний рівень необхідно досягти 5 Вт.

Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.

Розміщено на http://www.allbest.ru/

Ведення

Основним напрямом альтернативної енергетики є пошук та використання альтернативних (нетрадиційних) джерел енергії. Джерела енергії - «речі, що зустрічаються в природі, і процеси, які дозволяють людині отримати необхідну для існування енергію». Альтернативне джерело енергії є відновлюваним ресурсом, він замінює собою традиційні джерела енергії, що функціонують на нафті, природному газі, що видобувається, і вугіллі, які при згорянні виділяють в атмосферу вуглекислий газ, що сприяє зростанню парникового ефекту і глобальному потеплінню. Причина пошуку альтернативних джерел енергії – потреба отримувати її з енергії відновлюваних або практично невичерпних природних ресурсів та явищ. До уваги може братися також екологічність та економічність

У 2010 році альтернативна енергія (не рахуючи гідроенергії) становила 4,9% всієї споживаної людством енергії. У тому числі для опалення та нагріву води (біомаса, сонячне та геотермальне нагрівання води та опалення) 3,3%; біопальне 0,7%; виробництво електроенергії (вітрові, сонячні, геотермальні електростанції та біомаса в ТЕС) 0,9%. джерел енергії. 9,4% електроенергії було вироблено на гідроелектростанціях, близько 1,8% було отримано з енергії вітру, 1,3% з біомаси, 0,4% з геотермальних джерел та 0,3% від енергії сонця. В Австралії в 2009 році 8% електроенергії виробляється із відновлюваних джерел.

В наш час людям енергії потрібно все більше і більше енергії, оскільки вони вигадують все більше нових винаходів, для яких потрібна енергія.

Енергетика зародилася багато мільйонів років тому, коли люди навчилися добувати вогонь: вони полювали за допомогою вогню, отримували світло та тепло, і він служив джерелом радості та оптимізму протягом багатьох років. У своєму рефераті я розповім про можливе екологічно чисте джерело енергії, яким люди не забруднювали б навколишній світ.

1. Обґрунтування

Чому я вибираю осмотичну електростанцію як альтернативний вид отримання енергії?

Головна перевага полягає в її екологічності – немає шуму та не забруднюють атмосферу викидами парникових газів; - надається безперервне відновлюване джерело енергії, з незначними сезонними коливаннями; - легко впровадити вже існуючу інфраструктуру; Осмотична електростанція може використовуватися тільки у гирлах річок, де прісна вода вливається в солону. Явище осмосу поширене у природі, дозволяючи рослинам поглинати вологу листям, і зазвичай застосовується у процесі опріснення води.

2. Ефективність використання

Осмотична електростанція - стаціонарна енергетична установка, заснована на принципі дифузії рідин (осмос).

Перша та єдина, на даний момент у світі, осмотична електростанція побудована компанією Statkraft у норвезькому містечку Тофті, на території целюлозно-паперового комбінату «Scdra Cell Tofte». Будівництво електростанції коштувало 20 мільйонів доларів та 10 років, проведених у дослідженнях та розробці технології. Ця електростанція поки виробляє дуже мало енергії: приблизно 2-4 кіловати. Згодом планується збільшити вироблення енергії до 10 кіловат.

На даний момент електростанція має вигляд експериментальної, але у разі успішного завершення випробувань станцію буде запущено для комерційного використання.

Здавалося б усе просто. Тому не дивно, що ідея використати осмос як джерело енергії зародилася майже півстоліття тому. Але... "Однією з головних перешкод стала відсутність мембран належної якості, - про це говорив професор Пайнеман. - Мембрани були надзвичайно повільними, тому ефективність осмотичного електрогенератора була б дуже низькою. Але в наступні 20-30 років сталося кілька технологічних проривів. Ми навчилися сьогодні виробляти надзвичайно тонкі мембрани, а це означає, що їхня пропускна здатність стала значно вищою». Фахівці Науково-дослідного центру GKSS зробили вагомий внесок у розробку тієї самої мембрани, що дозволила тепер на практиці реалізувати осмотичне енерговиробництво – хай поки що і суто експериментальне. І звідси випливає, що ефективність цієї енергії хоч і мала, але це легко компенсується масовістю таких установок.

осмотичний електростанція альтернативний енергетика

3. Технології

Отже, там, де річки впадають у моря та океани, ми маємо величезні джерела як прісної так і солоної води по сусідству - це ідеальне місце для будівництва осмотичних електростанцій. Як отримати енергію? Найбільш простий спосіб - помістити воду в резервуар, який розділений на два відсіки напівпроникною мембраною.

В один відсік подається морська вода, а в інший прісна. За рахунок різної концентрації солей у морській та прісній воді, молекули води з прісного відсіку, прагнучи вирівняти концентрацію солі, переходять через мембрану в морський відсік. В результаті цього процесу у відсіку з морською водою формується надлишковий тиск, який у свою чергу використовується для обертання гідротурбіни, що виробляє електроенергію.

Ще потрібно виділити переваги та недоліки осматичної електроенергії.

Переваги:

На відміну від вітру та сонця, надається безперервне відновлюване джерело енергії, з незначними сезонними коливаннями.

Відсутній парниковий ефект.

Недоліки:

У поточної мембрани показник становить 1 Вт/мІ. Показник, який дозволить зробити станції рентабельними – 5 Вт/мІ. У світі є кілька компаній, що виробляють подібні мембрани (General Electric, Dow Chemical, Hydranautics, Toray Industries), але пристрої для осмотичної станції повинні бути набагато тоншими за вироблені зараз.

Осмотична електростанція може використовуватися тільки у гирлах річок, де прісна вода вливається в солону.

4. Перспективи

Головною перевагою ОЕС над іншими типами електростанцій є використання нею вкрай дешевої сировини. По суті, воно безкоштовне, адже 92-93% поверхні планети покрито солоною водою, а прісну нескладно отримати тим самим методом осмотичного тиску в іншій установці. Встановивши електростанцію в гирлі річки, що впадає в море, можна одним махом вирішити всі проблеми з постачанням сировини. Кліматичні умови для роботи ОЕС не є важливими - поки вода тече, установка працює.

При цьому не створюється будь-яких токсичних речовин - на виході утворюється та сама солона вода. ОЕС є абсолютно екологічно безпечною, її можна встановити в безпосередній близькості від житлових районів. Електростанція не завдає шкоди живій природі, а для її спорудження не потрібно перекривати річки греблями, як у випадку з ГЕС.

Перспективи використання у Росії. Річки є основою водного фонду Росії. Займаючи близько 12% території суші, Росія відрізняється добре розвиненою річковою мережею, а також унікальним водним узбережжям, що має довжину приблизно 60 тис. км. Ріки Росії належать до басейнів трьох океанів: Північного Льодовитого, Тихого та Атлантичного. Таким чином, у Росії є величезний потенціал у освоєнні осмотичної енергії інтерес до цього джерела відновлюваної енергії зростає, і вчені всього світу об'єднують зусилля щодо його освоєння.

Канадська компанія Hydro-Quйbec, що є найбільшим світовим виробником електроенергії на основі гідроенергії, спільно з Statkraft проводить дослідження, пов'язані з наступним етапом розробки технології PRO. Крім того, вона вивчає можливість створення осмотичних станцій уздовж берегової лінії Канади.

У Японії Токійський технологічний інститут відкрив науково-дослідний центр вивчення осмотичної енергії. На думку його співробітників, енергетичний потенціал японських рік - якщо його реалізувати, побудувавши осмотичні станції в місцях впадання рік в море, - дозволяє замінити 5-6 АЕС.

Висновок

Роль енергії у підтримці та подальшому розвитку цивілізації дуже велика. У суспільстві важко знайти хоча б одну область людської діяльності, яка б вимагала - прямо чи опосередковано - більше енергії, ніж її можуть дати м'язи людини. Споживання енергії – важливий показник життєвого рівня. У ті часи, коли людина видобувала їжу, збираючи лісові плоди і полюючи тварин, їй потрібно було за добу близько 8 МДж енергії. Після оволодіння вогнем ця величина зросла до 16 МДж: у примітивному сільськогосподарському суспільстві вона становила 50 МДж, а більш розвиненому - 100 МДж.

У процесі розвитку цивілізації багато разів відбувалася зміна традиційних джерел енергії на нові, досконаліші не оскільки старе джерело було вичерпано.

Найпотужнішим джерелом енергії є ядерний – лідер енергетики. Запаси урану, якщо порівнювати їх із запасами вугілля, не такі вже й великі. Але на одиницю ваги він містить у собі енергії в мільйони разів більше, ніж вугілля. При отриманні електроенергії на АЕС потрібно витратити, вважається, у сто тисяч разів менше коштів та праці, ніж при вилученні енергії з вугілля. І ядерне пальне приходить на зміну нафти та вугілля... Завжди було так: наступне джерело енергії було й потужнішим. То була, якщо можна так сказати, "войовнича" лінія енергетики. У майбутньому при інтенсивному розвитку енергетики виникнуть розосереджені джерела енергії невеликої потужності, зате з високим ККД, екологічно чисті, зручні в обігу. Наприклад - швидкий старт електрохімічної енергетики, яку пізніше, мабуть, доповнить сонячна енергетика. Енергетика дуже швидко акумулює, асимілює, вбирає всі найновіші ідей, винаходи, досягнення науки. Це зрозуміло: енергетика пов'язана буквально з усім, і все тягнеться до енергетики, залежить від неї. Тому енергохімія, воднева енергетика, космічні електростанції, енергія, запечатана в антиречовині, кварках, "чорних дірах", вакуумі, - це лише найбільш яскраві віхи, штрихи, окремі рисочки того сценарію, який пишеться на наших очах і який можна назвати Завтрашнім Днем Енергетики.

На закінчення можна дійти невтішного висновку, що альтернативні форми використання енергії незліченні за умови, що треба розробити при цьому ефективні та економічні методи. Головне – проводити розвиток енергетики у правильному напрямку.

Розміщено на Allbest.ru

Подібні документи

Види класичних джерел енергії. Основні причини, що вказують на важливість якнайшвидшого переходу до альтернативних джерел енергії. Блискавка як джерело грозових перенапруг. Переваги та недоліки, принцип дії грозової електростанції.

курсова робота , доданий 20.05.2016


Основні види альтернативної енергії. Біоенергетика, енергія вітру, Сонця, припливів та відливів, океанів. Перспективні засоби отримання енергії. Сукупна потужність вітроелектростанцій Китаю, Індії та США. Частка альтернативної енергетики у Росії.

презентація , доданий 25.05.2016


Типові джерела енергії. Проблеми сучасної енергетики "Чистота" одержуваної енергії, що виробляється як перевага альтернативної енергетики. Напрями розвитку альтернативних джерел енергії. Водень як джерело енергії, способи її одержання.

реферат, доданий 30.05.2016


Основні переваги та недоліки геотермальної енергії. Світовий потенціал геотермальної енергії та перспективи його використання. Система геотермального теплопостачання, будівництво геотермальних електростанцій. Потреба геотермальної енергетики.

контрольна робота , доданий 31.10.2011


Історія розвитку геотермальної енергетики та перетворення геотермальної енергії в електричну та теплову. Вартість електроенергії, що виробляється геотермальними електростанціями. Перспективність використання альтернативної енергії та ККД установок.

реферат, доданий 09.07.2008


Проблеми розвитку та існування енергетики. Типи альтернативних джерел енергії та їх розвиток. Джерела та способи використання геотермальної енергії. Принцип роботи геотермальної електростанції Загальна принципова схема ГеоЕС та її компоненти.

курсова робота , доданий 06.05.2016


Типологія альтернативної енергетики. Відновлювана енергія в арабських країнах. Ядерна енергетика та її резерви в арабських країнах. Перехід до використання альтернативних джерел енергії. Досягнуті результати у сфері альтернативної енергетики.

контрольна робота , доданий 08.01.2017


Існуючі джерела енергії. Типи електростанцій. Проблеми розвитку та існування енергетики. Огляд альтернативних джерел енергії. Пристрій та принцип роботи приливних електростанцій. Розрахунок енергії. Визначення коефіцієнта корисної дії.

курсова робота , доданий 23.04.2016


Основні відомості про альтернативну енергетику. Переваги та недоліки вакуумних колекторів. Зниження залежності від постачання енергоносіїв. Застосування фокусуючих колекторів. Переваги використання екологічно чистої сонячної енергії.

реферат, доданий 21.03.2015


Огляд розвитку сучасної енергетики та її проблеми. Загальна характеристика альтернативних джерел отримання енергії, можливості їх застосування, переваги та недоліки. Розробки, що застосовуються нині для нетрадиційного отримання енергії.