Energia gradientului de sare
| Energiile regenerabile |
 |
| Biocombustibil Biomasă Geotermală Hidroelectric Solar Mareomotor Mod ondulat Putere eoliana |
Energia gradientului de sare (numită și energie osmotică ) este energia obținută din diferența de concentrație de sare dintre apa de mare și apa dulce (de exemplu la gura unui râu). [1]
Istorie
Primele prototipuri de laborator pentru producerea de energie cu gradient de sare au fost realizate în anii 1990. [1] În special, în 1973, primul sistem de tip Osmosis Retarded de Presiune (PRO) a fost construit de Sidney Loeb în Israel . [2]
O instalație experimentală de 50 kW funcționează din 2005, situată într-un loc de testare de coastă din Harlingen , Olanda .
În 2009, Statkraft a inaugurat o uzină de tip PRO lângă Tofte , Norvegia , care producea în jur de 2-4 kW. Deși s-a anunțat că construcția unei alte fabrici pilot va atinge 1-2 MW de putere, în 2014 Statkraft a decis să nu mai investească în această tehnologie, întrucât s-a considerat că timpul necesar îmbunătățirii acestei tehnologii pentru ao face competitivă a fost prea lung. [3]
Operațiune
W1: apă dulce
W2: apă sărată
M: membrana
O: proces osmotic
P: presiunea rezultată
Un sistem de producere a energiei cu gradient salin conține două compartimente, separate printr-o membrană semipermeabilă : unul dintre ele conține apă proaspătă, în timp ce celălalt conține apă sărată. [4] Este posibil să aranjați mai multe celule de acest tip în serie, pentru a obține sisteme de putere mai mare. [4]
Apa sărată conține o concentrație mai mare de săruri dizolvate decât apa dulce. Din acest motiv, la membrană se stabilește un gradient de concentrație , care constituie forța motrice a procesului de producere a energiei. Datorită acestui gradient, moleculele de apă prezente în apa proaspătă tind să se transfere în mod natural în apa sărată, astfel încât să aducă concentrațiile saline ale celor două soluții apoase. [4] Sarea, pe de altă parte, nu poate traversa membrana în direcția opusă, deoarece dimensiunea porilor membranei permite doar trecerea moleculelor de apă, care sunt mai puțin voluminoase. [4]
Mișcarea apei peste membrană generează o schimbare de presiune , care se numește „ presiune osmotică ”. Această presiune poate fi utilizată de exemplu printr-o turbină pentru a genera energie, care poate fi ulterior transformată în energie electrică. [4]
Metode
Metodele pentru obținerea energiei din gradientul de sare sunt:
- electrodializă inversă (sau RED, din engleza Reverse Electro Dializă ) [5]
- osmoza cu presiune retardată (PRO) [6]
- metoda capacitivă
Aceste proceduri se bazează pe osmoză prin intermediul membranelor permeoselective. Singurul produs rezidual din acest proces este apa sălbatică . [7]
Eficiență și costuri
Eficacitatea tehnologiei de electrodializă inversă a fost confirmată în testele de laborator. Costul membranei a fost odată un obstacol major, făcând acest proces neeconomic. [8] Utilizarea unor membrane noi, mai ieftine, realizate din polietilenă modificată electric, a făcut-o potrivită pentru o utilizare comercială potențială.
Alți factori de luat în considerare pentru îmbunătățirea acestei tehnologii (în special în cazul electrodializei inverse) sunt: [8]
- formarea biofoulingului la suprafața membranei;
- reducerea coeficientului de transport al materialelor datorită condițiilor particulare hidrodinamice ale sistemului
- conducerea reacțiilor electrodului
- eficiența membranei
- rezolvarea problemelor care pot apărea pe parcursul procesului.
Cantitatea de energie care poate fi obținută prin această procedură este semnificativă. De exemplu, se estimează că o instalație bazată pe această tehnologie care este situată la gura Rinului ar produce 1 GW de energie electrică, [1] în timp ce în Țările de Jos , unde peste 3.300 de metri cubi pe secundă de apă proaspătă curg în mare, energia potențială este de 3.300 MW , pe baza unei producții de 1 MJ / m 3 de apă dulce.
Notă
- ^ a b c Corriere della Sera, „Energie ecosustenabilă din râuri”
- ^(EN) Metodă și aparat pentru generarea energiei Utilizarea osmozei retardate de presiune
- ^(EN) Statkraft Shelves Osmotic Power Project
- ^ a b c d e Osmotic Energy (1995) Arhivat 17 septembrie 2008 la Internet Archive .
- ^ Generarea de energie prin electrodializă inversă. Arhivat 27 septembrie 2008 la Internet Archive .
- ^ Cum funcționează PRO? Arhivat la 15 septembrie 2008 la Internet Archive .
- ^(EN) Generarea durabilă de energie din apă
- ^ a b ( EN ) Reverse electricitatea electrodializei din amestecul de apă proaspătă și apă de mare: reducerea bioincrustării
Elemente conexe
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre energia gradientului de sare
-
Wikinews conține articolul Apa de râu ca o nouă frontieră a energiei durabile
