Хотілося написати про чергове цікаве досягнення науки і техніки, але мимо такого я пройти не міг. Настільки билинним виявився спосіб видобутку електроенергії. реалізований в металі і будматеріалах похмурим норвезьким генієм.
В основі нової технології лежать гроші, дуже багато грошей. І розсіл. Щоб найбільш наочно пояснити суть задіяних законів фізики, проведемо невеличкий експеримент. Візьмемо каструлю і наповнимо холодною водою. Тепер висипаємо в неї, наприклад, п'ять столових ложок повареної солі і рівномірно розмішуємо зазначеної ложкою до повного розчинення. Солі у воді. Тепер у нас є каструля солоної води. Далі беремо сиру неочищену картоплину і розрізаємо вздовж або навпіл - різниці немає. Розрізані шматки картоплі опускаємо в каструлю з солоною водою і, закривши кришкою, так і залишаємо. Години через два витягуємо те, що вийшло. Не сильно схоже на ту картоплю, яку ми опускали? Грізна сила, настільки суворо деформованого коренеплід, називається осмос (osmosis).
Як з цього отримати електроенергію або навіть побудувати цілу електростанцію? Найпростіший і ефективний спосіб отримати з картоплі електрику - це увіткнути в неї цвях і мідний дріт і знімати напругу безпосередньо з них. Електростанцію можна побудувати, якщо увіткнути електроди в дуже багато картоплин і з'єднати їх в залежності від поточної необхідності: паралельно - більше сила струму, послідовно - більша напруга. Звучить заманливо. А головне - дешево, практично, є і цілком відповідає моді на зелені технології.
Але картопля не росте в укушених морозом норвезьких фіордах і, з цього, там придумали більш складну конструкцію. Приклад з засоленим коренеплодом найбільш наочно демонструє принцип роботи нової технології на основі осмосу. Це явище являє собою процес змішування води різного ступеня солоності. Виглядає це так: якщо по середині розділити посудину напівпроникною стінкою - мембраною і потім в утворилися частини налити солону і прісну воду, то солона вода буде засмоктувати в свою частину судини прісну воду. Це призведе до підвищення тиску і рівня води в солоній частині судини і зниження його в прісній.
Вся хитрість тут в напівпроникною мембрані - це фільтр, який пропускає молекули води, але не пропускає молекули розчиненої у воді солі та інших домішок. Значить осмос - це рух води через напівпроникну мембрану - фільтр з більш прісної області (висока концентрація води) в більш солону (концентрація води нижче, тому що присутня сіль). Пояснюється це тим, що молекули води будуть прагнути перейти в ту частину, де їх менше, тобто туди, де концентрація розчинених речовин вище. У випадку з картоплею роль мембрани грала його м'якоть, а солоний розчин висмоктав з картоплі прісну рідину. Зовсім спрощено - якщо в прісну воду помістити солоне тіло, воно лопне. Якщо в солону воду помістити прісне тіло - воно сплющиться. Можна ще поекспериментувати з солоними огірками ...
Енергію такого руху води можна перевести в механічну, а її, за допомогою все тих же турбіни і генератора, в електроенергію. Експериментальна станція, побудована компанією Statkraft в норвезькому місті Tofte розташована в гирлі річки (фьорда) впадає в Північне море. Прісна вода береться з річки, солона - з моря. Різниця в солоності дає тиск в солоній половині, що дорівнює тиску, що розвивається водним стовпом висотою від 120 до многа метрів, в залежності від настрою дослідників і фази місяця. Працює все це приблизно так:
Виглядає дивно і непереконливо? Так воно і є. Станція вартістю приблизно в $ 20 млн. Виробляє від 2 до 4 кіловат електроенергії (залежить від тиску стовпа?). Як іронічно зауважує сам розробник - цього достатньо для того, щоб живити один або два електрочайника! У планах на найближчі 5 років - підняти потужність станції до 10 кіловат. Я не випадково назвав це станцією - вид біля будівлі цілком солідний
Мені здається, що якщо всередині розмістити генератори з велопріводамі і за гроші і їжу посадити крутити педалі гастарбайтерів, то вони вироблять на кілька порядків більше кіловат при вартості проекту на кілька порядків менше.
З недоліків конструкції, вже очевидних творцям - повна відсутність необхідних мембран на ринку і неймовірна вартість виробництва встановлених зараз. Термін служби використовуваних в даний час мембран за найоптимістичнішими прогнозами складе не більше 6 місяців (за цей час вони засмітяться речовинами, розчиненими в морській і річковій воді), після чого їх доведеться міняти або чистити. Саме сміливу пропозицію по виготовленню нових мембран - це $ 0,40 за 1 квадратний метр, якщо замовляти партії не менше 2 квадратних кілометрів. В ідеалі 1 квадратний кілометр мембран в готових установках дасть 1,6 МВт електроенергії. У підсумку $ 800 тис. Потрібно витрачати кожні пів року, а за рік $ 1,6 млн. Тільки на заміну, не рахуючи вартості решти устаткування. Як сказано на сайті компанії «It's not even close to being economical» (пров. «Грошей немає і найближчим часом не буде»).
Також, не вирішена проблема очищення річкової і морської води, і взагалі, процитую фразу CEO станції - «There are no doubt many challenges to come, I can not tell you what they will be ...» (Пер. «Проблем ще буде багато, але я не знаю - будь »).
Розробку технології та будівництво станції проспонсорувало міністерство енергетики Норвегії, а на відкритті була присутня принцеса цієї великої держави. Загалом, все як завжди: чим більше в зелених технологіях зелених, тим вони зеленіша. А якби вони купили на ці $ 20 млн. Картоплі і повставляли електроди? ...