ความเป็นไปได้ในการพัฒนาอะไรที่ยังคงมีอยู่ในการแยกเกลือออกจากน้ำ?

ผมคิดว่าส่วนใหญ่อยู่ในและ3}$\frac{kWh}{m^3}$$\frac{\$}{m^3}$

ในอดีตทศวรรษที่ผ่านมามีการสร้างโรงกลั่นน้ำทะเลที่มีประสิทธิภาพอย่างน่าประหลาดใจส่วนใหญ่อยู่ในพื้นที่ทะเลทราย (ตะวันออกกลาง) พืชเหล่านี้ใช้ระบบรีเวิร์สออสโมซิสผ่านระบบของเยื่อหุ้มกดหลายอัน วิธีนี้ดูเหมือนจะมีประสิทธิภาพมากในแง่ของการใช้พลังงาน

แต่มันไม่เพียงพอ เมื่อเปรียบเทียบราคากลั่นน้ำทะเล (ส่วนใหญ่มาจากต้นทุนพลังงาน) กับทางเลือกการลดลงอีก 60-90% ยังเป็นสิ่งจำเป็น เมื่อเปรียบเทียบกับพวกเขาศักยภาพการพัฒนาแบบใดในการแยกเกลือออกจากน้ำ?

ฉันคิดว่าการแยกเกลือออกจากน้ำอาจมีขีด จำกัด พลังงานตามทฤษฎีซึ่งอาจคำนวณได้จากสูตรพลังงานเอนโทรปีและผลผูกพัน เราอยู่ใกล้กับขีด จำกัด ทางทฤษฎีนี้มากแค่ไหน

เมื่อพิจารณาว่าออสโมซิสผันกลับไม่ใช่วิธีเดียวที่จะแยกเกลือออกจากน้ำฉันคิดว่าใช่มีศักยภาพในการพัฒนาในการแยกเกลือออกเป็นจำนวนมาก แต่ศักยภาพนั้นอาจไม่ได้อยู่ในการปรับปรุงเทคนิคที่มีอยู่

เพื่อให้ข้อสรุปนี้เป็นจริงและแสดงให้เห็นถึงบางพื้นที่ซึ่งอาจมีศักยภาพในการพัฒนาจำนวนมากฉันขอเสนอความคิดของฉันสำหรับคลื่นที่รวมกันลมและการแยกเกลือด้วยแสงอาทิตย์และโรงไฟฟ้า ฉันยังไม่ได้ทำการคำนวณทางคณิตศาสตร์ใด ๆ เพื่อคำนวณพื้นที่ของที่ดินที่ต้องการหรือค่าใช้จ่ายหรือเอาท์พุทดังนั้นจึงอาจไม่สามารถทำงานได้ตามที่เป็นอยู่ แต่ฉันคิดว่าแนวคิดที่อธิบายด้านล่าง (และจำไว้ว่านี่เป็นเพียงหนึ่งแนวคิด) แสดงให้เห็นว่ามีศักยภาพในการพัฒนาในด้านต่อไปนี้:

• การใช้แหล่งพลังงานหมุนเวียนในสถานที่เพื่อผลิตไฟฟ้า
• การใช้พลังงานไดรฟ์โดยตรงแทนพลังงานไฟฟ้าที่ส่งผ่าน
• การกำกับและการขยายกระบวนการทางธรรมชาติของการกลั่นน้ำทะเล

รวมคลื่นลมและโรงกลั่นน้ำทะเลพลังงานแสงอาทิตย์และโรงไฟฟ้า

ปัจจัยการผลิต

• ไม่มีอินพุตพลังงานภายนอก
• คลื่นลมและแสงอาทิตย์ที่ควบคุมอย่างชาญฉลาด

เอาท์พุท

• พลังงาน (ไฟฟ้า)
• น้ำจืด
• ลมเย็น

ที่ตั้ง

โรงงานแห่งนี้ต้องการทำเลที่ตั้งที่ร้อนแรงพร้อมด้วยพื้นที่ราคาถูกขนาดใหญ่ริมทะเลและลมที่ค่อนข้างสม่ำเสมอ

ด่าน 1 - เวฟปั๊ม

เครื่องสูบที่ขับเคลื่อนด้วยคลื่นจะยกน้ำทะเลขึ้นสู่ทะเลสาบขนาดใหญ่บนบก นี่คือตัวอย่างของเครื่องสูบที่ขับเคลื่อนด้วยคลื่นโดยตรงการควบคุมกำลังของคลื่นชนิดอื่นโดยทั่วไปจะเปลี่ยนการเคลื่อนที่เชิงกลเป็นไฟฟ้า อย่างไรก็ตามการเคลื่อนที่นั้นสามารถนำไปใช้ขับปั๊มได้โดยตรง

ด่านที่ 2 - ทะเลสาบระเหยกลายเป็นไอ

ทะเลสาบการระเหยเป็นพื้นที่ที่มีน้ำตื้นขนาดใหญ่ปกคลุมด้วยวิธีคล้ายเรือนกระจกเพื่อช่วยในการระเหย น้ำทะเลไหลออกจากมหาสมุทรไปตามช่องทางในเตียงทะเลสาบจากนั้นกลับสู่มหาสมุทรอีกครั้งในช่องติดกันถัดไปที่มันจะไหลกลับลงสู่ทะเล สิ่งนี้จะช่วยป้องกันการสะสมของคราบสกปรกเนื่องจากน้ำทะเลที่ส่งคืนจะถูกพาไปด้วยและกลับสู่ทะเล หลังคาอาจมีเลนส์ Fresnel หรือตัวจับแสงอาทิตย์อื่น ๆ เพื่อช่วยในการระเหย

หอคอยที่มีลมพัดผ่านทะเลสาบเพื่อลดแรงดันอากาศและช่วยในการระเหย หอคอยแห่งนี้อาจเป็นเหมือนหอคอยที่ใช้ในเมือง Masdarหรือหอกังหันลมมาตรฐานที่มีการส่งกระแสไฟฟ้าหรือโดยตรงไปยังชุดพัดลม ผลที่ได้คือการไหลเวียนของอากาศอย่างต่อเนื่องทั่วทั้งทะเลสาบซึ่งถือไอน้ำไปยังอีกด้านหนึ่งซึ่งจะถูกส่งไปยังเสากว้างขึ้นสู่ขั้นต่อไป

ด่าน 3 - หอกลั่น

ไอน้ำจะถูกส่งผ่านคอลัมน์ขนาดใหญ่ไปยังห้องกลั่นตัวที่อยู่บนหอคอย ที่นี่ชุดครีบจะถูกระบายความร้อนด้วยปั๊มความร้อนที่ขับเคลื่อนโดยตรงจากกังหันลมที่ด้านบนของหอ น้ำกลั่นตัวที่ครีบและระบายลงในถังน้ำจืดใกล้กับด้านบนของหอ

ขั้นตอนที่ 4 - การผลิตกระแสไฟฟ้า

น้ำจากหอกลั่นจะลดลงเป็นความสูงที่เหมาะสมสำหรับหอเก็บน้ำมาตรฐานผ่านกังหันน้ำหนึ่งเครื่องหรือมากกว่าเพื่อสร้างพลังงาน

ขั้นตอนที่ 5 - การกรองและการรักษา

อากาศทะเลเค็มจะรวมตัวกับครีบและอาจมีอนุภาคและอนุภาคในอากาศขนาดเล็กจากการสึกหรอบนขั้นตอนในกระบวนการนี้ที่ลงไปในน้ำดังนั้นมันอาจจะต้องกรองเพิ่มเติมและการรักษาเพื่อให้สามารถดื่มได้ พลังงานบางส่วนจากกังหันน้ำอาจถูกนำมาใช้ในการนี้

ที่นั่นคุณมีคุณมีน้ำสะอาดเหนือระดับพื้นดินดังนั้นความดันจึงพร้อมใช้งานและหวังว่าจะมีไฟฟ้าส่วนเกินและอากาศแห้งเย็นเป็นผลพลอยได้

Carnegie ผ่านอุปกรณ์ CETO ของพวกเขาและคนอื่น ๆ ได้ดูแล้วโดยใช้พลังงานคลื่นเพื่อให้แรงดันน้ำโดยตรงสำหรับการดูดซึมกลับของออสโมซิส : กระบวนการเชิงกลทั้งหมดแทนที่จะเปลี่ยนเป็นไฟฟ้าและกลับมาอีกครั้ง ความท้าทายสองประการ: ประการแรกมีไม่มากในโลกที่มีทรัพยากรคลื่นลูกใหญ่มาก (สหราชอาณาจักรโปรตุเกสเป็นสองประเทศที่นึกถึง) และที่สองก็พิสูจน์ได้ยากมากที่จะทำให้เครื่องทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือ ที่เอาชนะได้ แต่ท้าทาย

การพัฒนาที่มีศักยภาพที่สำคัญอื่น ๆ นั้นดูเหมือนว่าจะต่อต้านได้ง่ายและกุญแจสำคัญในการปลดล็อคก็คือการพิจารณาระบบที่กว้างกว่าไม่ใช่เพียงแค่กระบวนการแยกเกลือออกจากน้ำ การพัฒนาที่จะย้ายไปลดประสิทธิภาพกระบวนการกลั่นน้ำทะเล

นั่นเป็นเพราะกระบวนการที่มีประสิทธิภาพต่ำกว่าสามารถมีต้นทุนเงินทุนที่ต่ำกว่ามาก ข้อดีของการทำเช่นนั้นคือสามารถใช้งานได้ในเวลาที่น้อยลงโดยไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายมากต่อน้ำทะเลที่มีเกลือบริสุทธิ์ต่อลูกบาศก์เมตร

แล้วทำไมคุณถึงต้องการแยกเกลือออกจากน้ำด้วยสัดส่วนที่น้อยลง? เพราะสถานที่ที่ขึ้นอยู่กับน้ำที่แยกเกลือออกไปนั้นมีแสงแดดมาก ซึ่งทำให้พลังงาน PV ราคาถูก แต่ PV มีโปรไฟล์รุ่นที่ตรงกับความต้องการเพียงบางส่วน จะมีเวลาของพลังงานไม่เพียงพอและเวลาของพลังงานส่วนเกิน พลังงานส่วนเกินนั้นราคาถูกจริงๆ และนั่นเป็นเวลาที่ยอดเยี่ยมสำหรับการแยกเกลือออกจากน้ำ

ดังนั้นระบบพลังงานและน้ำแบบผสมผสานที่มี PV จำนวนมากและมีค่าใช้จ่ายต่ำจำนวนมากการแยกเกลือที่มีประสิทธิภาพต่ำสามารถทำงานได้เป็นอย่างดี ในความเป็นจริงแล้วน้ำที่ผ่านการแยกเกลือทำหน้าที่เสมือนรูปแบบของพื้นที่เก็บข้อมูลเสมือนจริง ระบบไฟฟ้าทั้งหมดจำเป็นต้องมีที่เก็บข้อมูลในระบบ สำหรับบางประเทศนั่นคือรูปแบบของการจัดเก็บพลังน้ำ สำหรับคนอื่น ๆ มันอยู่ในรูปของผู้ถือก๊าซบังเกอร์ถ่านหินหรือบังเกอร์ชีวมวล ร้านค้าเหล่านั้นเป็นร้านค้ารุ่นก่อน ในระบบอื่น ๆ จะมีการจัดเก็บแบบโพสต์เจเนอเรชั่นในรูปแบบของการจัดเก็บความร้อนเกรดต่ำ: เมื่อพลังงานจะถูกใช้เป็นความร้อนเกรดต่ำมันสมเหตุสมผลที่จะเก็บไว้ในรูปแบบดังกล่าวเนื่องจากการจัดเก็บนั้นราคาถูกมาก ปรับขนาดได้มาก ในทำนองเดียวกันการจัดเก็บน้ำกลั่นน้ำทะเลมีราคาถูกมากและปรับขนาดได้มาก มันทำหน้าที่เป็นบัฟเฟอร์เวลากลไกการหน่วงเวลาแบบยืดหยุ่นระหว่างการจ่ายกระแสไฟฟ้า PV

สำหรับระบบ Reverse Osmosis

ไซต์นี้ให้พลังงานขั้นต่ำที่จำเป็นสำหรับการกลั่นน้ำทะเลโดย RO เป็น 2.78 kJ / l (น้ำจืด)นี่คือถ้าคุณพิจารณาเฉพาะกระบวนการที่สามารถย้อนกลับได้ ตามวิกิพีเดียโรงกลั่นน้ำทะเล RO ที่ดีที่สุดทำงานที่ 3kWh / m³ซึ่งมีค่าอยู่ที่ 10.8 kJ / l

AFAIK การสูญเสียพลังงานคือการสูญเสียแรงดันผ่านเมมเบรน (นอกเหนือจากแรงดันออสโมติกแล้วเมมเบรนจะแนะนำการสูญเสียความดันกลับไม่ได้) การปรับสภาพน้ำและพลังงาน (ในรูปของความดัน) ในน้ำเกลือ นอกจากนี้ยังมีน้ำจำนวนมากเพียงแค่ต้องย้ายเกี่ยวกับมีขั้นตอนการรักษาก่อน ฯลฯ

ตามรายงานแนวโน้ม IWA นี้สองพื้นที่ภายในเขตกว้างของเยื่อหุ้มที่ทำวิจัยมากขึ้นคือเยื่อหุ้มที่ดีขึ้นในแง่ของการสูญเสียความดันและความต้านทานการเปรอะเปื้อน การพัฒนาล่าสุดในการกลั่นน้ำทะเล RO เช่นosmosis ไปข้างหน้าส่วนใหญ่ได้รับประโยชน์จากความต้านทานการเปรอะเปื้อนที่ดีขึ้นเมื่อเทียบกับ RO

สำหรับ
จิ้งหรีดกลั่นน้ำทะเล
(จะอัปเดตเมื่อฉันค้นหาข้อมูลเพิ่มเติม)