hrvatski

Seawater Steam Engine – Teorijski aspekti separacije morske vode u visokotlačnom separatoru

Za razliku od parnog stroja kod kojega postoji samo jedan ulaz (energija fosilnih goriva) i jedan izlaz (mehanička/električna energija), pri čemu radni medij (demineralizirana voda) cirkulira u zatvorenom krugu ; radikalno nova tehnologija Seawater Steam Engine (SSE) koja je tema ovog rada, iz jednog ulaza (energije Sunca ili drugih obnovljivih izvora energije) daje dva izlaza (mehaničku/električnu energiju kao jedan izlaz i destiliranu, odnosno pitku vodu, kao drugi izlaz). Pri tome morska voda, kao radni medij, struji kroz sustav, separirajući se u dvije faze, parnu i tekuću (otopina saliniteta >60‰). Taj se proces odvija u visokotlačnom separatoru koji predstavlja znanstveno i tehnološki najzahtjevniju komponentu SSE tehnologije, zbog čega ga autori te tehnologije i nazivaju „srcem sustava“, a od čije efikasnosti ovisi i efikasnost cijelog SSE sustava. Obzirom da do danas još nema podataka o termofizikalnim svojstvima morske vode na temperaturama od preko 200 °C i tlakovima od 80 bara, a da se za realizaciju SSE tehnologije traže temperature više od 300 °C i tlak od 80 bara, evidentan je veliki prostor za znanstveno- istraživački rad i inovacije, tako da nije neobično da je 19.06.2018. Ministarstvo energetike SAD-a, Department of Energy (DOE), pokrenulo program „Solar Desalination“ koji ima za cilj istraživanje i razvoj komponenti tehnologije, koja na isti način kao i SSE tehnologija, može proizvoditi i energiju i pitku vodu, a što je više nego jasna potvrda značaja i znanstveno-istraživačkog potencijala koje pruža SSE tehnologija. U eksperimentalnom dijelu je dana kratka usporedba različitih tehnologija desalinacije i njihove učinkovitosti, analiza ključnih parametara za separaciju morske vode u SSE tehnologiji, analiza i usporedba promjene specifične entalpije isparavanja, gustoće i saliniteta za vodu i morsku vodu u ovisnosti o promjeni temperature u procesu. Rezultati pokazuju da se po učinkovitosti separacije od oko 50% SSE tehnologija svrstava u sredinu po učinkovitosti u odnosu na ostale tehnologije za desalinaciju, umjesto troška za uloženu energiju u desalinaciju i proizvodnju pitke vode od 1 m3, SSE tehnologija daje/proizvodi još i energiju u iznosu od 100 kWh energije. Također, napravljena je i usporedba promjene specifične entalpije isparavanja i gustoće s promjenom temperature kod odabranih saliniteta morske vode od 20‰, 30‰ i 40‰. Budući da su dosadašnji rezultati ograničeni na podatke za temperature do 120ºC, evidentan je prostor za daljnja istraživanja termofizikalnih svojstava morske vode. Važnost razvoja visokotlačnog separatora, ali i drugih komponenti Seawater Steam Engine tehnologije se ogleda u samom značaju cijele SSE tehnologije koja na današnjem stupnju tehnološkog razvoja čovječanstva jedina omogućava istovremenu proizvodnju energije i pitke vode, koristeći se pri tome s tri prirodna resursa (solarnom energijom ili energijom nekog drugog obnovljivog izvora energije, morskom vodom i gravitacijom), te time i jedina ima realan potencijal (jer može biti dostupna i razvijenim, ali i manje razvijenim zemljama) da cijeli svijet opskrbi i energijom i pitkom vodom te na taj način preduhitri klimatske promjene.

SSE tehnologija, separacija, morska voda, visokotlačni separator, gustoća, salinitet, specifična entalpija

nije evidentirano