Vypařující se voda jako nový zdroj energie

Evaporace neboli vypařování je z hlediska četnosti výskytu jedním z nejvýznamnějších způsobů přenosu energie na Zemi. Odpařují rostliny, řasy, houby, zvířata i lidé.

Malý stroj pohání kupředu energie odpařování vody. foto: Columbia University
Malý stroj pohání kupředu energie odpařování vody. foto: Columbia University

I když se spouštěče a podoba tohoto procesu mezi jednotlivými skupinami organismů trochu liší, princip zůstává z energetického hlediska stejný. A právě tuto energii se rozhodli zpřístupnit širšímu využití výzkumníci z newyorské Columbia University.

Získat z procesu vypařování energii se pokusil výzkumník Ozgur Sahin poté, co si všiml prosté reakce bakteriálních spor na změnu vlhkosti. Když se vyskytnou v prostředí s vyšší vzdušnou vlhkostí, roztáhnou se a uvolní, zatímco v sušším prostředí se smrsknou.

>>> ČÍST CELÝ ČLÁNEK <<<

Sdílet:

Jan Horčík

Zakladatel a šéfredaktor magazínů Ekologické bydlení a Hybrid.cz.

8 komentářů: „Vypařující se voda jako nový zdroj energie

  • 28. 1. 2016 (10.59)
    Permalink

    Carlos: Díky za reakci, navzdory časovému odstupu. Kolísání hladiny u přehrad, které nejsou určeny pouze pro energetické účely, je jistě problém. Ostatně se to řešilo i v případě Orlík/Kamýk a tuším, že se navrhovaly malé vyrovnávací nádrže i v případě, že by jako reversní byly provedeny jen 2 ze 4 turbín na Orlíku. Upřímně si myslím, že by stačila i jedna, kolísání by pak nemuselo být takovým problémem a je to asi nejschůdnější cesta pro novou PVE, kterou budemem potřebovat, o čemž nepochybuji. U Slezské Harty byl v plánech výkon 224 MWe (2×112 MW turbíny, jako původní v Dalešicích). Možná dvě menší a lá Orlík (cca 180 MWe celkem) by byly také lépe průchozí, právě s ohledem na kolísání hladin, navzdory horší finanční návratnosti. Jenže tyto stavby by měl provádět stát/jeho firmy, jde o energetickou bezpečnost a finanční hledisko by nemělo být (úplně) prvořadé. I tak si na sebe postupně vydělají, myslím. Obnova PVE Pastviny a PVE Černé jezero je pak jasná, sice malé, ale zase bez potíží, pokud jde o technické řešení, už tam jednou byly. A Lipno – Aschach? Teď se začalo opět mluvit o nutnosti zajištění čerpání vody z Dunaje, kvůli suchu. A vzduchem létaly stamiliardy, co by to mělo stát. Přitom L-A řeší vše… Jen to asi neprojde, obávám se.

    Reagovat
    • 28. 1. 2016 (12.41)
      Permalink

      Přečerpávání Dunaje do Vltavy nevyřeší spíše skoro nic, pokud z vltavy nevybíhá síť zavlažovacích vodovodů, stejně tak z Labe. Naopak by bylo třeba tuto vodu dostat na Moravu, kde závlahové systémy instalovány jsou.

      Máte nějaký zdroj kde byl popsán původní plán na PVE Slezská Harta? Při spádu asi 65m by kždá z těch turbín spotřebovala asi 185m3/s. Pokud VD Kružberk má zatopenou plochu 280ha, to máme asi 2 800 000m2. To odpovídá asi 777m3/s, tedy kolísání hladiny o 1m by mělo zajistit vodu pro 2,1 hodiny plného výkonu. Při 90MW by turbína spotřebvala 149m3/s, tedy kolísání o jeden metr by zajitilo vodu pro 2,6h provozu.

      Černé jezero myslím v provozu stále je. U Orlíku by s použitím Kamýku a kolísáním o 2m šlo uvažovat o provozu po dobu zhruba 3,6h.

      Ovšem vyvstává otázka zda jsme schopni vyrobit dalších asi 2GWh denně z nějakých nefosilních zdrojů.

      Myslím že bychom se měli v budoucnu primárně soustředit na stavbu PVE kde to jde, zbytek nechat na výrobě v jiných zdrojích. Vypadá to že výroba elektřiny z vodních elektrárne by mohla bý tv brzké době ohrožena nedostatkem vody. Ttoto by nám umožnilo v nejhorším období alespoň částečně nahradit špičkové elektrárny a zvýšit stabilitu sítě.

      Reagovat
  • 8. 10. 2015 (1.20)
    Permalink

    Jaká je účinnst tohoto procesu? Jaká je životnost toho zařízení? I v odkazovaném textu je příliš málo informací.

    Neumím si představit, kde by se něco takového dalo použt ve velkém, respektive ano, ale takový ponton by na řece možná vyrobil více proudu kdyb byl vybaven vodním kolem než tímto motorem. A stejně tak ponton na jezeře by vyprodukoval více energie ze solárního panelu.

    Jestli by se to dalo implementovat do nějaké sondy na moři, pak třeba, ale zase je otázka životnost toho zařízení.

    Nemyslím že to bude průmyslově aplikovatelný proces, stejně jako průmyslově nebyly aplikovány bakteriální baterie v ČOV. Ovšem nějaké použití by to mohlo mít v případě.

    Opravdu by mne zajímala účinnost čistě pro srovnání s atmoferickým strojem Wattovy konstrukce, stirlingem a ORC. Toto sice pracuje hluboko pod bodem varu vody, ale stále to potřebuje primární zdroj energie ve formě tepla. Takže možná do toho bude vstupovat Carnotův cyklus jako horní limit účinnosti.

    Ale na druhou stranu, zase to není tak zcela asi tepelný motor, sice na jedné straně je zdroj páry výparem, ale vlastně tam chybí stupeň kondenzace. Na druhou stranu, výparem se to bude ochlazovat. Teoreticky by to mohlo ochlazovat prostředí, díky výparu, tedy to bude odebírt energii okolí. Vážně zajímavá hračka, ale výkonově to bude velmi málo. Bohužel to asi nebude řešení energetické krize. Zajímavé by bylo ale také spočítat spotřebu vody na Wh práce.

    Bohužel nyní bychom potřebovali něco zcela jiného než toto. Potřebujeme mít k dispozici velké kapacity pro uložení energie (Nejspíše PVE) a také velmi levné zdroje o velkém výkonu, které by zajistily energii pro ony PVE.

    Reagovat
    • 8. 10. 2015 (13.56)
      Permalink

      To je zajímavé, ale každý týden máte jiný názor na řešení energetiky. Ode zde ke zdi.
      Jednou to jsou velké PVE, podruhé domácí a jiné baterie.
      Máme štěstí, že o budoucnosti energetiky rozhodují ještě prozatím ti znalí.

      Reagovat
      • 8. 10. 2015 (16.23)
        Permalink

        Týdně ne, ale podle toho, jak se vyvýjí situace, ještě dva měsíce zpátky byla třeba situace taková že se zdálo že nástup EV by byl dobrý pomalý a postupný. No jaksi se zdá že mnohem lepší by bylo s tím pohnout, všiml jste si asi toho co dělal VW, dá se hádat že podobně mohly jednat další automobilky.

        ČR má spotřebu asi 55-60GW v primární energii. Něco jde do vytápění, něco jde do elektráren, ale stále značná část končí na silnicích. I kdybychom řekli že budeme potřebovat 1/3 jako elektřinu, je to asi 18-20GW KONSTANTNÍHO výkonu s velkými výkyvy v létě a v zimě, dále i s výkyvy den/noc, týden/víkend. Tedy je třeba instalovat asi 2kW výkonu na obyvatele, ale spíše více.

        Z nových výzkumů vyplynulo že vítr je nejlevnějším zdrojem energie v EU, nějčerstvější je to z britského Guardianu: theguardian.com/environment/2015/oct/07/onshore-wind-farms-cheapest-form-of-uk-electricity-report-shows

        Greenpeace se snaží získat prostředky pro odkup uhelných elektráren v DE aby je mohli uzavřít: time.com/4064199/greenpeace-vattenfall-coal-assets/

        Dále jsme si udělal malé statistické šetření na lidech, no zhruba z té nějaké stovky se kterou jsem mluvil a potom nějakého dalšího zjišťování, jsem zjistil že jen velmi málo slyšelo vůbec o takové možnosti, asi jen dva lidé, mě do toho započítaje, by do něčeho takového šlo.

        Toto dohromady dává tušit, že je třeba rychlá reakce a že domácí baterie to nebudou, ne dnes a asi ani ne z deset let. (Je třeba vzít do úvah i snahu korporací o udržení jakési své pozice na trhu, skutečný výkon baterií a jejich měničů by byl tedy nejspíše hluboko pod potřebnou kapacitou) Naproti tomu máme několik velkých přehrad, které by mohly být snadno přebudovány na elektrárny přečerpávací. Konkrétně se jedná o dvojice Slapy-Štěchovice, Orlík – Kamýk, potenciálně Slezská Harta-Kružberk. Z menších je to VD Pastviny s potenciálním výkonem asi 6MW (akumulace + PVE), nebo 4MW (průtok + PVE). Další nádrže by vyžadovaly podstatně větší úpravy a dodatečné stavby.

        Sám asi můžete hádat co bude rychlejší, pokud se začne teď. Navíc, 1TOE obsahuje asi 11,6MWh tepelné energie, to odpovídá asi 4MWh elektřiny. 1 TOE je asi 6 barelů ropy, v současnosti stojí jeden asi 50$, tedy 1MWh práce z dovezené ropy stojí asi 75$, elektřina stála letos nejvíce 44$/MWh, i s účinností PVE 75%, jsme na 58$ elektřiny importované. To je rozdíl asi 15$ na každé MWh. Za dobrých podmínek je dnes možné dovážet až 3000MW výkonu, za den je to tedy 72 000MWh, to je úspora 1,08 milionu dolarů, tedy asi 27 milionů denně, asi 9,855 mld korun ročně. (teoreticky)

        Reagovat
        • 27. 1. 2016 (18.01)
          Permalink

          Carlos: ještě mě napadá Vír I. a Vír II. Tam by se PVE asi dala udělat taky, jen nevím, v jakých parametrech.

          Reagovat
          • 27. 1. 2016 (22.21)
            Permalink

            Vír II by šel, teď ta vyrovnávací nádrž nemá skoro využití, Vír I přešel někdy před deseti či patnácti lety ze špičkové elektrárny na elektrárnu průtočnou s ještě větším vodárenským významem než měl, Netvrdím že tomu tak není i u VD Kružberk a Slezská Harta, ale to jsou přece jen větší přehrady u kterých by kolísání hladiny nemuselo být tak výrazné, zatímco u obou Vírských přehrad by se dalo uvažovat přinejlepším o nádrži na kopci nad nimi, aby bylo možné dosáhnout rozumného spádu a spotřeby vody.

            Když si vezmem jenom třeba dvojici nádrží Slapy a Štěchovice, vyvstává otázka kolik metrů Štěchovic máme obětovat pro příadnou PVE, máme ji napojit na Slapy, což by rozšířilo možnosti využití povodňové vody a tak výroby primární energie, nebo na nějakou další nádrž na kopci? Podobně třeba u Orlíku, Nádrž na kpci nebo použít Kamýk? A u samotné přehrady Slapy vyvstává ta stejná otázka, PVE s dolní nádrží Štěchovice, nebo PVE s nádrží na kopci?

            Problém je ale nyní jiný, padající cena ropy, v této situaci se nedá snad nic odhadnout dopředu, Zejména tady v Evropě, kdy nevíme jestli náhodou nedojde k nepokojům u sousedů, což proti mému minulém příspěvku začíná opět klást větší důraz na energetickou nezávislost a stabilitu sítě. K tomu by se zase hodilo množství nezávislých elektráren, nikoliv velké elektrárny. Asi ještě nedošlo k žádné válce v zemi která by vlastnila funkční jadernou elektrárnu, hádám že v případě takové by byla velmi rychle odpojena. Ovšem co se ukazuje je to že spoléhat se jen na několik velkých zdrojů je nerozum.

            Jenže pak se objeví i problém co za počasí jaké vládlo letos skoro celou zimu zejména pokud budeme chtít i snížit spotřebu paliv. Není to jednoduché něco vymyslet.

            Dobré by bylo využít každou dostupnu kapku vody, ale to v situaci kdy je garantovaná výkupní cena elektřiny z jakýchkoliv nových OZE 0.0Kč/kWh, nereálné, pokud budeme počítaat i se všemi problémy, které se objevují, jako je třeba nedostatek vody. Mění se srážkové modely a jedno s druhým. Nějakým záhadným způsobem se nám podařilo změnit srážky v nemalé části světa.

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna.