Vízenergia, kicsit másképp

2014. április 25. 08:39 - CHIKANSPLANET

 

Mini vízerőművé alakul a toalett?

index_chp_20140424.jpgNapjainkban egyre több olyan kutatási projekt zajlik világszerte, amely a mindennapi életünkben már használt és megszokott eszközökre és tevékenységekre próbál energetikai megoldásokat telepíteni. Mivel életünk elengedhetetlen alapeleme a víz, nem véletlen, hogy ez az anyag is a kutatások előterébe került.

Legutóbb egy dél-koreai tudóscsapat talált egy izgalmas, új módszert arra, hogy miként lehet az áramló víz mechanikai energiáját elektromos árammá alakítani. Innen pedig már csak egy lépés, hogy minden egyes vécéöblítés energiatermelő folyamattá alakuljon.

Az ázsiai kutatócsoport alapvetően a dielektromos jelenség egy új megközelítésével kísérletezett, amikor azt fedezték fel, hogy akár már egy csepp víz áramlása is elegendő ahhoz, hogy felvillantson egy LED-es fényforrást. Ebből a felfedezésből kiindulva kezdtek tovább kísérletezni, és váltak egyre bizonyosabbá abban, hogy a technológia nagyobb léptékben is működőképes lehet. Innen pedig már csak egy lépés az eső és a háztartások vízvezetékrendszereinek befogása az energiatermelésbe.

Egy másik érdekes – igaz gyakorlati használat szempontjából talán kevésbé életképes – eredményre kínai kutatók jutottak a sós víz kapcsán. Ők arra jöttek rá, hogy amennyiben a sós vizet egy grafén-rétegen passzírozzák keresztül, a folyamat elektromos áramot termel. Nem kell persze megint atomerőműveket megszégyenítő kapacitásokat vizionálni. Egyetlen csepp tengervíz felhasználásával ugyanis alig 30 millivoltnyi áramot sikerült előállítani. Összehasonlításképpen – egy ceruzaelem másfél voltnyi villamos energiát biztosít.

Ez nem sok, de éppen a megoldás energiatermelésének kicsinysége villanyozta fel a tudósokat. Jelenleg az igazán hatékony hidroenergetikai megoldásokat ugyanis csak megfelelőn nagy méretben érdemes telepíteni (mondjuk elég csak a vízerőművekre gondolnunk), miközben számos olyan helyzet adódhat, amikor jóval kevesebb – megfizethető – energiára lenne szükség, az ehhez szükséges víz pedig rendelkezésre áll. Ezekben az esetekben nem kell majd más a kínai kutatók szerint, mint némi sós víz, és persze megfelelő mennyiségű grafén.

A grafén nanotechnológiai anyag, tulajdonképpen egy egyetlen atom vastagságú grafitréteg. Andre Geim és Konsztantyin Szergejevics Novoszjolov fedezte fel a manchesteri egyetemen, találmányukért 2010-ben fizikai Nobel-díjat kaptak. A két fizikus speciális ragasztószalag segítségével addig szedett le rétegeket egy grafittömbről, amíg sikerült arról egyetlen atomnyi réteget leválasztani.

Ugyan ezek a megoldások a klasszikus erőműveket egyelőre nem fogják kiváltani, azért érdemes figyelnünk a kutatók eredményeire. Főleg így a föld napja környékén.

Amennyiben tetszett a bejegyzésünk, kövess minket a Facebookon!

22 komment

A bejegyzés trackback címe:

https://chikansplanet.blog.hu/api/trackback/id/tr446082361

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.

Aczél Botond 2014.04.25. 12:49:22

Szörnyen pontatlan a bejegyzés. Csak pár ordító hiba: Az áram mértékegysége nem volt, hanem amper. Az energia mértékegysége(a ceruzaelemé pl) nem volt, hanem joule.
Másfelől meg ha pici vizierőmüvekben gondolkodunk, akár wc lehuzásnál, akár más forrásból, az energiamegmaradás törvénye szerint annál kevesebb energiát nyerünk vissza mint ami az adott közeg helyzeti energiája. Ergo, ami energiával a vizmü feljuttatja hozzánk a vizet annak töredékét visszanyerjük. Egy számítást megér, hogy mekkora energiáról beszélünk, valószinü a számitógépem mig ezt a kommentet irom többet fogyaszt mint egy ilyen wc erőmü havi termelése.

Rodolfo63 2014.04.25. 14:50:32

@Aczél Botond: nem tudom, mióta joule a ceruzaelem mértékegysége - én úgy tudtam, hogy a darab az :)

amúgy meg sok kicsi sokra megy, a wc tartályokba így is bekerül a víz, tehát a hatékonyságot javítja, ha a kikerülő vízből is nyernek némi áramot

Spikk 2014.04.25. 15:10:53

@Rodolfo63: Én azt mondom, hogy annak a helyzeti energiának az a feladata, hogy a csövön leesve mozgási energiává alakuljon, mely mozgási energiának egy részét adja át a barna medvének.
Ha áramot termelek vele, lelassul, ez nyilvánvaló. Akinek túl kevés gondja van a dugulásokkal, az esetleg gondolkodhat ilyesmin.

Az esővíz esetében lehet a dolognak realitása, én is gondolkodtam azon, hogy a tetőről lejövő víz energiáját használva a víz egy része felemelhető lenne valami magasabban lévő tartályba, de itt is igaz, hogy ha meg lehetne oldani, hogy le se jöjjön, akkor hatékonyabb lenne a dolog.

Gábor Fazekas 2014.04.25. 15:18:26

@Rodolfo63:
Nem a ceruzaelem mértékegysége, hanem a ceruzaelem (és minden más energiatároló) által tárolt ENERGIA mértékegysége a joule. Bár villamos energiánál jobb szeretjük a kWh-t (nem kW-ot).
És továbbra is sántít a wc-s példa. Ha elérnénk az ideális esetet, és minden helyzeti energiáját kivonnánk a wc öblítésére szánt víznek, akkor nem valósulna meg az öblítés, mivel a víz pont a helyzeti energiáját felhasználva sodorja magával a wc-ben kikötő folyékony és szilárd "melléktermékeinket".
Tehát ha elvonunk ebből az energiából, akkor vagy nem öblítünk le a szokásos vízmennyiséggel mindent, amit le kéne, vagy több vizet kell használnunk. Ez nettó ostobaság.
Sokkal több értelme volna az öblítési folyamatot hatékonyabb energetikai folyamattá tenni, nem pedig akadályozni egy kétséges hatásfokú energiatermelési mód kedvéért. A nem elfogyasztott energia a legzöldebb, emlékszünk?
Az öblítés hatékonyságának növelésére kapásból két módot is látok. Egyik a víz helyzeti energiájának jobb kihasználása (például könnyebb átfolyást biztosító lefolyó geometriával). Másik pedig a szükséges vízmennyiség pontosabb szabályozása.
Ezeken kéne gondolkodni, nem a fizika egyik legalapvetőbb törvényéről megfeledkezni!

Kim lr Szen 2014.04.25. 15:30:35

És finganom is majd az otthoni kis szélerőműbe kell majd?

Rodolfo63 2014.04.25. 15:33:23

attól, hogy a tartályból kiinduló víz meghajt pld. egy turbinakereket, attól még nem fog lelassulni - a sebessége, a mozgási energiája ugyanis nem az akadálytalan "zuhanás"ból adódik, hanem a tömegéből és a gravitáció tömegvonzásából

Izo 2014.04.25. 15:42:50

A fizika oktatás csődjét mutatja ez az írás... is.
Egyszer olvastam egy olyan elmeroggyant ötletet, hogy a biciklire dinamót kell rakni, a menet közben termelt áramot meg vissza kell táplálni a hálózatba. Így aztán amellett, hogy eljutunk A-ból B-be, még pénzt is kereshetünk.

Izo 2014.04.25. 15:43:59

"Ifj. Chikán Attila – vállalatvezető, befektetési szakember, energetikai szakértő."
Az energetikai szakértést ilyen felkészültséggel talán mellőzni kéne.

Izo 2014.04.25. 15:46:08

Valamiért úgy érzem, hogy jó lesz még az az atomerőmű valamire.

bankvezér 2014.04.25. 20:05:07

Felesleges ezekkel a szarokkal kínlódni. Széles Gábor hamarosan kikapcsolja a gravitációt. :)))

bankvezér 2014.04.25. 20:09:03

Szóval Széles Gábor ki fogja kapcsolni a gravitációt és akkor ott fogtok állni, ezzel a feleslegesen kifejlesztett vacakkal, mert ugye a gravitáció nélkül a víz nem fog leszaladni a wc-tartályból. :)))

Gábor Fazekas 2014.04.27. 14:32:51

@Rodolfo63:
Amellett, hogy a gravitációnak nincs tömegvonzása, mivel a gravitáció maga a tömegvonzás latin elnevezése (tehát ezt írtad: gravitáció gravitációja), ismét tévesen fogod fel a dolgot.
A víznek HELYZETI energiája származik a tömegéből, a gravitációs gyorsulási állandóból és a relatív helyzeti potenciáljából (a függőleges helyzete egy referenciaponthoz képest), Eh1=m*g*h1. Ennek a helyzeti energiának egy része a potenciál változása közben átalakul mozgási energiává, ami a tömeg segítségével megadja a potenciálváltozás sebességét, Em=1/2*m*v^2. Ezt a mozgási energiát a víz addig használja fel mozgásra, amíg el nem éri a végállapotot, a h2 helyzetet, ahol a helyzeti energiája Eh2.
Ha te h1 és h2 közé beraksz egy turbinát, akkor annak a meghajtásához a fenti folyamatból valahonnét el kell vonni energiát. Eddig az volt, hogy Eh1=Em+Eh2, te pedig kivonnál belőle egy Ef forgási (turbinaforgatási) energiát.
Tehát Eh1=Em-Ef-Eh2. Sem a tömeg, sem a gravitációs gyorsulási állandó, sem h1, sem h2 nem változott (vagy ez a terved, így akarsz csalni?), ezért semmi más nem változhat az energiamegmaradás törvénye szerint, mint a h1 és h2 közötti átlagsebesség. A turbina fölött változatlan lesz, alatta pedig lassabb.
Ennyi a nagy wc-trükk. Ha a fizikának se hiszel, akkor szétszedem azt is, amit írtál:
"a sebessége, a mozgási energiája ugyanis nem az akadálytalan "zuhanás"ból adódik, hanem a tömegéből és a gravitáció tömegvonzásából"
Tudniillik a zuhanás egy speciális akadályozása az, amikor a víz éppen áll a tartályban. Tehát szerinted a tartályban álló víznek is van mozgási energiája? Amikor éppen ÁLL, MOZGÁSI energiája van? Na arra kíváncsi vagyok!
Ez hasonló ostobaság, mint amikor a zöldek követelik, hogy 6 fokkal se melegítsék a hűtővíznek használt folyóvizet. Persze ott az is lehet, hogy nincsenek tisztában a hatásfok fogalmával, vagy annak beruházásiköltség-vonzataival, de ha mégis, akkor vagy az áramár megfizethetősége nem érdekli őket, vagy a termodinamika 2. főtétele.
Szóval... gratulálok.

Rodolfo63 2014.04.27. 20:09:28

@Gábor Fazekas: próbáltál bizonyítani valamit, de csak azt bizonyítottad, hogy hülye vagy

rakd feljebb a tartályt, és ugyanolyan gyorsan fog a szarra érkezni a víz, de közben még egy turbinát is meghajtott

na, ezt elemezd

Gábor Fazekas 2014.04.27. 23:15:25

@Rodolfo63:
Ügyes vagy. És ki fogja fedezni annak az energiáját, hogy egy magasabban lévő tartályba kell feltornászni a vizet? És eszerint akinek kell ilyen turbina, magasabbra kell építenie a tartályát is?
Különben meg beszéljünk már konkrét számokról! Legyen 2 m magasan a tartály, legyen 10 liter a kapacitása, vegyünk egy 4 fős családot ahol mindenki naponta 10-szer öblíti a wc-t. Ha tegyük fel az ebből a magasságkülönbégből származó ÖSSZES mozgási energiát kinyernénk egy elmés kis wc-turbinával, mennyi villamos energiát termelnénk évente?
Kemény 0,811 kWh-t. Az mai áron kb 33 forint. Évente. Ha még ingyen is van a turbina, ki a fene emeli 2 méterrel magasabbra a wc-tartályát (hogy az öblítési képesség ne romoljon) évi 33 forintért? Egyetlen tiplit befúrni a falba többe kerül! És mint mondtam, ha ez a megoldás tömegesen el is terjedne, a vízműveknek be kéne ruházniuk erősebb szivattyúkra, amik összességében még többet el is fogyasztanának a megtermelt energiánál a nagyobb vízemelési igény miatt.
Megismétlem, az a sok műszakilag túltengő ész, ami ezen erőlködik, hasznosabb dolgot találna ki, ha valahogy kiiktatná a fix öblítési vízhasználatot eredményező "buta" tartályokat, vagy a szubjektív öblítésigény-felmérést eredményező csapos megoldást. A nem felhasznált energia (vagy nyersanyag) a legzöldebb dolog.

Rodolfo63 2014.04.27. 23:52:07

@Gábor Fazekas: a megvalósíthatóság és a pénzügyi modell életképessége két külön dolog, de úgylátom, még ezt se sikerült felfogni, hogy miről ment a vita

Gábor Fazekas 2014.04.28. 02:20:41

@Rodolfo63:
Hát elég fura gondolkodásra vall, ha valakit nem érdekel a megtérülés. Pláne ha valaki olvasta a bejegyzés utolsó előtti mondatát (klasszikus erőművek kiváltása, ami megtérülés nélkül nem egyelőre, hanem soha sem fog bekövetkezni), de tegyük fel elfogadom.
Viszont tisztázzuk már, pontosan mit akarunk megvalósítani? Egy öncélú energiatermelési módot, vagy fenntartható energia- és vízgazdálkodást?
Fogalmazzuk meg kicsit másként a műszaki berendezés működését, amiről lényegében szó van. Egy szivattyúval feltornászunk a vizet egy tartályba, majd onnan leengedjük egy turbinára. Egyszerűsítsünk annyit a dolgon, hogy a kiindulópont a föld alatti víziközművek, és a végpont a föld alatti csatornaközművek, tehát nagyjából ugyanaz a magassági helyzet. Gyakorlatilag egy körforgás. Van erre már példa a klasszikus erőművek körében? Van, szivattyús-tározós erőműnek hívják. És csupán a 70-80%-a nyerhető vissza a betározott energiának. Hasonlót lehet elérni a vízszolgáltatás és a wc-turbina kombinálásával is.
Komolyan ez volna a fenntartható jövő? Hogy egy otthoni energiatermelési mód miatt, az öblítési tulajdonságokat megtartandó, magasabbra kell tenni a wc-tartályt, leutánozva ezzel egy olyan körfolyamatot, amiben az energia 20-30%-át kidobjuk az ablakon?
Megint megkérdezem: miért nem inkább azon agyalnak, hogy kevesebb víz és abba fektetett energia is kielégítő öblítést eredményezzen?

bankvezér 2014.05.05. 21:41:42

@Gábor Fazekas:
Fiúk! Tényleg ki fog évi 33 forintért vacakolni?
Van egy jobb ötletem.
Amíg ül valaki a wc-n, addig a két lábával pedálokat hajt, és ezzel áramot termel. Az erőlködéstől jobban megy a "beszarás" is. Ha ott éppen nincs szükség áramra, akkor rátermel a hálózatra, vagy akkumulátort tölt. :DD

Gábor Fazekas 2014.05.05. 23:37:49

@bankvezér:
Van erre egy ötletem, akksi se kell hozzá, csak valami rövidtávú energiatároló. A lehúzás lenne a jel a tároló kisütésére, és az energiát a szagelszívó kapná. Elpedálozod az árulkodó szagokat. ;)

bankvezér 2014.05.06. 11:13:14

@Gábor Fazekas:
Jó ötlet. :)
Szerintem érdemes még tovább fejleszeni, alakítani.
Ki ismeri Edison kertkapujának történetét? :)

Gábor Fazekas 2014.05.06. 11:23:32

@bankvezér:
Hát de pont erről van szó. A pedálozás mellett legalább fel tudtál hozni egy a "folyamatokat segítő" érvet. Ugyanígy lehetne a tartály feltöltésére is, bár a vezetékes víz korában ez már elég gyatra hatásfokú.
A kertkapu viszont egy pár másodperces rabszolgatartás. Semmiben nem segíti a kapun való bejövetel folyamatát, hanem olyan energiákat vesz el a látogatóktól, amiket az illető nem tervezett Edison vízkezelő rendszerének adni.
Esetleg annyi érvet lehet felhozni a látogatók efféle szivatása mellett, hogy távol tartja az embereket. Bár nekem nem rémlik, hogy Edison embergyűlölő lett volna. Bár ki tudja, lehet ebben az időben már rámásztak a hitelezői...

bankvezér 2014.05.06. 11:39:06

@Gábor Fazekas:
A pedált összekapcsolni a ventilátorral. Amíg pedálozik az ember, addig működik a ventilátor. Nem kell semmiféle energiatároló.