Energian tuotto käänteisosmoosilaitteistolle suolan erottamiseksi merivedestä

Abstract

Työssä selvitettiin, kuinka aurinkokennon ja polttokennon rinnakkain kytkennällä voidaan tuottaa tarvittava sähköteho käänteisosmoosilaitteelle suolan erottamiseksi merivedestä ja mitoittaa tämä järjestelmä valtamerikonttiin siirrettäväksi nopeasti katastrofitilanteisiin välittömän juomavesitarpeen tyydyttämiseksi. Lisäksi tarkasteltiin, voivatko paikallisesti, aurinkovoimalla tuotettu vety ja kymmenkertainen vesivirtaama laskea puhdistetun veden hinnan tasolle, jolla sen käyttö myös kasteluun on mielekästä.

Työ perustuu kirjallisiin lähteisiin, joista selvitetään komponenttien rakenne ja toiminta pääpiirteittäin ja lisäksi esitetään niiden hinnat laitteistojen kokoonpanokustannusten selvittämiseksi.

Kerätyillä tiedoilla suoritettiin kokoonpano- ja käyttökustannusten kapitalointi 20 vuoden ajalle valituilla vesivirtaamilla. Tämä tehtiin kolmena versiona, katastrofitilanteeseen, toisena kymmenkertaisella virtaamamäärällä kasteluvesikäyttöön ja kolmantena dieselkäytöllä. Saatuja energia- ja litrahintoja vertaillaan aiemmin tehtyihin vastaaviin selvityksiin. Vertailun voidaan todeta osoittavan sen, että suunniteltujen laitteistojen tuotteistamisen kustannukset ovat järkevällä tasolla sekä veden puhdistamisen, että valmistuksen ja käytön mukanaan tuomien sosioekonomisten mahdollisuuksien kannalta.

The purpose of this work was to find out how to use PEM (Proton Exchange Membrane Fuel Cell) and SOC (Solar Cell) to produce energy for a SWRO (Sea Water Reverse Osmosis system) to filter salt off seawater. Another purpose was to design the configuration so that it fits in a shipping container, to be rapidly transportable to a catastrophe area, where clean water is needed immediately. It was also analyzed, if locally, solar power generated hydrogen, and a bigger water flow cheapen costs of the clean water so much, that it can be used for irrigation.

The work is based on literary sources, from which the prices and the functions of components that are needed for the construction of the equipment of both systems, were worked out.

The assembling and the operating expenses were recapitalized up for time of twenty years with the collected material and the quantified water flow. This was made with three variations: The first one, when the water flow is 22 cube meters per day and the hydrogen is transported. The second one with 220 cube meters per day with locally produced hydrogen and the third one with energy by a diesel aggregate with 22 cube meter water flow. The costs, cube meter water per euros and kilo watt hour per euros, were compared to similar researches made before. The results indicate that the manufacturing costs are reasonable with both systems for filtering salt from seawater.