N ::, E E ~ ;;:. .. V) membranların uygun olmadığı şeklindeydi. Membranın gözenekli kısmının içindeki yüksek tuz konsantrasyonunun, bunda ana sebep olduğundan kuşkulanılıyordu. Bu konu, daha yakın zamanda bir yayında [7] tartışılmıştır, fakat 2001'de Avrupa Topluluğu' nun 5. Çerçeve Programı ile başlatılan yeni bir araştırma projesine kadar, PRO için özel membranlar geliştirmek için hiçbir önemli çaba harcanmamıştı. Bu projede Norveç enerji şirketi Statkraft Enerji AS, Almanya, Portekiz ve Finlandiya'daki araştırmacılar ile Norveç Teknoloji Enstitüsü yer aldı. Spesifik olarak PRO ile enerji üretimi (W/m2 membran) RED'e (W/m2 membran çifti) göre ciddi oranda daha yüksek olabileceğinden, PRO'nun en umut vaat edici metot olduğunu anlamış bulunuyoruz. Tatl ı su beslemesinin kullanımı da PRO için daha yüksektir. Tatlı su kaynağı, tatlı su/deniz suyu tuzluluk oranı enerjisi üretiminde her zaman sınırlayıcı kaynak olmuştur. öte yandan, mümkün olan en düşük maliyette enerji eldesi için PRO işleminin optimize edilmesi işi güçtür. Tesisin merkezi olacak olan membran işleminde amaç, membranın metre karesinden mümkün olduğunca çok enerji elde etmektir. Bu spesifik enerji, tatlı suyun akışının ve karışma işlemi sonucu oluşan acı sudaki basıncın ürünüdür. Deniz suyundan üretilebilecek en yüksek teorik ozmotik basınç yaklaşık 25 bar'dır, fakat bir tekniktesisin 12 l;ıar civarında çalışacağı tahmin edilmektedir. Ozmotik basınç, membran üzerindeki tuz konsantrasyonu ile orantılıdır. Bu nedenle de acı sudaki tuz konsantrasyonunu mümkün olduğunca yüksek tutmak önemlidir. Bu da, yüksek tuz konsantrasyonu eldesi için çok miktarda deniz suyunun, örneğin tatlı su akışının iki katı kadar türbin basıncına eşitlenmesi ve membran modülü boyunca pompalanması gerektiği anlamına gelir. İşlemin yeniden düzenlenmesi, pompalarda, türbinlerde ve diğer işlem ekipmanlarında enerji kaybını önleyebilir. En umut vaat edici olan, yer seviyesine yakın olan tesislerde bir çeşit yüksek verimli hidrolik pompa olan basınç dönüştürücülerinin kullanılmasıdır. Ayrıca tesis yüzeyin 120 metre kadar altında inşa edilebilir. Benzer toplam verimliliği olan bu konseptler, Şekil 2'de gösterilmiştir. 142 Membranlardan en iyi gücün açığa çı- , kışı için seçim yapılmasının dışında, mevcut olan tatlı su miktarından mümkün olduğunca çok enerji çıkarılması da arzu edilir. Verilen bir membrandan optimum bir spesifik enerji, Şekil 3'te gösterildiği gibi, teorik ozmos basıncının yarısına yakın bir türbin basıncında elde edilir. Bu koşulda tatlı su kullanımı değişmez. Tatlı suyun m3/s başına enerjisini artırmak için basınç arttırılmalıdır. Küçük bir basınç artışı ile spesifik enerji tatlı su akışından daha az düşer. Bu nedenle tatlı suyun m3/s'lik enerji çıkışı, optimizasyon amacı ile değiştirilebilir. 3. Verimlilik ve Membran Önceki bazı çalışmalar [3-7], membranın içindeki gözenekli yapıda tuz birikmesinin, ters osmoz için yapılan membranların kullanıldığı PRO'daki verimlilik eksikliğinin temel bir sebebi olduğunu öne sürmektedir. Mevcut çalışmayla da bu onaylanmıştır. Membranın taslağı Şekil 4'te gösteril- •mektedir. Prensipte membranın kabuğu, hem deniz suyuna hem de tatlı suya doğru yöneltilebilir. Şekil 4'te bu, deniz suyuna doğrudur. Tuzlu su ve su arasında, su ve tuzun taşınması için bir kütle balansı ile membranın iç yapısının konsantrasyon polarizasyonunu nasıl etkilediğini detaylı olarak burada analiz etmek mümkündür. Deniz suyu ve tatlı suyun hacimli akışları arasındaki tuz konsantrasyon farkının önemli bir kısmı, iç gözenekli yapı boyunca yerleştirilirse enerji çıkışı azalır. Bunun nedeni, membranın bu katmanın ı n önünde hiç tuz bariyerinin ve hiçbir ozj :ruzlu su Basınç değiştirici Basınç değiştiri~i tesis i f Yeraltı tesisi seviyesi 120 metre Membran modüler Deniz suyu Şekil 2. PRO için basınç değiştirici tesislerin ve yer altı tesislerinin prensipleri. E ~ 5 'E- 4 Q) C Q) C ~ 3 <> <1l ,o, ~2 C <1l "O C <1l ..o E Q) ~ o ------------------------·"'---~- o 5 10 Membran alanı başına düşen maksimum enerji 15 20 Türbin basıncı, bar Şekil 3. Türbin (ııızlıı sıı) bas111cıııın eneıjiye bağımlılığı. 25
RkJQdWJsaXNoZXIy MTcyMTY=