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浸透圧発電の最適化へ ~海を最大のエネルギー源へ~
機械工学科 中山・桑原・佐野研究室
浸透圧発電とは
濃度上昇
濃度低下
海水と淡水の浸透圧差を利用して発電する技術
浸透:淡水の移動
再生可能エネルギーへのシフト
拡散:NaClの移動
濃度分極現象
浸透圧減少
特徴
拡大図
 海水と淡水の浸透圧は水の落差300mに相当
 浸透により膜を通過した淡水を利用しタービンを回す
課題
膜界面の濃度変化(濃度分極現象)により
浸透圧を有効利用できていない
解決するには…
 モデル化を行い,速度場と濃度場の把握
 濃度境界層を薄くするため最適な運転条件の決定
海を最大のエネルギー源へ
最適化への挑戦
キーワード:中空糸型モジュール
特徴
 中空糸膜が数十万本充填
 表面積が大きくコンパクト
 高流量
発電プラント(Statkraft)
 非常に複雑な構造・流れ
 濃度分極現象の改善
中空糸で電力不足を解決
中空糸
中空糸
中空糸型モジュール
○発電量の試算
供給する圧力,流量,濃度により
発電量が変化
適切な条件において運転が必要
keyword: Pressure-retarded osmosis,数値シミュレーション,多孔質体理論,濃度分極現象
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