미국 서부 애리조나의 물부족 문제를 해결하려면 해수 담수화가 필요한데,
해발고도 -1000m 이상 깊기 때문에, 심해 담수화 시설을 설치하기 매우 적합한 곳이라고 할수있어.
심해 담수화의 원리는 멤브레인 필터가 장착된 배수구를 해발고도 0m 표층에 두게 되면,
삼투압에 의해서 내부의 물이 외부로 빠져나가게 되지.
하지만 해발고도 -50m, -100m, -200m, -300m, -400m 깊어지면서,
외부와 내부의 기압 차이가 커지게 되면서 역삼투압이 작용하는거야.
심해의 압력을 이용해서, 담수화 하는 시설이 바로 이 심해담수화 시설이지.
a1과 a2는 물이 들어오는 멤브레인 필터고, 직경이 각각 20m야.
B1과, B2는 멤브레인 필터지,
C는 직수관으로 담수화가된 물이 이곳을 통해, 위로 올라가는거야.
배수구의 크기가 커질수록 유량이 증가해서, C 직수관 내부의 유량이 높아지는데,
그러면 내부의 유압이 높아지겠지. 배수구의 크기가 커질수록, 단위시간당 담수화 되는 양이 증가하는거지.
해발고도 -600M에 최적화가 된 설계로 밑으로 내려서, 담수화가 되고,
해발고도 -30M에 설치된 해수 담수화 플랜트 시설에서, 담수화 된 물을 물 저장소로 이동시키는거야.
이때 D1,D2에서 자연 압력에 의해서, 농축 해수가 유입되는데,
염분 농도가 15%~20%정도 되면 센서가 작동해서, 물을 자연압력에 의해서 퍼올리는거지.
그리고 이 해수를 염분차 발전시설로 보내서 염분차 발전을 하거나, 소금을 만드는거야.
애리조나 C지역에 심해 담수화 시설을 해발고도 -600M~1000M에 내려서 설치하고,
B지역 해발고도 -30M에 심해 담수화 플랜트를 설치해서,
담수화 된 물과 농축 해수를 분리되는데, 해발고도 -30M에 직경 14M의 배수로 터널을 뚫을꺼야.
심해 담수화에서 담수화 된 물이 A를 통해 B 내부로 들어오고,
B는 해발고도 -30M에 설치된 직경 14M의 터널인데,
B 끝에는 소수력 발전기를 C에 설치하고, D에서 밸브를 여는거야.
그러면 C를 통해서 담수화 된 물이 쏟아져 나오면서, 소수력 발전기를 돌리는거지.
고농축 해수는 이 시설말고 다른 시설에서 얻어서, 농축해수로 소금을 만들거나, 염분차 발전을 해서 전기를 생산하는방식이지.
이렇게 심해 담수화 시설을 100개, 1000개를 이 공간에 연결해서, 유량을 늘려주면
유압이 증가하면서 유속이 빨라지게 되고, 소수력 발전기는 더 빠르게 가동되겠지.
E 같은경우, 처음에 물을 넣을때, 공기가 빠져나가는곳인데, 여기서 최대치로 차면 물을 부으면서,
내부의 공기를 다 빼놓고, 밸브를 잠그는거야. 그리고 물을 흘려보내면,
내부는 진공 상태가 만들어지면서, 유압 감소 문제를 해결할수있어.
이번 솔턴호 심해 담수화 공사를 정리하자면 솔턴호의 물을 전부 배수하고,
내무 밑바닥을 파내고, 슈퍼 콘크리트로 미장을 하고, 주변의 오염물질이 유입되지 못하게,
오염물질 유입 방지 시설을 설치하는거야.
그 다음은 B지역에 심해 담수화 플랜트를 설치하고,
심해 담수화 플랜트와 솔턴호까지 이어지는 직경 14M의 배수로를 해발고도 -30M에 만드는거지.
그 다음은 심해 담수화 플랜트 지하 해발고도 -30M에 PURE 콘크리트 구조믈을 만들어서,
심해 담수화 시설의 배수관을 여러개 결합하는거야.
많이 결합할수록 단위시간당 더 많은 양의 담수화가 이루어지겠지.
그리고 물이 가득차면, 밸브를 열어서, 소수력 발전기를 가동해서, 솔턴호의 물을 해발고도 0M까지
깨끗한 물로 체우는거야.
심해 담수화 플랜트는 지하에는 담수화 플랜트 시설이 지상에는 염분차 발전, 온도차 발전 시설이 있겠지.
잉여 전기를 수소로 전환하는 수소 플랜트도 설치될수있어.
염분차, 온도차 발전을 동시에 하면서, 소수력 발전도 하고, 담수까지 동시에 하는거야.
프리 에너지로 전기를 생산하면서, 담수도 얻는 방식이지.
그리고 물이 차면 애리조나 전 지역에서 이 물을 퍼가서 사용하는거야.
물을 퍼가면 그 물을 자연 압력에 의해서 체우는 과정에서 엄청난 양의 전기가 생산되지.
물을 많이 쓸수록 전기가 생산하는 시설이 되는거야.
물이 부족하고 사용하는 양이 많은 사람들에게는 이익이 있겠지.
이 참에 공사할때, 솔턴호가 해발고도 -72M정도 되는데, -200M나 -300M까지 파낼수도있어.
그러면 물 저장량이 늘어나고, 더 빠른 속도로 물을 체워넣을수있는거지.
그만큼 위치에너지 차이가 커지기 때문이야.
전 지역에서도 충분하게 물을 끌어 쓸수있도록 이왕 시작할때 비용을 더 들여도,
깊게 파내는게 합리적이라고 할수있지.
그리고 그 주변의 농가까지 물이 차오르게 될꺼야.
만약에 이 농가를 경작지로 사용하려면 모래로 덮어줘야되는데,
여기까지 다 파내서, 더 큰 호수로 만들고 이 호수에서 물을 전역으로 퍼가도록 하면 되겠지.
이 프로젝트가 성공으로 끝나면 서부 애리조나에서는 기후와 상관없이 물 부족을 해결하게 되는거야.
심해담수화 플랜트는 물도 생산하며 전기도 생산하는 유일무이한 혁신 그 자체의 담수화 플랜트라고 할수있어.
중동 이스라엘 사해, 미국 서부 애리조나 솔턴호 2개만 하더래도 많은 변화가 있을꺼야
