기후변화에 따라서 2050년에 물 부족 문제가 심화되면서, 인류에게 재앙이 닥칠것이라고 하지.
이 문제를 해결할수있는 전기 소모 없이 오히려 전기를 생산하는 해수 담수화 플랜트 기술이 개발되었어.
그런데 이 기술에 대해서 의문을 품는 사람들이 많았지.
절대 불가능하다는거야.
그래서 심해 담수화의 원리를 간단하게 설명해볼껀데,
멤브레인 필터가 장착된 배수구를 바다 표층부분에 두는거지.
그러면 멤브레인 필터 내부와 외부의 압력 차이가 거의 없지만,
염분 농도 차이에 의해서, 멤브레인 필터 안에 있는 담수화 된 물이 삼투압에 의해서
외부로 빠져나가겠지.
그런데 이 배수구를 바다에 던지는거지.
해발고도 -50m, -100m, -200m, -300m, -500m, -600m
밑으로 내려가면서 멤브레인 필터 기준으로 외부의 기압이 점점 높아지면서,
멤브레인 필터로 담수화된 물이 유입되어 들어오는거야.
역삼투압이 작용한다는거지.
이게 바로 심해담수화의 원리인데,
여기서 큰 포인트가 2가지가 있다고 할수있지.
높이 1000M의 대형 수조가 A와 C에 있는거야.
A 수조 안에는 해수로 가득차있어.
그런데 B에는 멤브레인 필터가 장착된 빨간색 배관이 A와 C가 연결하고있지.
빨간색 배관의 경우, A 쪽에서도 잠글수있고, C 쪽에서도 잠글수 있는거야.
둘 다 잠금 상태라고 가정하고, A쪽 B 밸브를 여는거지.
그러면 배관 B 내부의 기압과 A의 기압의 차이가 발생해서,
역삼투압이 작용하면서, 내부에 담수가 들어오는거지.
이게 바로 심해 담수화의 원리야.
그리고 C쪽 방향의 밸브를 열게 되면 담수화 된 물이 A와 C의 수위차이에 따라서,
위치에너지차가 발생하게 되고,
멤브레인 필터를 통과하면서 마찰 압력에 의한 압력 감소분을 생각해서,
물이 유입되겠지. A의 수위가 10이다 싶으면, 마찰 감소분과
염분 농도차이에 의한 삼투압 압력을 고려해서, 50쯤까지 담수화된 물이 차오르는거지.
그런데 심해의 경우에는 염분이 농축되지 않고 아래로 가라앉으면서, 염분 농도가 높아지지 않기 때문에
더 많이 체울수있어.
그래서 만들어지는 최종적인 궁극의 해수 담수화 플랜트는 이런 형태야.
A와 B를 수직갱 공사하듯이, 직경 20M로 해발고도 -800M까지 파내는거야.
A와 B가 만나는 터널을 뚫고, 위에 기둥을 세우고, 밑을 파내서,
파낸것들을 위로 보내,해발고도 -800M에서 -1000M에
철근을 넣어 옆면과 윗면을 슈퍼 콘크리트로 두껍게 미장해서 대형 수조를 만드는거지.
그리고 멤브레인 필터가 장착된 배수구를 해발고도 -300M ~ -600M 부근인 E에 설치하고,
해발고도 -30M에 설치된 담수화 플랜트인 D에서 배관을 여는거야.
그러면 자연 압력에 의해서, D로 담수화된 물이 B로 들어오게 되겠지.
이때 소수력 발전기가 가동되면서 물이 차오르기 시작하는데,
수위가 높아지면서 위치에너지차가 감소해 단위시간당 담수화 되는 양이 줄어들게 되는데,
A의 초록색 배관에서 담수화 된 물을 퍼내서, 일정 수위를 유지해서, 수위차이를 유지하게 되면,
계속 담수화 할수있는거지. 담수화의 원리의 동력은 바로 위치에너지 차이야.
위치에너지차 심해 담수화 플랜트를 간단하게 설명하자면,
바다 주변의 땅을 -1000M까지 파낸뒤에, 그 곳에 10M의 물이 체워넣는거야.
그리고 이 두 곳의 파이프 배관으로 결합하면 바닷물이 수위가 같아질때까지 차오르지.
물이 차오르면서 수위차이가 감소해서 압력이 줄어드는데,
1000M차이닌깐 멤브레인 필터를 통과하고 남을 정도의 압력이 작용하는거지.
이 담수화 플랜트의 동력이 무엇인가. 중력에 의한 위치에너지 차이야.
그래서 깊어질수록, 위치에너지 차이가 커지는데,
만약에 담수화되어서 들어오는 물의 양과 펌프로 퍼내는 물의 양이 동일한데,
최저 수위를 유지하면 엄청난 양의 물을 빠르게 담수화 할수있는거지.
심해 담수화 위치에너지차 해수 플랜트는 염분차 발전과 온도차 발전도 할수있어.
위치에너지차 심해 담수화 플랜트는 인류의 물 부족이라는 숙원 사업을 해결할수있는
유일무이한 3세대는 앞서 있는 초혁신 초격차 궁극의 담수화 플랜트라고 할수있지.
