浸透圧発電考

日東電工がノルウェーと共同開発と少し前の日経で見た。
半透膜は日東電工が凄いみたい。調べたら課題は膜の汚れとか。
生体の様に常に膜を綺麗に再生するか？水流で汚れを取る？テフロンで弾く？酸化チタンと光で分解？または機械的に何かするか。

調べると浸透圧で海水側の高さが150m相当になるとのこと。そこから水を落下させれば水力発電。淡水側は水を綺麗にする(汚れを取る)だけでいいが、海水側は工夫がいる。

プールを半透膜で区切り、片側に淡水、片側に海水を入れる。そうすると淡水側から水が海水側に移動する。結果として海水側の水位があがる。さて、淡水側の供給は海抜ゼロからでもちょっと上流の川から引いてきてもよい。落差は特に必要ない。しかし海水側は海抜ゼロでプールが海と繋がっていると海水側の水位は上がらずただ海へと抜けていくだけだ。

ちょっとした制御が必要だが、それだけでよいはずだ。
まず空のプールを半透膜で仕切り、片側は淡水が自由に供給されるようにしておく。
もう片側に海水を入れる。ただし海水側は上方が高さ150mの水槽となって海水が簡単にあふれない様にする。

供給する海水の水位は淡水と同じ高さが良いだろう。すると濃度差に応じた浸透圧が発生する。

そして海水供給弁を閉じて放置する。すると淡水側からの浸透圧で海水側に水が移動し、希釈されながら水位が上昇する。

そして海水側水槽は水でいっぱいになる。

頃合いを見計らって海水側水槽の底にある弁を開ける。すると薄まった海水が一気に排出される。

この排水の勢いでタービンを廻して発電すれば良い。水が全て排出されたら底の弁を閉じ、海水供給弁を開ける。
この繰り返しで発電できるはずだ。タービンを廻す速度（回転数/分）は排水弁の開き具合で調整すれば良い。インバータ技術があるからここで生じる交流回転数はあまり気にしなくても良い様な気もする。だが、60rpmにしておくと60Hzで（たぶん良いはず）発電してくれる。
なお、この薄まった海水は汽水域へ放出すれば何も問題は無い。
発電機の質量が大きい（強磁界）であれば、発電能力は高くなるが、それを廻すエネルギーが必要となる。
この辺はギアとか使えば良いんじゃないかな。

他にも浸透膜を通過しようとする淡水の力を使うする方法もあるようだが、思いつかない。
また、日東電工のサイトにはプールからあふれた海水で発電するようで「圧力変換機」が記載されている。
これは供給する海水に圧力をかけて希釈された海水が供給側から抜ける事を阻止しようとしている様に思える。
この方法だと連続的に水を供給できるようだが、圧力変換機がくせ者と思う。

というわけで、ちょっと領域が異なるが、上記の弁を使ったアイデアはオットーサイクルに近い。
いや単なる蒸気機関と同じか。いずれピストン運動だ。
滑らかにするにはどうするか？マルチシリンダにするといい。
半透膜を通過する水の流速からシリンダを満たす時間が割り出せるし、排出時間も考慮に入れれば滑らかに発電するためのシリンダ数は自ずと算出できる。
ま、かっこわるいのはたくさんの無機質なコンクリートの塔が林立する事か。
ノルウェーの様にフィヨルドがあれば、崖を掘るだけでいいから設備は隠せるな。
日本なら・・・東尋坊とかの名所か。でも他にもあるはずだよね。

とま、久しぶりに語ってしまった。