Vol. 44 (2008), Issue 2, p. 73-82

ELECTRICAL PROCESSES IN ENGINEERING AND CHEMISTRY

The Solar Energy Conversion Through Seaweed Photosynthesis and Zero Emissions Power Generation

Yantovski E.I.

Abstract

УДК 535.215.4

 

Present paper is aimed at describing a “closed cycle” power plant schematics(SOFT, Solar Oxygen Fuel Turbine) with macroalgae (seaweed) cultivation in a pond, combustion of its organic matter in a fluidized bed boiler of Rankine cycle and return the combustion products to the pond to feed algae. Used for combustion oxygen is released to atmosphere in photosynthesis. It is further elaboration of the paper in ECOS2005 in Trondheim. As a renewable fuel the seaweed Ulva lactuca is selected. Its growth rate from many experiments (in literature) is 0.1 – 0.2 1/day, heating value of dry weight is 19 MJ/kg, optimal concentration in salty water 1:1000. Energy efficiency is less than in Photovoltaics but energy expenditures to construct the pond as solar energy receiver are much less, it gives some economic benefits. For a power unit of 100 kW the pond surface is about  4 hectare. The cultivation of seaweeds in sea water ponds is well deve-loped in Italy and Israel either for water cleaning or chemicals production. Construction in  some future of a SOFT system near to the Dead sea in Israelian desert would provide the country with needed power, chemicals and fresh water on account of solar energy. The system is protected by USPat 6,477,841 B1 of 12.11.2002 with priority in Israel of 22.03.1999. In the paper is highlighted much more benefits to customer, than in the patent text, including fresh water by desalination. In view of the active work in Italy on water cleaning due to Ulva  using contaminants in water as nutrients with increase of biomass productivity the additional target of the SOFT cycle might be incineration. Some guesses of a desert surface for a  massive scale use of ponds are given.

 

Описывается схема закрытого цикла производства электроэнергии на основе выращивания в пруду водорослей, последующим их сжиганием в котле, работающем по циклу Ренкина, и возвращением продуктов сгорания в виде удобрения для подкормки водорослей. Использованный при горении кислород возвращается в атмосферу при фотосинтезе. В качестве возобновляемого топлива выбраны водоросли Ulva lactuca. Энергетическая эффективность меньше, чем у фотоэлектрических преобразователей энергии, но капитальные затраты на сооружение пруда (как приемника солнечной энергии) значительно меньше, что дает некоторые экономические преимущества. Для получения мощности 100 кВт размер пруда составляет 4 га. Водоросли выращиваются в морской воде прудов в Италии и Израиле как для очистки воды, так и для получения химических веществ. Строительство в ближайшем будущем подобного предприятия по производству электроэнергии вблизи Мертвого моря (в израильской пустыне) обеспечило бы страну необходимой энергией, химическими веществами и питьевой водой за счет солнечной энергии. Система защищена американскими патентами 6,477,841 B1, выданными 12.11.2002 с приоритетом в Израиле от 22.03.1999. В статье более подробно, чем в тексте патента, рассматриваются выгоды для потребителя, включая получение пресной воды путем ее обессоливания. Приводятся некоторые соображения по поводу применения  поверхности пустынь для использования прудов в большом масштабе.

 

Download full-text PDF. 938 downloads

Web-Design Web-Development SEO - eJoom Software. All rights reserved.