Осмотические сетевые накопители в масштабе электроэнергетических предприятий

Номер патента: 22856

Опубликовано: 31.03.2016

Авторы: Макджиннис Роберт, Манделл Аарон

Есть еще 12 страниц.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Система осмотического накопления энергии, содержащая источник разбавленного солевого раствора, содержащего аммиак и двуокись углерода в соотношении по меньшей мере 1:1; разделительный блок, гидравлически соединенный с источником разбавленного солевого раствора; источник термической энергии и/или электрической энергии, соединенный с разделительным блоком; первый накопительный резервуар, гидравлически соединенный с разделительным блоком и выполненный с возможностью приема, по существу, разбавленной рабочей текучей среды из разделительного блока и возможностью поддержания разбавленной рабочей текучей среды в изоляции; второй накопительный резервуар, гидравлически соединенный с разделительным блоком и выполненный с возможностью приема концентрированного раствора из разделительного блока и возможностью поддержания концентрированного раствора в изоляции; мембранный модуль, соединенный с первым и вторым накопительными резервуарами; средства для взаимного соединения первого и второго накопительных резервуаров с мембранным модулем и контроллер, соединенный со средствами для взаимного соединения первого и второго накопительных резервуаров с мембранным модулем и обеспечивающий соединение первого и второго накопительных резервуаров с мембранным модулем в ответ на сигнал потребности в электроэнергии.

2. Система по п.1, управляемая контроллером с поддержанием разности солесодержания между, по существу, разбавленной рабочей текучей средой в первом накопительном резервуаре и концентрированным раствором во втором накопительном резервуаре.

3. Система по п.1, в которой разделительный блок содержит дистилляционную колонну, блок для испарения через полупроницаемую перегородку, мембранный разделительный блок, систему для обратного осмоса, нанофильтрационный блок, электродиалитический блок, ионообменный блок, емкостный деионизационный блок и/или электродеионизационный блок.

4. Система по п.1, дополнительно содержащая обменник, работающий под давлением и гидравлически соединенный с мембранным модулем.

5. Система по п.4, дополнительно содержащая турбину, соединенную с обменником, работающим под давлением.

6. Система по п.5, дополнительно содержащая электрический генератор, соединенный с турбиной.

7. Система по п.6, дополнительно содержащая сетевую систему для распределения энергии, соединенную с электрическим генератором.

8. Система по п.1, в которой мембранный модуль гидравлически соединен с разделительным блоком с формированием по меньшей мере части источника разбавленного солевого раствора для разделительного блока.

9. Система по п.4, в которой обменник, работающий под давлением, гидравлически соединен с разделительным блоком с формированием по меньшей мере части источника разбавленного солевого раствора для разделительного блока.

10. Система по п.1, в которой мембранный модуль содержит модуль для осмоса с остаточным давлением.

11. Способ работы системы осмотического накопления энергии по любому из пп.1-10, содержащий этапы, на которых вводят указанный разбавленный солевой раствор в разделительный блок; вводят электрическую энергию и/или термическую энергию в разделительный блок с разделением разбавленного солевого раствора на разбавленную рабочую текучую среду и концентрированный раствор; направляют разбавленную рабочую текучую среду в первый накопительный резервуар; направляют концентрированный раствор во второй накопительный резервуар; поддерживают первый и второй накопительные резервуары в гидравлической изоляции; и соединяют первый и второй накопительные резервуары с мембранным модулем с использованием средств для взаимного соединения и контроллера в ответ на сигнал потребности в энергии.

12. Способ по п.11, согласно которому дополнительно повышают давление на первой стороне мембранного модуля, принимающей концентрированный раствор из второго накопительного резервуара после их взаимного соединения.

13. Способ по п.11, согласно которому дополнительно гидравлически соединяют мембранный модуль с обменником, работающим под давлением, и/или турбиной для выработки электрической энергии.

14. Способ по п.13, согласно которому дополнительно соединяют электрический генератор с обменником, работающим под давлением, и/или турбиной для выработки электричества.

15. Способ по п.14, согласно которому дополнительно соединяют сетевую систему для распределения энергии с электрическим генератором с доставкой электричества в электросеть.

Текст

Смотреть все

ОСМОТИЧЕСКИЕ СЕТЕВЫЕ НАКОПИТЕЛИ В МАСШТАБЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ Раскрыты системы и способы для накопления потенциальной энергии, которая может быть легко преобразована в электроэнергию, доставляемую потребителю или распределяемую в сети. Предлагаемый способ может включать использование градиентов солесодержания, также именуемых градиентами осмотического давления или разностями между двумя растворами, для создания гидравлического давления в концентрированном растворе с обеспечением выработки энергии. Область техники По меньшей мере один из аспектов настоящего изобретения относится в целом к осмотическому разделению. Более конкретно, по меньшей мере один из аспектов настоящего изобретения относится к гидроэлектрической генерации посредством специализированных осмотических процессов, например прямого осмоса, для создания сетевых накопителей в масштабе электроэнергетических предприятий. Предпосылки к созданию изобретения Существующие сетевые накопительные средства, например поточные батареи, ионно-литиевые батареи, маховики, сжатый воздух, конденсаторы, водородные и водные накопители, имеют существенные недостатки, которые не позволяют считать их жизнеспособным решением задачи сетевого накопления энергии. Кроме того, большая часть сгенерированной энергии является тепловой по своей природе и должна быть немедленно преобразована в электричество, поскольку не существует эффективного средства для накопления тепла в течение длительного времени без потерь. Сетевое накопление энергии представляет собой ключевое решение для преодоления неэффективности, присущей электросети, и максимизации полезного эффекта от потребления ископаемых ресурсов. До настоящего времени в энергетике не известны экономичные крупномасштабные способы накопления электрической энергии. Таким образом, существует потребность в улучшенном и более эффективном использовании электрической энергии посредством обеспечения накопительных установок, которые выполняют функцию промежуточного накопителя между выработкой энергии и ее потреблением. Сущность изобретения В соответствии по меньшей мере с одним из вариантов реализации ниже раскрыто техническое решение, относящееся к сетевому накоплению энергии в масштабе электроэнергетических предприятий,которое может обеспечить энергетическую надежность для возобновляемых источников энергии, которые по своей природе не являются стабильными, например солнечная энергия, термальная энергия, фотогальваническая энергия, ветряная энергия, гидроэнергия, энергия биомассы и энергия приливных течений. Ниже описана крупномасштабная осмотическая батарея, которая может накапливать большие количества дешевой энергии и в случае наличия потребности высвобождать ее с высокой скоростью. Таким образом, электроэнергетические предприятия, использующие возобновляемые источники энергии,могут быть обеспечены решением для сетевого накопления энергии, которое обеспечивает круглосуточную непрерывную выработку энергии без перерыва. Кроме того, раскрытые здесь решения для сетевого накопления в масштабе электроэнергетических предприятий могут быть использованы в соединении с процессом выработки тепловой энергии из топлива любого типа (уголь, ядерное топливо, газ, нефть) для обеспечения компонента накопления энергии, в результате чего часть энергии в случае необходимости может быть сохранена и доставлена в любое время. В некоторых аспектах тепловая энергия, эффективное хранение которой невозможно, может быть преобразована в форму "сохраненной гидроэнергии" в форме химического потенциала (осмотического давления), который может храниться сколь угодно долго без утечки или потери энергии. Еще в одном варианте реализации изобретения электрическая энергия также может быть сохранена как "гидроэнергия" в форме химического потенциала (осмотического давления). В соответствии по меньшей мере с одним из вариантов реализации далее раскрыт способ обеспечения работы осмотической батареи. Способ может включать этапы, на которых берут источник разбавленного солевого раствора, разделяют разбавленный солевой раствор с формированием концентрированного раствора и, по существу, деионизированного раствора; и сохраняют энергию в форме разности потенциалов химической энергии между концентрированным раствором и, по существу, деионизированным раствором. По меньшей мере в одном из вариантов реализации концентрированный раствор может содержать раствор двуокиси углерода и аммиака. В некоторых из вариантов реализации разделение разбавленного солевого раствора может содержать обработку разбавленного солевого раствора способом термической очистки. По меньшей мере еще в одном варианте реализации концентрированный раствор может содержать раствор неорганических солей. Еще в одном варианте реализации концентрированный раствор может содержать раствор органических веществ или смесь растворов органических и неорганических веществ. В некоторых вариантах реализации хранение энергии в форме разности потенциалов химической энергии может содержать хранение энергии на основе разности в степени солесодержания. Способ также может содержать преобразование разности потенциалов химической энергии в электроэнергию. В некоторых вариантах реализации преобразование разности потенциалов химической энергии в электроэнергию может быть осуществлено путем использования обратного электродиалитического процесса. В некоторых других вариантах реализации преобразование разности потенциалов химической энергии в электроэнергию может быть осуществлено путем использования остаточного осмотического давления. В некоторых вариантах реализации преобразование разности потенциалов химической энергии в электроэнергию может быть осуществлено путем использования гидроэлектрической турбины и генератора. Осмотический процесс с остаточным давлением может содержать повышение давления по меньшей мере части концентрированного раствора. Осмотический процесс с остаточным давлением дополнительно может содержать увеличение объема по меньшей мере части сжатого концентрированного раствора. Увеличение объема может содержать ввод по меньшей мере части разбавленного раствора в сжатый концентрированный раствор путем подачи сквозь мембрану. Увеличение объема также может содержать выработку гидравлического давления с использованием полупроницаемой мембраны на основе разности осмотических давлений между концентрированным раствором и разбавленным раствором. Осмотический процесс с остаточным давлением дополнительно может содержать уменьшение давления по меньшей мере части объема раствора, находящегося под повышенным давлением, для выработки электроэнергии. Уменьшение давления может содержать протекание через турбину раствора, находящегося под повышенным давлением. Способ дополнительно может содержать подачу раствора, не находящегося под повышенным давлением, в разделительный блок. Способ дополнительно может содержать использование турбины в соединении с электрическим генератором для выработки электроэнергии. В разделительном блоке могут быть сформированы как разбавленные потоки, так и потоки с повышенной концентрацией для повторного использования в процессе. Еще в одном варианте реализации может быть использована разделительная рабочая текучая среда в соединении с обменником, работающим под давлением, для передачи давления от разбавленного вытягивающего раствора, находящегося под повышенным давлением, с формированием отдельной текучей среды, находящейся под повышенным давлением, в контакте с турбиной. Таким способом может быть выбран состав рабочей текучей среды, находящейся под повышенным давлением, для ее совместимости с предпочтительными материалами для изготовления турбины, например, такими, при которых не происходит осаждение солей на турбине. Таким образом, поток текучей среды через турбину может быть выбран независимо от состава концентрированного вытягивающего раствора и, по существу, разбавленного рабочего раствора. В некоторых из вариантов реализации разделительный блок может содержать дистилляционную колонну, блок для испарения через полупроницаемую мембрану или мембранный разделительный блок. Способ может содержать питание разделительного блока электроэнергией. В других вариантах реализации разделительный блок может питаться низкопотенциальным теплом или теплом низкого качества,выделенным при работе верхнего по потоку блока. В некоторых других вариантах реализации разделительный блок может непосредственно питаться теплом, выделенным при сгорании ископаемого топлива,например угля, газа или нефти. В некоторых других вариантах реализации разделительный блок может непосредственно питаться теплом, выделенным из ядерной энергии, или теплом ядерной реакции. В других вариантах реализации разделительный блок может питаться теплом, выделенным геотермическими или солнечными тепловыми источниками. В некоторых других вариантах реализации разделительный блок может непосредственно питаться теплом, выделенным при изготовлении текучих сред, например,извлеченных из нефти и природного газа, при производстве метана из угольных пластов, при растрескивании газового сланца и из геотермальных источников, а также из двуокиси углерода при усовершенствованной добыче нефти. В некоторых других вариантах реализации разделительный блок может непосредственно питаться теплом, выделенным при нагреве и охлаждении воды, например, такой, которую используют в системах централизованного кондиционирования, а также в процессах комбинированного производства тепловой и электрической энергии, в которых возвратное тепло используется для коммунально-бытового обогрева. Способ дополнительно может содержать снабжение водой, полученной из разделительного блока, промышленных предприятий, ирригационных систем или мест потребления питьевой воды. Способ дополнительно может содержать снабжение потребителей электроэнергией. Способ дополнительно может содержать сохранение энергии в форме разбавленных и концентрированных растворов в течение длительных промежутков времени с последующей доставкой энергии, когда она необходима. В некоторых вариантах реализации этап использования электрической энергии для разделения разбавленного солевого раствора содержит обработку разбавленного солевого раствора нанофильтрационным, обратноосмотическим или электродеионизационным способом. По меньшей мере, в некоторых вариантах реализации способ, согласно которому из потенциальной энергии вырабатывают электроэнергию, содержит осмотический процесс с остаточным давлением. В некоторых других вариантах реализации способ, согласно которому из потенциальной энергии вырабатывают электроэнергию, содержит процесс обратного электродиализа. В соответствии по меньшей мере с одним из вариантов реализации описана осмотическая система для накопления энергии. Осмотическая система для накопления энергии может содержать блок остаточного осмотического давления, содержащий полупроницаемую мембрану, источник концентрированного раствора, гидравлически соединенный с первым входным отверстием блока остаточного осмотического давления, источник разбавленного раствора, гидравлически соединенный со вторым входным отверстием блока остаточного осмотического давления, и турбину, гидравлически соединенную ниже по потоку относительно блока остаточного осмотического давления. В некоторых вариантах реализации система дополнительно содержит дистилляционную колонну,гидравлически соединенную ниже по потоку относительно турбины. Дистилляционная колонна может быть гидравлически соединена с источником концентрированного раствора и источником разбавленного раствора. Система дополнительно может содержать источник тепловой энергии, термически соединенной с дистилляционной колонной. Еще в одном варианте реализации источник электрической энергии может быть соединен с системой остаточного осмоса для разделения разбавленного вытягивающего раствора на воду с низкой концентрацией растворенных веществ и концентрированный вытягивающий раствор. В некоторых вариантах реализации источник тепловой энергии может содержать возобновляемый источник энергии. По меньшей мере в одном из вариантов реализации возобновляемый источник энергии может содержать систему для извлечения энергии из солнечной энергии, энергии приливных течений, энергии биомассы, гидроэнергии или энергии ветра. В некоторых других вариантах реализации система дополнительно содержит источник электроэнергии, соединенный с дистилляционной колонной. В некоторых других вариантах реализации система дополнительно содержит блок для испарения через полупроницаемую мембрану или мембранный разделительный блок, гидравлически присоединенный ниже по потоку относительно турбины. По меньшей мере в одном из вариантов реализации обратноосмотический блок гидравлически присоединен ниже по потоку относительно турбины. Система дополнительно может содержать контроллер, выполненный с возможностью обнаружения потребности в энергии от сетевой системы для распределения энергии. В некоторых вариантах реализации система дополнительно может содержать промышленную установку, ирригационную систему или место потребления питьевой воды, гидравлически соединенные с выходом дистилляционной колонны. Система дополнительно может содержать сетевую систему для распределения энергии, электрически присоединенную ниже по потоку относительно турбины. Установка для выработки электроэнергии с базовой нагрузкой может быть соединена с сетевой системой для распределения энергии. По меньшей мере в одном из вариантов реализации установка для выработки электроэнергии с базовой нагрузкой может быть основана на угле, природном газе или на ядерной энергии. В соответствии по меньшей мере с одним из вариантов реализации способ обеспечения работы осмотической батареи может содержать обеспечение источника разбавленного солевого раствора, разделение разбавленного солевого раствора для формирования концентрированного раствора и, по существу,разбавленного рабочего раствора, хранение концентрированного раствора в гидравлической изоляции от,по существу, разбавленного рабочего раствора и поддержку концентрационного градиента между концентрированным раствором и, по существу, разбавленным рабочим раствором для сохранения энергии в форме разности потенциалов химической энергии между концентрированным раствором и, по существу,разбавленным рабочим раствором. В соответствии по меньшей мере с одним из вариантов реализации система для накопления осмотической энергии может содержать блок остаточного осмотического давления, содержащий полупроницаемую мембрану, блок для накопления потенциальной энергии, содержащий источник концентрированного раствора, гидравлически соединенный с первым входным отверстием блока остаточного осмотического давления, и источник разбавленного рабочего раствора, гидравлически соединенный со вторым входным отверстием блока остаточного осмотического давления, турбину, гидравлически соединенную ниже по потоку относительно мембранного блока остаточного осмотического давления, и электрический генератор, соединенный с турбиной. В соответствии по меньшей мере с одним из вариантов реализации способ работы осмотической батареи может содержать обеспечение источника разбавленного солевого раствора, использование электрической энергии для разделения разбавленного солевого раствора для формирования концентрированного раствора и, по существу, разбавленного рабочего раствора, хранение концентрированного раствора и, по существу, разбавленного рабочего раствора, поддержание градиента концентрации между концентрированным раствором и, по существу, разбавленным рабочим раствором для использования потенциальной энергии и введение концентрированного раствора и, по существу, разбавленного рабочего раствора в процесс, согласно которому вырабатывают электроэнергию из потенциальной энергии в ответ на потребность в электроэнергии. В некоторых вариантах реализации этап использования электрической энергии для разделения разбавленного солевого раствора содержит обработку разбавленного солевого раствора нанофильтрационным, обратноосмотическим или электродеионизационным способом. По меньшей мере в одном из вариантов реализации способ выработки электроэнергии из потенциальной энергии включает осмотический процесс с остаточным давлением. В некоторых других вариантах реализации способ выработки электроэнергии из потенциальной энергии содержит процесс обратного электродиализа. В соответствии по меньшей мере с одним из вариантов реализации способ работы осмотической батареи может содержать обработку разбавленного солевого раствора способом термического разделения для формирования концентрированного раствора и, по существу, разбавленного рабочего раствора,хранение концентрированного раствора и, по существу, разбавленного рабочего раствора, поддержание концентрационного градиента между концентрированным раствором и, по существу, разбавленным рабочим раствором для использования потенциальной энергии и обработку концентрированного раствора и, по существу, разбавленного рабочего раствора способом остаточного осмотического давления для выработки электроэнергии из потенциальной энергии в ответ на потребность в электроэнергии. В некоторых вариантах реализации способ термического разделения содержит процесс дистилляции. В соответствии по меньшей мере с одним из вариантов реализации осмотическая энергетическая система содержит сетевую систему для доставки энергии, электрохимический генератор, электрически соединенный с сетевой системой для доставки энергии, и блок для накопления потенциальной энергии,содержащий источник концентрированного раствора, гидравлически соединенный с первым входным отверстием электрохимического генератора, и источник разбавленного рабочего раствора, гидравлически соединенный со вторым входным отверстием электрохимического генератора. В некоторых вариантах реализации электрохимический генератор содержит блок обратного электродиализа. Другие аспекты,варианты реализации и преимущества описанных выше примеров, аспектов и вариантов реализации описаны подробно ниже. Кроме того, следует понимать, что как предшествующая информация, так и следующее ниже подробное описание, представляют собой исключительно иллюстративные примеры различных аспектов и вариантов реализации и предложены в качестве упрощенного краткого обзора или схемы для более ясного понимания природы и характера заявленных аспектов и вариантов реализации. Сопроводительные чертежи приложены для иллюстрации примеров и облегчения понимания различных аспектов и вариантов реализации и включены в настоящее описание и составляют его часть. Чертежи вместе с нижеследующим описанием служат для объяснения принципов работы описанных здесь и заявленных в формуле аспектов и вариантов реализации. Краткое описание чертежей Различные аспекты по меньшей мере одного из вариантов реализации представлены в сопроводительных чертежах. Сопроводительные чертежи приложены исключительно в целях иллюстрации и объяснения и не предназначены для определения объема настоящего изобретения. На фиг. 1 показан первый вариант реализации осмотической батареи в соответствии по меньшей мере с одним из аспектов. На фиг. 2 показан второй вариант реализации осмотической батареи в соответствии по меньшей мере с одним из аспектов. На фиг. 3 показан третий вариант реализации осмотической батареи в соответствии по меньшей мере с одним из аспектов. На фиг. 4 показана схема системы прямого осмоса, иллюстрирующая использование сетевых накопительных систем и способы, которые могут быть использованы с комбинированным циклом газовой турбины, в соответствии по меньшей мере с одним из аспектов, как описано в приложенном примере 5. На фиг. 5 А и 5 В показаны схемы систем прямого осмоса, иллюстрирующие использование сетевых накопительных систем, и способы, которые могут быть использованы с дизельным генератором, в соответствии по меньшей мере с одним из аспектов, как описано в приложенном примере 6. На фиг. 6 А и 6 В показаны схемы систем прямого осмоса, иллюстрирующие использование сетевых накопительных систем, и способы, которые могут быть использованы с процессами охлаждения энергоустановки в соответствии по меньшей мере с одним из аспектов, как описано в приложенном примере 7. Подробное описание изобретения В соответствии по меньшей мере с одним из вариантов реализации далее описаны системы и способы, которые могут быть использованы для выработки электроэнергии, а также для хранения электроэнергии. Более конкретно, далее описаны системы и способы для осмотического хранения, а также для осмотической выработки электроэнергии. По меньшей мере один из вариантов реализации относится к гидроэлектрической генерации, которая разделяет накопление энергии и выработку электроэнергии. В описанных гидроэлектрических энергетических системах и способах на основе насосов для формирования гидравлического давления используется осмотический потенциал. Поскольку системы и способы могут являться в значительной степени не термическими, хранение запасенной энергии может быть разъединено от выработки электроэнергии. Согласно некоторым из аспектов обеспечивается накопление энергии из тепловых, а также электрических источников. В соответствии по меньшей мере с одним из вариантов реализации описанные осмотические системы и способы для хранения энергии в энергосистеме могут быть эффективными при выравнивании энергосистемы и управлении спросом и предложением электроэнергии в энергосистеме. В соответствии по меньшей мере с одним из вариантов реализации осмотическая батарея или устройство для осмотического хранения могут сохранять потенциальную энергию для электрической энергосистемы в местах, где она необходима, так чтобы не требовалась транспортировка энергии на большие расстояния, связанная с потерями электроэнергии. Некоторые из вариантов реализации также могут служить в качестве механизма для преобразования менее надежных источников энергии, например возобновляемых источников энергии, в столь же стабильные, как источники с базовой нагрузкой, например, на основе угля, ядерной энергии и газа. В соответствии по меньшей мере с одним из вариантов реализации разность солесодержания представляет собой механизм, посредством которого накапливается энергия. Энергия может быть накоплена путем разделения пресной воды от высококонцентрированного солевого раствора. Количество сохраненной пресной воды может представлять количество энергии, доступной по запросу. Когда требуется подать электроэнергию, осмотическое давление между пресной водой и солевым раствором может образовать высокое осмотическое давление, которое вызывает самопроизвольное протекание воды сквозь мембрану. Затем поток воды может быть направлен через турбину для выработки электроэнергии. В соответствии по меньшей мере с одним из вариантов реализации описанные осмотические батареи могут аккумулировать энергию в форме химического потенциала, относящегося к разности солесодержания между первым и вторым растворами. Энергия может сохраняться в большом количестве и может быть быстро доставлена способом остаточного осмотического давления, основанным на разности солесодержания. Остаточное осмотическое давление в целом может относиться к выработке осмотической энергии или энергии градиента солесодержания из разности в концентрации солей между двумя растворами, например между концентрированным вытягивающим раствором и разбавленной рабочей текучей средой. В некоторых из примеров вытягивающий раствор может быть первым раствором, а пресная или почти деионизированная вода может быть вторым раствором. В некоторых из вариантов реализации по меньшей мере один мембранный блок может быть размещен в герметичном резервуаре для облегчения формирования остаточного осмотического давления. Имеющий остаточное осмотическое давление вытягивающий раствор может быть введен в камеру с повышенным давлением к первой стороне мембраны. В некоторых из вариантов реализации по меньшей мере на часть вытягивающего раствора может действовать повышенное давление, сформированное на основании разности осмотического давления между вытягивающим раствором и разбавленной рабочей текучей средой. Разбавленная рабочая текучая среда может быть подведена к второй стороне мембраны. Разбавленная рабочая текучая среда в целом может проникать сквозь мембрану благодаря осмосу и таким образом увеличивать объем с другой стороны мембраны, находящейся под повышенным давлением вытягивающего раствора. При уравнивании давлений турбина может вращаться и вырабатывать электроэнергию. В некоторых из вариантов реализации давление в блоке остаточного осмотического давления может регулироваться между примерно 0 и 2000 фунтов на кв. дюйм (13800 кПа). В некоторых неограничивающих вариантах реализации давление в блоке остаточного осмотического давления может лежать в пределах 1000-2000 фунтов на кв. дюйм(6900-13800 кПа). Затем полученный таким способом разбавленный вытягивающий раствор может быть обработан, например разделен, для повторного использования. В некоторых из вариантов реализации низкотемпературный тепловой источник, например промышленное сбросное тепло, может быть использован в системе или способе остаточного осмотического давления или для облегчения использования в указанных системе или способе. Один из неограничивающих вариантов реализации описанной осмотической батареи схематично показан на фиг. 1. Первый этап способа может быть схож с процессом работы осмотической тепловой машины, например, как описано в публикации международной заявки WO 2008/060435, которая настоящим включена в данное описание путем ссылки полностью для всех целей. Осмотическая тепловая машина может преобразовывать потенциальную энергию в механическую работу путем использования полупроницаемой мембраны для преобразования осмотического давления в электроэнергию. В некоторых вариантах реализации концентрированный вытягивающий раствор, например вытягивающий раствор двуокиси углерода и аммиака, может формировать высокие осмотические давления, которые вызывают протекание воды сквозь полупроницаемую мембрану с преодолением градиента гидравлического давления. В турбине вырабатывается электроэнергия при уменьшении давления и увеличении объема вытягивающего раствора. Во время использования указанный процесс может поддерживаться в состоянии динамического равновесия благодаря разделению разбавленного вытягивающего раствора на концентрированный вытягивающий раствор и деионизированную водную рабочую текучую среду, причем оба раствора пригодны для повторного использования в осмотической тепловой машине. Затем, в соответствии по меньшей мере с одним из вариантов реализации разбавленный вытягивающий солевой раствор может быть разделен на концентрированный вытягивающий раствор и почти деионизированный рабочий раствор. В некоторых из вариантов реализации сбросное тепло, включая любую форму тепла, выделенного в процессе выработки энергии или в производственном процессе, может быть использовано для активации процесса разделения. По меньшей мере в одном из неограничивающих вариантов реализации сбросное тепло может быть низкопотенциальным теплом, например теплом с температурой ниже примерно 200 С. В других вариантах реализации процесс разделения может быть активирован электроэнергией. Результирующие растворы по своей природе устойчивы и безопасны. Указанные растворы могут сохранять энергию в форме разности их химических энергетических потенциалов или солесодержания. В соответствии по меньшей мере с одним из вариантов реализации энергетическая производительность устройства для накопления энергии может непосредственно зависеть от разности солесодержания между указанными двумя растворами и объемами сохраненных растворов. Пока объемы указанных растворов увеличиваются отдельно, энергия накапливается. Когда энергию необходимо подать потребителю или в сеть, разность в солесодержании между указанными двумя растворами может быть преобразована в электроэнергию путем использования осмотического процесса с остаточным давлением. В некоторых вариантах реализации давление концентрированного вытягивающего раствора может быть повышено на разность осмотического давления между указанными двумя растворами, а поток воды от разбавленного раствора через полупроницаемую мембрану может увеличить объем находящегося под повышенным давлением раствора. Увеличенный объем находящегося под повышенным давлением вытягивающего раствора может быть уменьшен пропусканием указанного раствора через турбину, в результате чего уменьшается давление раствора и вырабатывается электроэнергия. Затем указанный раствор с умень-5 022856 шенным давлением может быть обработан, например, подачей тепла для разделения указанного раствора на концентрированный и разбавленный растворы вновь для накопления энергии, которая может быть доставлена по запросу на подачу энергии еще раз. Указанная энергия может быть использована для компенсации периодов вынужденного бездействия, присущих выработке энергии с использованием возобновляемых источников. В соответствии по меньшей мере с одним из вариантов реализации осмотические системы и способы могут быть использованы для накопления энергии в энергосистеме. Накопление энергии в энергосистеме относится в общем к крупномасштабному накоплению энергии, в котором электрическая энергия хранится в период времени, в который выработка превышает потребление, для последующего использования в периоды времени, когда потребление превышает выработку. Таким образом, выработка энергии может быть поддержана на достаточно постоянном уровне и варьироваться в широких пределах в ответ на текущее неравномерное потребление. Накопление энергии в сети в целом обеспечивает облегченную и более эффективную работу оборудования и выработку электроэнергии. Предложенное осмотическое накопление энергии в сети имеет различные преимущества перед традиционными вариантами накопления энергии в сети. По меньшей мере в некоторых из вариантов реализации отсутствуют затраты на топливо, поскольку сбросное тепло может быть использовано вместо электроэнергии, и отсутствуют электрические потери. Указанные системы выполнены с возможностью крупномасштабной работы благодаря их большой энергетической емкости, измеряемой мегаваттами. Также могут быть обеспечены высокая скорость доставки энергии и высокая выходная мощность. Описанные здесь системы для хранения энергии легко обеспечиваются разрешительной документацией на размещение, поскольку не требуют специальной топографической или геологической съемки. В некоторых из неограничивающих вариантов реализации указанные системы могут работать с электрической эффективностью полного цикла в пределах 75-80% и могут работать в режиме энергосбережения. Указанные системы отличаются низкой стоимостью и не содержат дорогих компонентов. В указанных системах также отсутствует утечка энергии, поскольку постоянным механизмом накопления энергии является разность солесодержания. Системы также являются безопасными и не содержат опасных или вредных материалов или компонентов. Кроме того, крупномасштабное осмотическое хранение отличается простотой конструкции, и по меньшей мере некоторые из вариантов реализации требуют минимального оборудования, например резервуар-накопитель (стандартная крупногабаритная емкость для растворов),оборудование для разделения, например традиционные дистилляционные колонны, отпарные колонны и абсорберы, гидротурбины и осмотические мембраны. Кроме того, описанные здесь осмотические батареи могут быть сооружены почти в любом месте и могут обслуживать развивающуюся возобновляемую энергетику. Кроме того, поскольку указанные осмотические батареи могут быть заряжены с использованием сбросного тепла вместо электроэнергии, то может быть улучшена эффективность известных энергоустановок, и не имеющие ценности сбросы могут быть преобразованы в полезную энергию, доставленную по запросу в периоды пиковых нагрузок. Энергия, которая может храниться в описанных здесь устройствах, может обеспечивать резервную энергию,использоваться для выравнивания выработанной энергии и повышения надежности питаемых энергией процессов. Кроме того, может быть сокращена габаритная площадь угольного складирования при электростанции с увеличением общей эффективности, и может быть обеспечено немедленное сокращение зачетов на углеродные выбросы. В соответствии по меньшей мере с одним из вариантов реализации низкопотенциальное тепло может быть преобразовано в сохраненные растворы, которые отличаются солесодержанием, так что в любое время они могут быть использованы для выработки электроэнергии осмосом с остаточным давлением. Описанные осмотические батареи и системы для хранения энергии в энергосистеме могут быть разделены на разделяющую часть, которая использует тепло или электроэнергию для разделения разбавленного вытягивающего раствора на концентрированный вытягивающий раствор и разбавленную рабочую текучую среду, и часть, вырабатывающую электроэнергию, которая использует указанные два раствора(концентрированный вытягивающий раствор и разбавленную рабочую текучую среду) для выработки электроэнергии. Таким образом, тепло может быть преобразовано в потенциальную химическую энергию (в форме разностей осмотического давления между двумя растворами) при использовании этих растворов. Полупроницаемая мембрана может быть использована для формирования гидравлического давления, которое, в свою очередь, может быть уменьшено в турбине при выработке электрической энергии. В некоторых вариантах реализации потенциальная энергия, выработанная с использованием тепла в процессе термического разделения, например тепла дистилляционной колонны, может храниться в форме двух растворов, накопленных в резервуарах любого произвольного объема. Например, потенциальная энергия может быть сохранена путем накопления объемов солевого и разбавленного растворов. Чем больше объем указанных двух растворов и чем больше разность в их солесодержании, тем больше накопленная энергия. Таким образом, описанные здесь системы и способы могут действовать асинхронно для накопления энергии. Когда требуется выработка электроэнергии, указанные два раствора могут быть соединены через полупроницаемую мембрану, в результате чего будет выработана электрическая энергия. Количество выходной энергии помимо других параметров зависит от разности осмотического дав-6 022856 ления между указанными двумя растворами, гидравлического давления вытягивающего раствора и площади используемой мембраны. Независимость процесса разделения соли и воды, обеспечивающего источник энергии, от процесса выработки энергии с использованием остаточного осмотического давления обеспечивает уникальные характеристики и преимущества предложенного способа накопления энергии. Вытягивающий раствор может быть водным раствором, т.е. растворителем является вода. В некоторых других вариантах реализации могут использоваться неводные растворы, например органические растворители. Вытягивающий раствор в целом может содержать вытягивающее растворенное вещество по меньшей мере одного типа, например термолитические соли, одновалентные соли, двухвалентные соли, органические растворенные вещества и их смеси. Вытягивающий раствор может содержать более высокую концентрацию растворенного вещества по сравнению с первым раствором. Вытягивающий раствор в целом может быть сформирован с возможностью генерации осмотического давления внутри системы для осмотического разделения. Могут быть использованы различные вытягивающие растворы. В некоторых вариантах реализации вытягивающий раствор может содержать удаляемое растворенное вещество по меньшей мере одного типа. По меньшей мере в некоторых из вариантов реализации могут быть использованы термически удаляемые (термолитические) растворенные вещества. Например, вытягивающий раствор может содержать термолитический солевой раствор. Необходимые характеристики могут включать способность к образованию высокого осмотического потенциала, а также способность термического разложения и удаления растворенного вещества. В соответствии по меньшей мере с одним из вариантов реализации вытягивающий раствор может быть раствором двуокиси углерода и аммиака. В некоторых вариантах реализации вытягивающий раствор двуокиси углерода и аммиака может обеспечивать деминерализацию для облегчения накопления энергии в энергосистеме, как описано здесь. Вытягивающий раствор может быть здесь обозначен как концентрированный раствор. В некоторых неограничивающих вариантах реализации вытягивающий раствор может быть концентрированным раствором аммиака и двуокиси углерода. По меньшей мере в одном из вариантов реализации используемое вытягивающее растворенное вещество может быть вытягивающим раствором двуокиси углерода и аммиака, описанным в документе WO 2008/060435, включенном в настоящую заявку выше. Также могут быть использованы вытягивающие растворы аммиака и двуокиси углерода, например, описанные в патентной заявке США 2005/0145568 (McGinnis) и в патенте США 6391205 (McGinnis),каждый из указанных документов настоящим включен в данное описание путем ссылки полностью для всех целей. В соответствии по меньшей мере с одним из вариантов реализации соотношение аммиака к двуокиси углерода в целом должно быть согласовано с концентрацией вытягивающего раствора и температурами, используемыми в процессах удаления и восстановления вытягивающих растворенных веществ. Если указанные соотношения являются недостаточно высокими, то возможна неполная абсорбция вытягивающих растворенных газов вещества в соли для повторного использования в концентрированном растворе, а если указанное соотношение является слишком высоким, то возникает избыток аммиака в обезвоженном растворе, который может не конденсироваться должным образом в необходимом диапазоне температур, например в необходимом для использования сбросного тепла для активации указанного процесса. Например, в некоторых из вариантов реализации дистилляционная колонна может выпаривать газы примерно при температуре 50 С, а абсорбирующая колонна может работать примерно при 20 С. Правильно выбранное соотношение аммиака и двуокиси углерода дополнительно препятствует проходу аммиака в питающий раствор для подачи через мембрану. Слишком высокое указанное соотношение может вызвать наличие неионизированного аммиака в более высоких концентрациях в вытягивающем растворе (обычно прежде всего аммония), чем это необходимо или желательно. Другие параметры, например тип питающей воды, необходимое осмотическое давление, необходимый расход, тип мембраны и концентрация вытягивающего раствора, могут влиять на предпочтительное молярное отношение вытягивающего раствора. Соотношение аммиака и двуокиси углерода может быть отслежено и отрегулировано в процессе осмотического разделения. По меньшей мере в одном из вариантов реализации вытягивающий раствор может содержать аммиак и двуокись углерода в молярном отношении больше чем 1:1. В некоторых неограничивающих вариантах реализации отношение для вытягивающего раствора примерно при 50 С и с мольной концентрацией вытягивающего раствора, заданной как мольная концентрация двуокиси углерода в указанном растворе, может быть по меньшей мере примерно 1,1:1 для 1-молярного вытягивающего раствора, примерно 1,2:1 для 1,5-молярного вытягивающего раствора, примерно 1,3:1 для 3-молярного вытягивающего раствора, примерно 1,4:1 для 4-молярного вытягивающего раствора, примерно 1,5:1 для 4,5-молярного вытягивающего раствора, примерно 1,6:1 для 5-молярного вытягивающего раствора, примерно 1,7:1 для 5,5-молярного вытягивающего раствора, примерно 1,8:1 для 7-молярного вытягивающего раствора, примерно 2,0:1 для 8-молярного вытягивающего раствора и примерно 2,2:1 для 10-молярного вытягивающего раствора. Указанные соотношения являются примерными минимальными соотношениями, необходимыми для устойчивой растворимости растворов указанных концентраций при указанной примерной температуре. При низких температурах для тех же концентраций могут потребоваться более высокие отношения аммиака к двуокиси углерода. При более высоких температурах могут потребоваться более низкие отношения, но некоторое увеличение давления раствора также может пре-7 022856 пятствовать декомпозиции растворенных веществ в газы. Соотношения, превышающие 1:1, даже при общих концентрациях меньше 2 молей, значительно увеличивают устойчивость растворов и препятствуют выделению двуокиси углерода в газ и в целом термолитическому выпариванию вытягивающих растворов в ответ на самое умеренное количество тепла и/или снижение давления. В соответствии по меньшей мере с одним из вариантов реализации отношение аммиака к двуокиси углерода, по существу, может обеспечить полное поглощение газов вытягивающего раствора абсорбирующей текучей средой. В соответствии по меньшей мере с одним из вариантов реализации часть разбавленного вытягивающего раствора может быть использована для абсорбции растворенных вытягивающих газов, например, из дистилляционной колонны. По меньшей мере в одном из вариантов реализации охлаждение и смешивание с абсорбирующим веществом могут быть осуществлены в абсорбционной колонне. Смешивание газов с частью разбавленного вытягивающего раствора, действующего в качестве абсорбирующего вещества (с последующим переходом в состояние концентрированного вытягивающего раствора), может осуществляться в резервуаре. Резервуар в целом может иметь размер, подходящий для обеспечения площади, достаточно большой для облегчения взаимодействия между абсорбирующим веществом и газами. В некоторых из вариантов реализации в качестве абсорбера может быть использована насадочная колонна. По меньшей мере в одном из вариантов реализации отпарная дистилляционная колонна и абсорбционная колонна могут быть использованы вместе. Нагрев может осуществляться в дистилляционной колонне, в то время как охлаждение и взаимодействие с разбавленным абсорбирующим веществом вытягивающего раствора может происходить в абсорбирующей колонне. В некоторых из вариантов реализации первая часть разбавленного вытягивающего раствора может быть направлена в дистилляционную колонну, а вторая часть разбавленного вытягивающего раствора может быть направлена в абсорбер. Поток, выходящий из дистилляционной колонны, может быть введен в абсорбер, в котором он смешивается с разбавленным вытягивающим раствором для восстановления, так чтобы можно было повторно ввести вытягивающие растворенные вещества к обезвоженной стороне мембраны для прямого осмоса. Концентрация, объем и расход вытягивающего раствора в целом должны быть согласованы с концентрацией, объемом и расходом первого раствора, так чтобы желательная разность осмотического давления между этими двумя растворами поддерживалась равномерной по всей мембранной системе. Указанные параметры могут быть вычислены в соответствии по меньшей мере с одним из вариантов реализации с учетом как внутренних, так и внешних явлений поляризации концентрации в мембране и на ее поверхности. На фиг. 2 показаны резервуары для пресного раствора (разбавленной рабочей текучей среды) и для солевого раствора (концентрированного вытягивающего раствора), в которых обеспечивается накопление химической потенциальной энергии в форме разности в солесодержании между указанными растворами. Турбина-генератор может преобразовывать увеличение объема находящегося под повышенным давлением вытягивающего раствора в электрическую энергию путем понижения давления вытягивающего потока. На чертеже не показан теплообменник, работающий под давлением, и бустерный насос, который может передавать гидравлическое давление от разбавленного вытягивающего потока к концентрированному вытягивающему потоку для поддержки постоянного давления или желательного диапазона динамического давления в секции вытягивающего раствора, находящегося под повышенным давлением. Правый (на чертеже) резервуар представляет собой дистилляционную колонну, которую используют для разделения разбавленного вытягивающего раствора на концентрированный и разбавленный потоки, и стрелки справа от колонны указывают подачу и отвод тепла (отвод имеет более низкую температуру). Третий резервуар, не показанный на чертеже, может использоваться для содержания растворенного вытягивающего раствора (объединяющего пресный и солевой растворы) в течение любого периода времени, прежде чем указанный раствор будет разделен на пресный и солевой растворы, как описано выше,путем использования термических (т.е. использующих сбросное тепло) или электрических процессов. В соответствии по меньшей мере с одним из вариантов реализации разность в солесодержании может в замкнутом цикле системы обратного осмоса - остаточного осмотического давления быть использована для накопления электроэнергии как разности химического потенциала двух растворов в форме разности концентраций и осмотического давления между ними. В указанном варианте реализации для повышения давления солевого потока может использоваться электрическая энергия, так что при проходе потока вдоль поверхности полупроницаемой мембраны возникает концентрация указанного потока, а на стороне пермеата образуется разбавленный раствор. Концентрированный раствор и разбавленный раствор могут храниться в отдельных резервуарах, а электрическая энергия может быть преобразована в потенциальную энергию в форме разности осмотических давлений между указанными двумя растворами. Энергоемкость системы зависит от объемов указанных двух растворов и разности осмотического давления между ними. Указанная потенциальная энергия может храниться длительный период времени без потерь, а среда хранения, по существу, является безопасной. Выходная мощность в целом зависит от разности осмотического давления между этими двумя растворами, гидравлического давления на вытягивающий раствор и площади используемой мембраны. Когда необходима электрическая энергия, указанные два раствора могут быть использованы в замкнутом цикле осмотического процесса с остаточным давлением для выработки электроэнергии путем пропускания потока воды из разбавленного раствора через полупроницаемую мембрану в находящийся под повышенным давлением вытягивающий раствор. Указанное увеличение объема вытягивающего раствора может сопровождаться уменьшением давления указанного раствора при его проходе через турбину, что приводит к выработке электроэнергии с использованием генератора. В некоторых вариантах реализации эффективность указанного процесса может быть почти идентичной эффективности перекачки воды на некоторую высоту (гидроаккумулирующая электростанция), при этом эффективности работы нагнетательного насоса и турбины одинаковы. Снижение эффективности может иметь место из-за любого обменника, работающего под давлением (КПД 95-98%), и связанного с ним бустерного насоса, который используют для поддержания давления вытягивающего раствора путем передачи гидравлического давления между выходящим разбавленным вытягивающим раствором и поступающим концентрированным вытягивающим раствором, а также из-за фрикционных потерь давления в трубопроводе, теплопроводе и мембранных системах. Общий КПД накопления энергии, как предполагается, должен превышать 75%. В указанном варианте реализации может быть предпочтительным использование системы для термического выпаривания и абсорбционной системы при продувке растворенного вещества для поддержки низкой концентрации веществ, растворенных в разбавленном потоке, поскольку может возникать тенденция, препятствующая проникновению указанных веществ в пермеат во время этапа обратного осмоса. В некоторых из вариантов реализации может быть выполнена периодическая продувка разбавленного раствора с перезарядкой разбавленной воды для поддержания низкой концентрации веществ, растворенных в разбавленном потоке. Еще в одном варианте реализации для накопления энергии, комбинированного с осмотическим процессом с остаточным давлением для выработки энергии, вместо мембран для обратного осмоса могут быть использованы нанофильтрационные мембраны. В некоторых из вариантов реализации, в которых в качестве вытягивающих растворенных веществ используются двухвалентные соли, нанофильтрационные мембраны могут выполнять те же функции, но при этом обеспечивать пониженное сопротивление потоку воды. В некоторых других вариантах реализации могут быть использованы другие растворенные вещества, так чтобы их концентрация в разбавленном растворе могла быть уменьшена на периодической основе(пермеат на этапе обратного осмоса) посредством любого разделяющего средства, эффективного при удалении указанных веществ и не оказывающего слишком большое отрицательное воздействие на общий КПД. Примером такого вторичного этапа разделения может быть ионообменная система на основе смолы на разбавленном потоке, перезаряженном концентрированным вытягивающим раствором или кислотой и/или основанием. Примером такого растворенного вещества могут быть различные двухвалентные соли. Другие вытягивающие растворенные вещества могут быть использованы в электрическом варианте накопления энергии, если они создают высокое осмотическое давление и хорошо отводятся мембранами для обратного осмоса, нанофильтрационными мембранами или мембранами для осмоса с остаточным давлением. Еще в одном варианте реализации двухвалентные соли могут быть использованы с электрическим вариантом с высокой степенью отвода с нанофильтрационными мембранами или мембранами для осмоса с остаточным давлением, поскольку их проход в пермеат очень мал. Еще в одном варианте реализации изобретения могут быть использованы растворенные вещества почти с полным отводом посредством мембраны, например низкомолекулярные соединения с заряженными органическими молекулами или трехвалентные соли. Еще в одном варианте реализации растворенное вещество, которое осаждается при изменении температуры, может быть использовано в качестве вытягивающего растворенного вещества, которое может содержать органические и/или неорганические растворенные вещества. Разделение этих растворенных веществ на этапе накопления энергии может быть выполнено полностью или частично путем термической обработки разбавленного вытягивающего раствора с этапом мембранного разделения или без него. В некоторых вариантах реализации вытягивающее используемое растворенное вещество может быть хлористым натрием, или любой другой солью, или осмотическим реагентом, при этом необходимо соблюдение одного из двух условий для использования указанных традиционных растворенных веществ: мембрана должна быть эффективной почти на 100% при отводе прохода соли (например, углеродные нанотрубки или аквапорин в качестве мембраны), или разбавленный раствор необходимо периодически продувать и замещать пресной водой с очень низким солесодержанием, или выполнять в отношении указанного разбавленного раствора повторный этап разделения для поддержания низкой концентрации растворенных веществ в разбавленной рабочей текучей среде. Соблюдение указанных требований препятствует накоплению солей, которое может возникнуть в разбавленном вытягивающем растворе при повторных циклах накопления энергии и ее доставки, поскольку вытягивающие растворенные вещества могут проходить в пермеат в рабочей фазе обратного осмотического процесса установки, что вызывает нежелательную внутреннюю поляризацию концентрации в осмотической системе с остаточным давлением или уменьшает эффективность обратного электродиализа или другой системы для выработки энергии. Таким образом, солесодержание разбавленного раствора рабочей текучей среды может быть поддержано на низком уровне произвольное количество циклов. В некоторых других вариантах реализации используемое вытягивающее растворенное вещество может быть растворенным аммиаком и двуокисью углерода, которое может быть получено из осмотического реагента вытягивающего раствора термолитической соли двуокиси углерода и аммиака. Такие вытягивающие растворенные вещества могут быть получены в результате процесса деминерализации прямого осмоса или осмотического процесса тепловой машины, включая помимо прочего описанные в документах: WO 2008/060435, патенте США 6391205 и публикации патента СШАUS 2005/0145568,каждый из которых, как указано выше, включен путем ссылки полностью для всех целей. В этой конфигурации, как ожидается, во время фазы обратного осмоса в разбавленный раствор пройдет меньшее количество вытягивающего растворенного вещества, но указанное вещество может быть на периодической основе или непрерывно удалено и переработано в концентрированный раствор путем термического разделения растворенных веществ из разбавленного раствора с добавлением тепла, например, с использованием дистилляционной колонны, как описано в отношении деминерализации прямого осмоса и осмотических процессов в тепловой машине, на которые сделана ссылка выше, а также как описано в публикации международной заявкиWO 2007/146094, которая настоящим включена в данное описание путем ссылки полностью для всех целей. Кроме того, минерализация разбавленного раствора рабочей текучей среды может быть поддержана на низком уровне произвольное количество циклов. В соответствии по меньшей мере с одним из вариантов реализации может быть необходимым поддержание низкого уровня солесодержания разбавленного раствора для предотвращения внутренней концентрационной поляризации в мембранной структуре. В соответствии по меньшей мере с одним из вариантов реализации, помимо аммиака и двуокиси углерода, в качестве вытягивающих растворенных веществ могут быть использованы другие соли. В частности может быть предпочтительным, если средства для разделения и рекомбинации обеспечивают высокий отвод. Например, если используется мембрана,которая отводит почти 100% всех солей, то может быть использована любая соль, содержащая NaCl иMgCl. Как показано на фиг. 3, резервуары для пресного раствора и для солевого раствора могут содержать разбавленную рабочую текучую среду и концентрированный вытягивающий раствор соответственно. Для повышения давления концентрированного раствора может быть использован насос, в результате чего разбавленный раствор проникает через полупроницаемую мембрану в резервуар для разбавленного раствора, обозначенного как "пресный". Таким образом может быть повышена концентрация солевого раствора. Благодаря накоплению произвольных объемов пресного и солевого растворов с различным солесодержанием (осмотическими давлениями) разность в химическом потенциале указанных растворов может быть использована в качестве устойчивого и, по существу, безопасного средства накопления энергии. Третий резервуар, не показанный на чертеже, может быть использован для содержания растворенного вытягивающего раствора (объединенного пресного и солевого растворов) в течение любого промежутка времени до момента, когда указанный раствор будет разделен на пресный и солевой растворы,описанные выше, с использованием электроэнергии для индуцирования обратного осмотического потока через мембрану. Указанная система может иметь два режима работы: режим обратного осмоса для сохранения энергии в форме разности в солесодержании между двумя растворами и режим осмоса с остаточным давлением для преобразования указанной разности в солесодержании в электроэнергию. Для режима осмоса с остаточным давлением показанный на чертеже теплообменник, работающий под давлением, может быть использован вместе с бустерным насосом (не показан) для поддержания давления на концентрированный вытягивающий раствор при передаче гидравлического давления от выходящего разбавленного вытягивающего раствора к поступающему концентрированному вытягивающему раствору для преобразования разности солесодержания между указанными двумя растворами в электроэнергию. Указанная выработка энергии может быть достигнута пропусканием через турбину разбавленного вытягивающего раствора, находящегося под повышенным давлением, с увеличением его объема и снижением давления, например, как описано выше в отношении процессов разделения и остаточного осмотического давления. Левый резервуар является малой дистилляционной колонной, которая может быть использована для удаления растворенных веществ из разбавленного раствора на периодической или непрерывной основе путем термического выпаривания растворенных веществ для поддержания низкого солесодержания раствора. Еще в одном варианте реализации изобретения для поддержания низкого солесодержания указанного раствора может быть использован цикл продувки и перезарядки указанного разбавленного раствора. Дополнительные варианты реализации, которые могут быть осуществлены, содержат использование электродиализа, ионного обмена, емкостную рекомбинацию, испарение через проницаемую мембрану, разделение посредством мембраны или другого разделяющего средства вместо использования процесса обратного осмоса или дистилляционной колонны для разделения разбавленного раствора на концентрированный и разбавленный потоки. Вместо этапа остаточного осмотического давления для выработки электроэнергии из разности солесодержания может быть использован способ обратного электродиализа или другие электрохимические способы. В способе, описанном здесь, широко используются различные подходы с применением тепла или энергии для разделения и последующей или одновременной рекомбинации указанных растворов для выработки электроэнергии. В некоторых из вариантов реализации для улучшения или повышения общего КПД электростанции может быть осуществлено по меньшей мере одно из описанных устройств и способов для осмотического накопления. Например, описанные системы и способы могут быть использованы для дополнения традиционной электрогенерации с базовой нагрузкой на основе таких источников энергии, как уголь и природный газ, или ядерная энергия. Таким образом, существующие установки могут быть модифицированы в соответствии по меньшей мере с одним из вариантов реализации для повышения эффективности,надежности и накопления энергии. В некоторых из неограничивающих вариантов реализации гидроэнергетический потенциал между пресным раствором и концентрированным вытягивающим раствором может составлять примерно 300 бар или примерно 10000 футов (3050 м) гидравлического напора. По меньшей мере в некоторых из неограничивающих вариантов реализации эффективность комплексной системы может лежать в диапазоне 55-85%. По меньшей мере в одном из вариантов реализации доступная эффективность составляет по меньшей мере примерно 75%. В соответствии по меньшей мере с одним из вариантов реализации с использованием описанных здесь систем и способов может быть выработан водный продукт. Указанный водный продукт может иметь по меньшей мере одну характеристику или качество, благодаря которому указанный продукт может быть подходящим или предпочтительным для использования в различных применениях. Водный продукт может быть очищенной водой. По меньшей мере в одном из вариантов реализации водный продукт может быть опресненной водой. Таким образом, в дополнение к накопленной энергии, т.е. электроэнергии, на месте использования или для потребителя в зависимости от требования может быть обеспечена вода. В некоторых из неограничивающих вариантов реализации водный продукт может быть обеспечен для использования в промышленных, ирригационных или питьевых применениях. Водный продукт может быть выработан путем использования описанного процесса разделения. В некоторых из вариантов реализации устройства и способы для осмотического накопления могут быть осуществлены с использованием сбросного тепла, как описано здесь. Таким образом, эффективность накопления энергии в форме процента выхода от входной энергии в некоторых аспектах может показаться несущественной. По меньшей мере в одном из вариантов реализации устройства и способы для осмотического хранения могут быть осуществлены с использованием только сбросного тепла. Тепло может поступать из традиционных тепловых источников для выработки энергии. В некоторых вариантах реализации сбросное тепло может быть обеспечено источниками для выработки энергии на основе угля,природного газа, нефти и ядерной энергии. Например, сбросное тепло может быть обеспечено системами для выработки энергии или комбинированных тепла и энергии, содержащими котлы, газовые турбины и поршневые двигатели. Сбросное тепло может быть обеспечено промышленными или коммерческими котлами для выработки пара и тепла. Тепло также может быть получено из нетрадиционных источников,например при выработке тепла из солнечной энергии, геотермической выработки энергии, из коммунальных систем отопления и кондиционирования или при выработке текучих сред, например из нефти и природного газа, из операций растрескивания пластов и других усовершенствованных способов добычи нефти. В некоторых других вариантах реализации тепло может быть выработано на месте, например, при распределенной выработке энергии в комбинации с осмотическим накоплением, или путем комбинации крупномасштабной выработки энергии с осмотическим накоплением. В некоторых других вариантах реализации может быть осуществлена электрическая версия устройств и способов, как описано выше. Выработанное электричество может быть подано к устройствам согласно таким вариантам реализации с обеспечением питания по меньшей мере для одного типового процесса, связанного с этими устройствами. В указанных вариантах реализации эффективность накопления энергии может быть значительной. По меньшей мере в одном из вариантов реализации гибридные системы и способы могут быть основаны на использовании как сбросного тепла, так и электроэнергии. Сетевые системы для осмотического накопления энергии в соответствии по меньшей мере с одним из вариантов реализации могут быть использованы для тепловой выработки энергии. Осмотическое сетевое устройство для накопления энергии может быть использовано в соединении с любым тепловым источником для выработки энергии с захватом и преобразованием отходного тепла в накопленную и предоставляемую по запросу электроэнергию. Описанные сетевые системы для осмотического накопления энергии могут до 24 ч в сутки заряжаться отходным теплом от энергоустановок и подавать большое количество гидроэнергии в пиковые часы в течение суток, когда энергия является наиболее востребованной и дорогой. Такой подход может повысить общий КПД установки, уменьшить габаритную площадь угольных складов, а также по запросу обеспечить функциональные возможности для подачи части полной выходной мощности, что невозможно при использовании существующих способов. Сетевые системы для осмотического накопления энергии в соответствии по меньшей мере с одним из вариантов реализации также могут быть использованы для накопления солнечного тепла или накопления геотермической энергии. Геотермическое тепло, извлеченное из земли, или традиционного гидротермального источника, или из усовершенствованной системы на основе геотермического источника(EGS), может быть преобразовано в накопленную энергию. Такой подход может повысить общий КПД геотермической энергоустановки, а также может дополнить ее компонент для накопления энергии. Если накопленная энергия является более ценной, то большее количество тепла или высокотемпературного тепла может быть передано системе для осмотического накопления энергии в энергосистеме для увеличения накопления энергии, вместо передачи тепла бинарной установке для непосредственной выработки электроэнергии. В некоторых из вариантов реализации система для осмотического накопления энергии в энергосистеме может быть комбинирована с органическим циклом Ренкина (ORC) для обеспечения наиболее эффективного использования низкотемпературного тепла с температурой ниже 40 С. В соответствии по меньшей мере с одним из вариантов реализации описанные системы для осмотического накопления могут быть использованы для маломасштабного накопления энергии. Сетевая система для осмотического накопления энергии может быть уменьшена до небольшого размера, например в пределах 1-20 МВт, для распределенного, промышленного или потребительского применения накопления энергии. Сетевая система для осмотического накопления энергии может быть интегрирована с маломощными поршневыми двигателями или генераторами, например, для захвата отходного тепла и обеспечения электроэнергии по требованию. Маломасштабные сетевые системы для осмотического накопления энергии также могут использовать тепло от промышленного оборудования, такого как котельные, бойлеры и малые котлы. Сетевые системы для осмотического накопления энергии еще меньшей энергоемкости также могут использовать простые солнечные коллекторы, например, установленные на крышах, для обеспечения электроэнергии по требованию. В соответствии по меньшей мере с одним из вариантов реализации сетевые системы для осмотического накопления энергии могут использоваться для накопления ядерной энергии. Сетевая система для осмотического накопления энергии может быть совмещена с ядерной энергией для накопления большого количества энергии по требованию. Ядерная энергия является чрезвычайно эффективным источником для выработки тепла без углеродных выбросов. Указанное тепло может быть использовано непосредственно или косвенно в форме сбросного тепла для сетевой системы для осмотического накопления энергии. Такой подход может повысить общий КПД ядерной установки и обеспечить механизм накопления энергии, который сегодня отсутствует в ядерных установках. В соответствии по меньшей мере с одним из вариантов реализации сетевые системы для осмотического накопления энергии могут использоваться для централизованного теплоснабжения и кондиционирования. Сетевая система для осмотического накопления энергии может быть использована вместе с системой для снабжения горячей водой, выработанной в теплоцентрали, и кондиционирования. При выработке энергии пар может быть восстановлен посредством конденсатора, в котором отводится тепло. В некоторых случаях, например в системах для совместной выработки тепла и энергии, указанное тепло используется для районного теплоснабжения и кондиционирования. Часто тепло находится в форме горячей воды, которую перекачивают по трубопроводу, проложенному под городской улицей, с температурой в диапазоне 40-50 С. Указанное тепло может быть использовано для питания сетевой системы для осмотического накопления энергии с обеспечением накопления энергии. В соответствии по меньшей мере с одним из вариантов реализации системы для осмотического накопления энергии могут использоваться вместе с осмотическим тепловым насосом. Сетевая система для осмотического накопления энергии может быть использована вместе с геотермическим тепловым насосом для обеспечения необходимого тепла для восстановления вытягивающего раствора. В этом случае дистилляционные колонны могут быть устранены, а вместо них использован подземный тепловой насос,который обеспечивает разделение вытягивающего растворенного вещества. Таким образом, маломасштабные сетевые системы для осмотического накопления энергии могут быть применены в любом месте,где имеются в наличии подповерхностные почвы с подходящими температурами для обеспечения теплом коммунальных, коммерческих и распределенных систем для накопления энергии. В соответствии по меньшей мере с одним из вариантов реализации в сетевых системах для накопления энергии могут быть использованы подходы как с подачей электрической энергии, так и с отдачей электрической энергии. В одном примере для преобразования растворенного двухвалентного солевого раствора в концентрированный раствор и, по существу, разбавленную рабочую текучую среду может быть использован способ обратного осмоса. Указанные растворы могут храниться длительное время,сохраняя энергию в форме химического потенциала. Когда энергия необходима, для рекомбинации указанных растворов может быть использован способ осмоса с остаточным давлением для выработки электроэнергии. В некоторых из вариантов реализации для предотвращения образования растворенных веществ в рабочей текучей среде может быть использован способ полировки, например, включение ионного обмена или других способов разделения. Таким образом, сетевая система для осмотического накопления энергии может препятствовать осаждению растворенного вещества. Слабая кислота и основные анионные и катионные обменные смолы также могут быть использованы с многовалентными солевыми растворами. Также может осуществляться продувка на периодической основе, как описано выше. В соответствии по меньшей мере с одним из вариантов реализации устройства системы и способы в целом могут содержать контроллер для настройки или регулировки по меньшей мере одного рабочего параметра устройства или компонента системы, например, но без ограничения, активирующих клапанов и насосов, а также для регулировки свойств или характеристик по меньшей мере одного потока текучей среды. Контроллер может находиться в электронной связи по меньшей мере с одним датчиком и может быть сконфигурирован с возможностью обнаружения по меньшей мере одного рабочего параметра сис- 12022856 темы, например концентрации, расхода, уровня рН-фактора или температуры. Контроллер в целом может быть сконфигурирован с возможностью выработки управляющего сигнала для регулирования по меньшей мере одного рабочего параметра в ответ на сигнал, выработанный датчиком. Например, контроллер может быть сконфигурирован с возможностью приема представления условий, свойств или состояния любого потока, компонента или подсистемы осмотического устройства для разделения или системы для накопления энергии в энергосистеме. Контроллер обычно содержит алгоритм, который облегчает выработку по меньшей мере одного выходного сигнала, который обычно основан по меньшей мере на одном любом представлении и цели или предпочтительном значении, например уставке. В соответствии по меньшей мере с одним из конкретных аспектов контроллер может быть сконфигурирован с возможностью приема представления любого измеренного свойства и выработки управляющего, активирующего или выходного сигнала для любого из компонентов системы, а также уменьшения любого отклонения измеренного свойства от заданного значения. В соответствии по меньшей мере с одним из вариантов реализации системы и способы для управления процессом могут отслеживать различные уровни концентрации, которые могут быть основаны,например, на обнаруженных параметрах, включая рН-фактор и проводимость. Также можно управлять расходами потоков процесса и уровнями резервуаров. Могут быть отслежены температура и давление. Мембранные протечки могут быть обнаружены с использованием ионных селективных зондов, измерителей рН-фактора, уровней резервуара и расхода потоков. Протечки также могут быть обнаружены путем повышения давления на мембрану со стороны вытягивающего раствора посредством газа и с использованием ультразвуковых дефектоскопов и/или путем визуального наблюдения за протечками со стороны питательной воды. Также могут быть отслежены и другие рабочие и эксплуатационные параметры. Также могут быть отслежены различные КПД процесса, например, путем измерения расхода и качества продуктовой воды, теплового потока, потребляемой электроэнергии и энергоемкости. Протоколы очистки, препятствующие образованию отложений, могут использоваться в зависимости, например, от результатов измерения отклонения расхода от заданного, а также концентрации вытягивающих растворов в заданных точках в мембранной системе. Датчик, установленный на трубопроводе, по которому протекает солевой раствор, может указывать, когда необходимо выполнить очистку например, с использованием протоколов дистилляции, ионного обмена, хлорирования до точки перелома или тому подобное. Это может быть выполнено посредством датчиков рН-фактора, ионоселективных датчиков, спектроскопией инфракрасного преобразования Фурье (FTIR) или другими средствами обнаружения вытягивающих концентраций растворенного вещества. Состояние вытягивающего раствора может быть отслежено для добавления и/или замены растворенных веществ. Схожим образом качество продуктовой воды может быть отслежено традиционным средством или посредством датчика, например датчика аммиака или аммония. Для обнаружения наличия частиц может быть осуществлена спектроскопия FTIR, которая может предоставить информацию, подходящую для использования, например, для обеспечения надлежащей работы установки и для идентификации поведения, например, ионообменных эффектов мембраны. В соответствии по меньшей мере с одним из вариантов реализации системы и способы могут быть интегрированы с электросетью для удовлетворения энергетических требований. Системы и способы могут быть интегрированы с энергетической установкой с базовой нагрузкой для обеспечения резервной энергии или могут быть использованы для выравнивания выхода электроэнергии и повышения надежности питаемых энергией процессов. В некоторых вариантах реализации может быть отслежена потребность в электроэнергии. Контроллер, связанный с описанными здесь системами, может принимать сигнал, указывающий на потребность в электроэнергии. В некоторых вариантах реализации осмотический процесс выработки энергии, например процесс остаточного осмотического давления, описанный выше,может быть инициирован или приведен в диалоговом режиме в соответствие с обнаруженным запросом на электроэнергию. Схожим образом, в случае отсутствия потребности выработка электроэнергии может быть прекращена. Процессы разделения для накопления энергии как потенциальной энергии в форме градиента концентраций между концентрированным раствором и, по существу, деионизированным раствором могут быть осуществлены даже если энергия не вырабатывается. В некоторых других вариантах реализации процессы разделения могут быть выполнены одновременно с выработкой электроэнергии. Работа и преимущества описанного и других вариантов реализации могут быть поняты с большей полнотой из следующего неограничивающего примера. Пример является иллюстративным по своей природе и не должен рассматриваться как ограничивающий объем вариантов реализации. Пример 1. Различные способы накопления энергии, включая описанные осмотические системы и способы,были смоделированы на основе сравнительного размера и рабочих параметров и оценены в отношении эффективности и капитальных затрат. Табл. 1, приведенная ниже, содержит результаты, относящиеся к эффективности. Таблица 1 Эффективность способа накопления энергии Как видно из таблицы, эффективность описанных осмотических систем и способов является конкурентоспособной, в частности благодаря тому факту, что в них может быть использовано сбросное тепло. Результаты оценки также показывают, что описанные осмотические системы и способы отличаются низкими капитальными затратами на 1 кВт по сравнению с традиционными способами накопления энергии. Например, насосные системы для накопления энергии в 2-4 раза дороже. Потоковые батареи дороже в 3 раза. Серно-натриевые батареи дороже в 2,5 раза. Ионно-литиевые батареи дороже в 4 раза. Маховики дороже примерно в 4 раза. Приведенное сравнение доказывает предпочтительность описанных осмотических сетевых систем и способов накопления энергии как в отношении эффективности, так и отношении капитальных затрат. Пример 2. Анализ затрат был выполнен в отношении системы для осмотического накопления энергии в энергосистеме, смоделированной в соответствии по меньшей мере с одним из вариантов реализации, описанных здесь. Спецификация системы, на которой основывалось моделирование, включает полную емкость накопления энергии 600 МВт/ч, поставляемую мощность 100 МВт, поставка в течение 12 ч от получения заказа, давление 150 атм (101,325 кПа), и угольная электростанция мощностью 1 ГВт, используемая для снабжения сбросным теплом. Анализ привел к предполагаемой стоимости 1 кВт/ч 0,08 долларов, что доказывает экономическую оправданность осмотического накопления энергии в энергосистеме в качестве энергетического решения. Пример 3. Был проведен анализ с моделированием стоимости 1 кВт/ч в зависимости от энергоемкости сетевой системы для осмотического накопления энергии в соответствии с различными вариантами реализации. Результаты, представленные в таблице 2, указывают на снижение стоимости 1 кВт/ч с увеличением энергоемкости, измеряемой в мегаватт/часах (МВт/ч). Увеличение энергоемкости в 3 раза обеспечивает снижение более чем в 2 раза. Оцениваемая стоимость в 0,098 долларов США за 1 кВт/ч при энергоемкости хранилища в 30 МВт/ч является более выгодной по сравнению с известными сетевыми средствами для накопления энергии. Таблица 2 Сравнение энергоемкости систем для осмотического накопления энергии Пример 4. Солнечное тепло является одной из самых перспективных развивающихся форм чистой электроэнергии, способной обеспечить большое количество будущего потребления энергии с нулевыми вредными выбросами. Однако способы получения энергии из солнечного тепла нуждаются в дополнении накоплением энергии, так чтобы энергия могла быть доставлена в ночное время, когда солнечный свет отсутствует. Без накопления энергии солнечная тепловая энергия ограничена и обесценена на энергетическом рынке, поскольку она не может быть доступна все 24 ч в сутки. Солнечные тепловые установки для устранения указанной проблемы требуют примерно 16-часового накопления энергии, что немедленно заставляет отказаться от некоторых вариантов накопления энергии в энергосистеме (например, с использованием батарей), которые являются неэкономичными при таких масштабах. Описанное осмотическое накопление энергии в энергосистеме может быть осуществлено в любом месте, где существуют солнеч- 14022856 ные тепловые установки, и может хранить энергию в масштабах мегаватт или даже гигаватт в течение многих часов. Кроме того, поскольку солнечный тепловой процесс является "термическим" процессом выработки энергии, существует значительное пригодное для использования сбросное тепло (с температурой ниже 150 С), которое не участвует в выработке энергии. В течение дня, когда установка вырабатывает электроэнергию на полную мощность, установка также может использовать сбросное тепло для накопления энергии без ухудшения общей интенсивности нагрева (выхода) установки. Ночью осмотическая батарея может быть включена для выпуска энергии и поддержки производительности. Указанный уровень дополнительной надежности может значительно повысить рентабельность солнечной тепловой энергоустановки. Пример 5. Системы и способы для сетевого осмотического накопления энергии могут быть совмещены с комбинированным циклом газовой турбины в соответствии по меньшей мере с одним из вариантов реализации. Предварительное моделирование, как схематически представлено на фиг. 4, предлагает энергоемкость хранилища, превышающую 530 МВт. Пример 6. Системы и способы для сетевого осмотического накопления энергии могут быть интегрированы с дизельным генератором в соответствии по меньшей мере с одним из вариантов реализации. Как схематически показано на фиг. 5 А, система для осмотического накопления энергии может быть интегрирована с дизельным генератором мощностью 10 МВт. Как схематически показано на фиг. 5 В, система для осмотического накопления энергии может быть интегрирована с дизельным генератором, а также с парогенератором-рекуператором для извлечения тепла из горячего газового потока. Пример 7. Системы и способы для сетевого осмотического накопления энергии могут быть интегрированы с процессами охлаждения в энергоустановках в соответствии по меньшей мере с одним из вариантов реализации. Типичный процесс охлаждения в энергоустановке показан на фиг. 6 А. Из фиг. 6 В видно, что осмотическое накопление может быть легко интегрировано в указанный процесс. После описания некоторых иллюстративных вариантов реализации настоящего изобретения для специалистов должно быть очевидно, что предшествующее описание является исключительно иллюстративным и неограничивающим, представленным здесь только в качестве примера. Различные изменения и другие варианты реализации, которые могут быть осуществлены специалистами, рассматриваются как входящие в объем настоящего изобретения. В частности, хотя некоторые из примеров, представленных здесь, охватывают конкретные комбинации этапов способа или элементов системы, следует подразумевать, что указанные этапы и указанные элементы могут быть комбинированы другими способами для достижения тех же задач. Следует отметить, что варианты реализации устройств, систем и способов, описанных здесь, не ограничиваются применением к деталям конструкции и расположению компонентов, сформулированным в описании или проиллюстрированным в сопроводительных чертежах. Устройства, системы и способы могут быть осуществлены в других вариантах реализации или могут быть выполнены различными способами. Примеры конкретного осуществления приведены здесь только в иллюстративных целях и не являются ограничивающими. В частности, этапы способов, элементы и особенности, описанные в связи по меньшей мере с одним из вариантов реализации, не предназначены служить исключениями из этапов способов, элементов и особенностей, выполняющих подобную функцию в любых других вариантах реализации. Специалистам ясно, что параметры и конфигурации, описанные здесь, являются примерами и что фактические параметры и/или конфигурации зависят от конкретного применения, в котором используются системы и способы согласно настоящему изобретению. Специалисты также должны признать эквиваленты конкретных вариантов реализации настоящего изобретения или иметь возможность констатировать такое признание, используя не более чем стандартное экспериментирование. Таким образом, следует подразумевать, что варианты реализации, описанные здесь, представлены здесь лишь в качестве примера и что в рамках любых пунктов приложенной формулы и их эквивалентов настоящее изобретение может быть осуществлено иначе, в отличие от конкретных вариантов реализации, описанных здесь. Кроме того, следует также признать, что настоящее изобретение относится к каждому признаку, системе,подсистеме или способу, описанным здесь, и любая комбинация по меньшей мере двух признаков, систем, подсистем или способов, описанных здесь, и любая комбинация по меньшей мере двух признаков,систем, подсистем и/или способов, если такие признаки, системы, подсистемы и способы не являются взаимно исключающими, находится в пределах объема настоящего изобретения, как определено в пунктах приложенной формулы. Кроме того, этапы способа, элементы и особенности, описанные только в связи с одним вариантом реализации, не должны быть исключены из этапов способа, элементов и особенностей, выполняющих подобные функции роли в других вариантах реализации. Фразы и термины использованы лишь для описания и не должны расцениваться как ограничение. Используемый здесь термин "несколько" относится по меньшей мере к двум элементам или компонентам. Термины "содержащий", "включающий", "несущий", "имеющий", "содержащий" и "охватывающий" в письменном описании или в пунктах приложенной формулы и т.п. являются неограничительными терминами, т.е. означают "включающий помимо прочего". Таким образом, использование таких терминов предназначено для охвата элементов, перечисленных после указанного термина, и их эквивалентов, а также дополнительных элементов. Только переходные фразы "состоящий из" и "состоящий по существу из" являются закрытыми или полузакрытыми переходными фразами соответственно в отношении любых пунктов приложенной формулы. Использование порядковых числительных, например "первый", "второй", "третий", и т.п. в пунктах приложенной формулы для изменения элемента пункта приложенной формулы не означает приоритета, следования или порядка расположения одного элемента пункта приложенной формулы по отношению к другому или временного порядка, в котором выполняются этапы способа, но используются просто в качестве маркировки для различения одного элемента пункта приложенной формулы, имеющего некоторое название, от другого элемента, имеющего то же самое название(но для использования порядкового числительного), для различения элементов пунктов приложенной формулы. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Система осмотического накопления энергии, содержащая источник разбавленного солевого раствора, содержащего аммиак и двуокись углерода в соотношении по меньшей мере 1:1; разделительный блок, гидравлически соединенный с источником разбавленного солевого раствора; источник термической энергии и/или электрической энергии, соединенный с разделительным блоком; первый накопительный резервуар, гидравлически соединенный с разделительным блоком и выполненный с возможностью приема, по существу, разбавленной рабочей текучей среды из разделительного блока и возможностью поддержания разбавленной рабочей текучей среды в изоляции; второй накопительный резервуар, гидравлически соединенный с разделительным блоком и выполненный с возможностью приема концентрированного раствора из разделительного блока и возможностью поддержания концентрированного раствора в изоляции; мембранный модуль, соединенный с первым и вторым накопительными резервуарами; средства для взаимного соединения первого и второго накопительных резервуаров с мембранным модулем и контроллер, соединенный со средствами для взаимного соединения первого и второго накопительных резервуаров с мембранным модулем и обеспечивающий соединение первого и второго накопительных резервуаров с мембранным модулем в ответ на сигнал потребности в электроэнергии. 2. Система по п.1, управляемая контроллером с поддержанием разности солесодержания между, по существу, разбавленной рабочей текучей средой в первом накопительном резервуаре и концентрированным раствором во втором накопительном резервуаре. 3. Система по п.1, в которой разделительный блок содержит дистилляционную колонну, блок для испарения через полупроницаемую перегородку, мембранный разделительный блок, систему для обратного осмоса, нанофильтрационный блок, электродиалитический блок, ионообменный блок, емкостный деионизационный блок и/или электродеионизационный блок. 4. Система по п.1, дополнительно содержащая обменник, работающий под давлением и гидравлически соединенный с мембранным модулем. 5. Система по п.4, дополнительно содержащая турбину, соединенную с обменником, работающим под давлением. 6. Система по п.5, дополнительно содержащая электрический генератор, соединенный с турбиной. 7. Система по п.6, дополнительно содержащая сетевую систему для распределения энергии, соединенную с электрическим генератором. 8. Система по п.1, в которой мембранный модуль гидравлически соединен с разделительным блоком с формированием по меньшей мере части источника разбавленного солевого раствора для разделительного блока. 9. Система по п.4, в которой обменник, работающий под давлением, гидравлически соединен с разделительным блоком с формированием по меньшей мере части источника разбавленного солевого раствора для разделительного блока. 10. Система по п.1, в которой мембранный модуль содержит модуль для осмоса с остаточным давлением. 11. Способ работы системы осмотического накопления энергии по любому из пп.1-10, содержащий этапы, на которых вводят указанный разбавленный солевой раствор в разделительный блок; вводят электрическую энергию и/или термическую энергию в разделительный блок с разделением разбавленного солевого раствора на разбавленную рабочую текучую среду и концентрированный раствор; направляют разбавленную рабочую текучую среду в первый накопительный резервуар; направляют концентрированный раствор во второй накопительный резервуар; поддерживают первый и второй накопительные резервуары в гидравлической изоляции; и соединяют первый и второй накопительные резервуары с мембранным модулем с использованием средств для взаимного соединения и контроллера в ответ на сигнал потребности в энергии. 12. Способ по п.11, согласно которому дополнительно повышают давление на первой стороне мем- 16022856 бранного модуля, принимающей концентрированный раствор из второго накопительного резервуара после их взаимного соединения. 13. Способ по п.11, согласно которому дополнительно гидравлически соединяют мембранный модуль с обменником, работающим под давлением, и/или турбиной для выработки электрической энергии. 14. Способ по п.13, согласно которому дополнительно соединяют электрический генератор с обменником, работающим под давлением, и/или турбиной для выработки электричества. 15. Способ по п.14, согласно которому дополнительно соединяют сетевую систему для распределения энергии с электрическим генератором с доставкой электричества в электросеть.

МПК / Метки

МПК: F03G 7/00

Метки: накопители, сетевые, предприятий, электроэнергетических, масштабе, осмотические

Код ссылки

<a href="https://easpatents.com/20-22856-osmoticheskie-setevye-nakopiteli-v-masshtabe-elektroenergeticheskih-predpriyatijj.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Осмотические сетевые накопители в масштабе электроэнергетических предприятий</a>

Похожие патенты