康奈尔大学的工程师们已经改进了一种模型，不仅可以培育绿色能源，还可以为大量遭受干旱袭击的沿海人口淡化海水。
通过将海水抽到山顶水库，然后利用重力将咸水送到位于同一地点的水力发电厂和反渗透海水淡化设施，科学可以用一个系统满足沿海城市的能源和水合需求。
康奈尔大学工程学院西布里机械与航空航天工程学院助理教授马哈·哈吉说:“随着人口的增长，能源需求和淡水需求也在不断增加。”
Haji和系统工程博士生Matthew Haefner共同撰写了“集成抽水蓄能反渗透系统优化，以反渗透建模中的代理模型开发为特色”，该论文发表在《应用能源》杂志上。
Haji说，综合抽水蓄能反渗透系统(IPHROS)是一个双系统模型，“能量储存和淡水生产以共生的方式耦合在一起”。“水库的储存将使沿海社区能够利用可再生能源为他们的电网和饮用水生产服务。该模型的反渗透部分增加了系统的灵活性。”
在南加州这样的地方，干旱是常见的，农业需要淡水，海水可以是一个可行的解决方案。
在海水被泵送(使用可再生电力)到山顶水库，并流向水电站和社区规模的海水淡化系统后，来自海水淡化的浓缩剩余盐水将与下降的海水相遇并被稀释，然后被输送回远离海岸的海洋。
Haji和Haefner估计，通过优化的模型设计，一个大型系统每天可以提供7950万千瓦时的电力和579万立方米的淡水(大致满足约661,000个家庭的日常需求)，据研究人员说。
Haefner说，IPHRO系统可以帮助减少建筑成本的资本投资，降低维护费用，并以一种自然的方式稀释反渗透后的高盐排放。
海夫纳说:“我们看到世界各地的干旱正在增加，世界上有些地区自然无法获得清洁的饮用水。”
“我们也在很快地消耗含水层，所以即使在历史上水资源安全的地区，由于城市化和全球变暖的影响等因素，它们也变得不那么安全了。”
抽水蓄能水力发电(PSH)——由上游水库向下游水库提供能源的想法——并不是一个新概念。事实上，根据美国能源部(DOE)的数据，截至2021年，美国有43家PSH工厂，总容量为21.9吉瓦，储能容量接近553吉瓦时，占所有公用事业规模国内储能容量的93%。
美国能源部表示，这种水电足够灵活，可以平衡地区电网的电力供应和需求。它可以提供足够的能量，以满足高负荷的需求。
这篇论文归功于麻省理工学院机械工程教授亚历山大·斯洛克姆(Alexander Slocum)在2016年引入了IPHROS概念。哈吉是这本书的合著者之一;该研究通过提供详细的数学模型，扩展了这一概念，并提出了优化设计和操作的框架，以最大限度地提高淡水和能源产量。
“展望未来，我们对能源和水的需求将更加紧迫，”哈吉说。“这些想法本质上是联系在一起的，我们认为iphros——将清洁能源和淡水结合在一起——是我们可以在工具箱中解决这个问题的解决方案。”
更多信息:Matthew W. Haefner等人，集成抽水蓄能反渗透系统优化，在反渗透建模中开发代理模型，应用能源(2023)。引用本文:两系统模型结合海水淡化和能源储存(2023,12月6日)检索自https://techxplore.com/news/2023-12-two-system-combines-desalination-energy-storage.html。除为私人学习或研究目的而进行的任何公平交易外，未经书面许可，不得转载任何部分。内容仅供参考之用。
