Võtmed kaasavõtmiseks
- Teadlased on välja töötanud iseseisva süsteemi, mis kasutab nii elektri kui ka vee tootmiseks tavalisi päikesepaneele.
- Süsteem kasutab spetsiaalset hüdrogeeli, mis suudab atmosfäärist veeauru koguda.
-
Vett kasutatakse taimede niisutamiseks ja paneeli jahutamiseks, suurendades seeläbi nende tõhusust.
Päikesepaneelid pakuvad suurepärast võimalust rohelise energia tootmiseks ja teadlased on nüüd leidnud viisi, kuidas need veelgi kasulikumaks muuta.
Teadlaste meeskond on loonud päikeseenergial töötava iseseisva süsteemi, mis mitte ainult ei kasuta energia tootmiseks päikesepaneele, vaid kasutab ka liigset soojust õhust vee valmistamiseks.
"Päikeseelektrijaamade tõhususe parandamine on tunni vajadus," ütles Sunil Mysore, alternatiivse energia- ja veesäästuettevõtte Hinren Engineering asutaja ja tegevjuht Lifewire'ile LinkedIni kaudu. "See on fotogalvaanilise tööstuse maamärk ja aitab oluliselt tagada jätkusuutlikkuse vee-energia-toitumise tsüklis."
Vesport
Saudi Araabia Kuningas Abdullahi teaduse ja tehnoloogia ülikooli (KAUST) keskkonnateaduse ja inseneri professori Peng Wangi juhtimisel asetasid teadlased tavalised päikesepaneelid spetsiaalse hüdrogeeli peale, mis suudab koguda õhus levivat veeauru. Kui paneelide liigne soojus jõuab geelini, eraldab see auru kasti, kus see kondenseerub seejärel veepiiskadeks.
Konseptsiooni testimiseks koostasid teadlased oma süsteemist prototüüpversiooni ja katsetasid seda kolmel erineval aastaajal. Aasta kuumimal ajal tootis süsteem kahe nädala jooksul õhust 1519 vatt-tundi elektrit ja umbes kaks liitrit vett. Neid kahte liitrit kasutati plastkarpi istutatud 60 veespinatiseemne niisutamiseks ja teadlased märkisid, et 57 neist tärkasid ja kasvasid normaalselt.
Wang märkis oma avalduses, et teadlased soovivad süsteemi kasutada odav alt energia ja vee pakkumiseks, et aidata miljoneid inimesi, kes elavad väljaspool võrku, eriti kaugetes ja eriti kuiva kliimaga piirkondades.
See on väärt eesmärk, arvestades Maailma Terviseorganisatsiooni (WHO) hinnanguid, et enam kui kahel miljardil inimesel puudub juurdepääs ohutult juhitud joogiveeteenustele. Tegelikult avastas Our World In Data 2019. aasta aruanne, et ebahügieeniline vesi põhjustab igal aastal üle miljoni surma.
"Meie eesmärk on luua puhta energia, vee ja toiduainete tootmise integreeritud süsteem, eriti meie disainis vee loomise osa, mis eristab meid praegusest agro-fotogalvaanilisest energiast," märkis Wang.
Vähem jäätmeid
Lisaks soojuse kasutamisele atmosfäärivee püüdmiseks, märgivad teadlased, et hüdrogeel aitab suurendada ka päikesepaneelide tõhusust.
Mysore'i sõnul muudetakse vähem kui 20 protsenti päikesepaneeli tabavast energiast elektriks. Ülejäänu muudetakse soojuseks, mille tulemusena muutuvad paneelid veelgi vähem tõhusaks.
Wangi süsteem aitab seda probleemi lahendada, töötades kahes režiimis. Jahutusrežiimis puutub hüdrogeel kogu aeg kokku atmosfääriõhuga. Öösel kogub see veemolekule, mis järgmisel päeval kuumutamisel aurustuvad ja võtavad paneelilt liigse soojuse, alandades nende temperatuuri.
"Nii vähendab inimkeha temperatuuri higistamisega, " ütleb Wang. Jahutusrežiim ei kogu vett, kuid teadlaste sõnul võib see aidata suurendada päikesepaneeli elektrivõimsust umbes 10 protsenti.
Jordan Macknick, riikliku taastuvenergia laboratooriumi (NREL) juhtiv energia-vee-maa analüütik, ütles Lifewire'ile e-kirja teel, et Wangi uuringud võivad pakkuda sisuka lahenduse energia-, vee- ja toiduga seotud probleemide samaaegseks lahendamiseks. piirkonnad, kus puudub infrastruktuur kogu maailmas.
"Siiski on nende tehnoloogiate maakasutusnõuetega seotud väljakutseid seoses sellega, kui palju vett nad antud piirkonnas toota suudavad, mis võib piirata nende potentsiaali suuremate rakenduste jaoks laiendada," märkis. Macknick.
Et muuta kontseptsiooni tõestav disain tegelikuks tooteks, kavatseb meeskond luua parema hüdrogeeli, mis suudab enne süsteemi reaalsesse kasutusse võtmist õhust rohkem vett imada.
"ÜRO seatud säästva arengu eesmärkide osaks on tagada, et kõigil Maal oleks juurdepääs puhtale veele ja taskukohase hinnaga puhtale energiale," märkis Wang. "Loodan, et meie disain võib olla detsentraliseeritud elektri- ja veesüsteem, mis valgustab kodusid ja veevilju."
