Keeawayt
- Tutkijat ovat kehittäneet itsenäisen järjestelmän, joka käyttää tavallisia aurinkopaneeleja sekä sähkön että veden tuottamiseen.
- Järjestelmässä käytetään erityistä hydrogeeliä, joka on taitava keräämään vesihöyryä ilmakehästä.
-
Vettä käytetään kasvien kasteluun ja paneelin jäähdyttämiseen, mikä lisää niiden tehokkuutta.
Aurinkopaneelit tarjoavat upean vaihtoehdon vihreän energian tuottamiseen, ja tutkijat ovat nyt löytäneet tavan tehdä niistä entistä hyödyllisempiä.
Tutkijaryhmä on luonut aurinkovoimalla toimivan itsenäisen järjestelmän, joka paitsi käyttää aurinkopaneeleja energian tuottamiseen, myös käyttää ylimääräistä lämpöä veden valmistamiseen ilmasta.
"Aurinkovoimaloiden tehokkuuden parantaminen on hetken tarve", Sunil Mysore, Hinren Engineeringin vaihtoehtoisen energia- ja vedensäästöyrityksen perustaja ja toimitusjohtaja kertoi Lifewirelle LinkedInin kautta. "Tämä on maamerkkikeksintö aurinkosähköteollisuudessa ja varmistaa pitkälle kestävän kehityksen vesi-energia-ravitsemuskierrossa."
Vesiurheilu
Saudi-Arabiassa King Abdullahin tiede- ja teknologiayliopiston (KAUST) ympäristötieteen ja -tekniikan professorin Peng Wangin johdolla tutkijat asettivat tavalliset aurinkopaneelit erityisen hydrogeelin päälle, joka pystyy keräämään ilmassa leviävää vesihöyryä. Kun paneelien ylimääräinen lämpö pääsee geeliin, se vapauttaa höyryn laatikkoon, jossa se sitten tiivistyy vesipisaroiksi.
Konseptin testaamiseksi tutkijat rakensivat prototyyppiversion järjestelmästään ja suorittivat sen kolmessa testissä eri vuodenaikoina. Vuoden kuumimman ajan kahden viikon aikana järjestelmä tuotti ilmasta 1 519 wattituntia sähköä ja noin kaksi litraa vettä. Näillä kahdella litralla kastellaan 60 muovilaatikkoon istutettua pinaatinsiementä, ja tutkijat havaitsivat, että niistä 57 itäi ja kasvoi normaalisti.
Wang huomautti lausunnossaan, että tutkijat haluavat käyttää järjestelmää energian ja veden tuottamiseen halvalla auttaakseen miljoonia ihmisiä, jotka elävät verkon ulkopuolella, erityisesti syrjäisillä ja erityisesti kuivan ilmaston alueilla.
Se on arvokas tavoite, kun otetaan huomioon Maailman terveysjärjestön (WHO) arvioiden, että yli kahdella miljardilla ihmisellä ei ole pääsyä turvallisesti hoidettuun juomavesipalveluihin. Itse asiassa Our World In Datan vuoden 2019 raportti havaitsi, että epähygieeninen vesi aiheuttaa yli miljoonan kuoleman joka vuosi.
"Tavoitteemme on luoda integroitu järjestelmä puhtaasta energiasta, vedestä ja ruuan tuotannosta, erityisesti suunnittelussamme vedentuotanto-osuudesta, mikä erottaa meidät nykyisestä maatalouden aurinkosähköstä", totesi Wang.
Vähemmän jätettä
Sen lisäksi, että se käyttää lämpöä ilmakehän veden vangitsemiseen, tutkijat huomauttavat, että hydrogeeli auttaa myös lisäämään aurinkopaneelien tehokkuutta.
Mysoren mukaan alle 20 prosenttia aurinkopaneeliin osuvasta energiasta muuttuu sähköksi. Loput muunnetaan lämmöksi, mikä johtaa paneelien tehokkuuteen.
Wangin järjestelmä auttaa ratkaisemaan tämän ongelman toimimalla kahdessa tilassa. Jäähdytystilassa hydrogeeli on jatkuvasti alttiina ilmakehän ilmalle. Yön aikana se kerää vesimolekyylejä, jotka seuraavan päivän aikana kuumennettaessa haihtuvat ja ottavat ylimääräisen lämmön paneelista alentaen niiden lämpötilaa.
"Näin ihmiskeho laskee lämpötilaa hikoilemalla", Wang sanoo. Jäähdytystila ei kerää vettä, mutta tutkijoiden mukaan se voi auttaa lisäämään aurinkopaneelin sähkötehoa noin 10 prosenttia.
Jordan Macknick, johtava Energy-Water-Land-analyytikko National Renewable Energy Laboratorysta (NREL), kertoi Lifewirelle sähköpostitse, että Wangin tutkimus voisi tarjota mielekkään ratkaisun energian, veden ja ruoan saatavuuden haasteisiin samanaikaisesti. alueet, joilla ei ole infrastruktuuria ympäri maailmaa.
"Näiden teknologioiden maankäyttövaatimuksiin liittyy kuitenkin edelleen haasteita, jotka liittyvät siihen, kuinka paljon vettä ne voivat tuottaa tietyllä alueella, mikä saattaa rajoittaa niiden mahdollisuuksia laajentaa laajempia sovelluksia", totesi. Macknick.
Muuntaakseen konseptimallin todelliseksi tuotteeksi tiimi suunnittelee luovansa paremman hydrogeelin, joka voi imeä enemmän vettä ilmasta ennen järjestelmän työntämistä tosielämään.
"Varmistaa, että kaikilla maapallolla on mahdollisuus saada puhdasta vettä ja kohtuuhintaista puhdasta energiaa, on osa YK:n asettamia kestävän kehityksen tavoitteita", Wang totesi. "Toivon, että suunnittelumme voi olla hajautettu sähkö- ja vesijärjestelmä kodin ja kasvien valaisemiseen."
