Ключови изводи
- Учените са създали самостоятелна система, която използва обикновени слънчеви панели за генериране на електричество и вода.
- Системата използва специален хидрогел, който е опитен в събирането на водни пари от атмосферата.
-
Водата се използва за напояване на растенията и охлаждане на панела, като по този начин повишава тяхната ефективност.
Слънчевите панели предлагат прекрасна възможност за генериране на зелена енергия и изследователите вече са намерили начин да ги направят още по-полезни.
Екип от учени създаде самостоятелна система, захранвана от слънчева енергия, която не само използва слънчеви панели за генериране на енергия, но също така използва излишната топлина, за да направи вода от въздух.
„Подобряването на [ефективността] на слънчевите електроцентрали е необходимостта на момента“, Sunil Mysore, основател и главен изпълнителен директор на стартираща компания за алтернативна енергия и пестене на вода, Hinren Engineering, каза пред Lifewire чрез LinkedIn. „Това ще бъде забележително изобретение във фотоволтаичната индустрия и ще допринесе много за осигуряване на устойчивост в цикъла вода-енергия-хранене.“
Водни спортове
Ръководени от Peng Wang, професор по екологични науки и инженерство в Университета за наука и технологии на крал Абдула (KAUST), Саудитска Арабия, учените поставиха обикновени слънчеви панели върху специален хидрогел, който може да събира водни пари във въздуха. Когато излишната топлина от панелите стигне до гела, той освобождава пара в кутия, където след това се кондензира в капки вода.
За да тестват концепцията, изследователите създадоха прототипна версия на своята система и я подложиха на три теста през различни периоди от годината. За двете седмици през най-горещото време на годината системата генерира 1519 вата часа електричество и около два литра вода от въздуха. Тези два литра са използвани за напояване на 60 водни семена от спанак, засадени в пластмасова кутия, и изследователите отбелязват, че 57 от тях са покълнали и са се развили нормално.
В изявление Уанг отбеляза, че учените искат да използват системата, за да осигурят евтина енергия и вода, за да помогнат на милионите хора, живеещи извън мрежата, особено в отдалечени и особено сухи климатични райони.йени
Това е достойна цел, като се има предвид, че Световната здравна организация (СЗО) изчислява, че над два милиарда души нямат достъп до безопасно управлявани услуги за питейна вода. Всъщност доклад от 2019 г. на Our World In Data разкри, че нехигиеничната вода води до над един милион смъртни случая всяка година.
"Нашата цел е да създадем интегрирана система за производство на чиста енергия, вода и храна, особено частта за създаване на вода в нашия дизайн, което ни отличава от сегашните агро-фотоволтаици, " отбеляза Уанг.
По-малко отпадъци
В допълнение към използването на топлината за улавяне на атмосферна вода, учените отбелязват, че хидрогелът също помага за увеличаване на ефективността на слънчевите панели.
Според Mysore, по-малко от 20 процента от енергията, която удря слънчев панел, се превръща в електричество. Останалото се превръща в топлина, което води до още по-малко ефективност на панелите.
Системата на Wang помага за решаването на този проблем, като работи в два режима. В режим на охлаждане хидрогелът е изложен на атмосферния въздух през цялото време. През нощта той събира водни молекули, които при нагряване през следващия ден се изпаряват и отнемат излишната топлина от панела, понижавайки температурата им.
"Ето как човешкото тяло намалява температурата чрез изпотяване", казва Уанг. Режимът на охлаждане не събира вода, но според изследователите може да помогне за увеличаване на електрическата мощност на слънчев панел с около 10 процента.
Джордан Макник, водещият анализатор енергия-вода-земя в Националната лаборатория за възобновяема енергия (NREL), каза пред Lifewire по имейл, че изследването на Уанг може да предостави смислено решение за едновременно справяне с предизвикателствата за достъп до енергия, вода и храна в райони без инфраструктура по света.
„Въпреки това все още има предизвикателства, свързани с изискванията за земеползване на тези технологии в контекста на това колко вода могат да произведат в дадена област, което може да ограничи техния потенциал при разширяване на мащаба за по-големи приложения“, отбеляза Макник.
За да превърне дизайна с доказателство за концепцията в действителен продукт, екипът планира да създаде по-добър хидрогел, който може да абсорбира повече вода от въздуха, преди да накара системата да се използва в реалния свят.
„Да гарантираме, че всеки на Земята има достъп до чиста вода и достъпна чиста енергия е част от целите за устойчиво развитие, определени от Обединените нации“, отбеляза Уанг. „Надявам се, че нашият дизайн може да бъде децентрализирана система за захранване и вода за осветяване на домове и водни култури.“
