Солнечная панель для выработки электричества и опреснения воды

Исследователи попытались улучшить взаимосвязь опреснения воды и выработку электроэнергии, и разработали устройство, которое сделало бы эти процессы более эффективными и менее расточительным

Исследователи из KAUST (Университет науки и техники имени короля Абдаллы), Саудовская Аравия, разработали устройство, которое производит как чистую питьевую воду, так и электричество, используя только солнечную возобновляемую энергию.

В этом устройстве тепловые потери от генерации фотоэлектрической энергии используются для производства пресной воды. Производство воды и энергии тесно взаимосвязаны. Например, традиционные солнечные фермы используют чистую воду для очистки панелей, в то время как опреснительные установки потребляют большое количество электроэнергии для выработки питьевой воды.

Исследователи попытались улучшить эту глубокую взаимосвязь и разработали устройство, которое сделало бы производство энергии и чистой воды более эффективным и менее расточительным. Оно может улавливать потери тепла от солнечных батарей и использовать его для производства пресной воды.

Традиционные коммерческие солнечные панели имеют максимальную эффективность 20%. Оставшиеся 80% теряются и передаются окружающему воздуху в виде тепла. Устройство от KAUST содержит структуру из водяных каналов, разделенных между собой пористыми гидрофобными мембранами и слоями теплопроводящих материалов. Эта система крепится к нижней стороне обычной коммерческой солнечной фотоэлектрической панели.

Вместо того, чтобы уходить в воздух, отработанное тепло от панели испаряет морскую воду в самом верхнем канале. Пар проникает через пористую мембрану и конденсируется в виде чистой пресной воды в канале чуть ниже. Когда пар конденсируется, его тепло проходит через теплопроводящий слой к следующему каналу с морской водой, рециркулируя энергию для производства воды более высокой очистки.

Устройство использует три сложенных слоя каналов дистилляции, передавая энергию от слоя к слою, и может производить до 1,64 литра чистой питьевой воды на квадратный метр солнечной панели каждый час. Исследование было опубликовано в журнале Nature Communications [1]. Это более чем вдвое превышает производство чистой питьевой воды в традиционных устройствах, использующих солнечную энергию. Также было отмечено, что такой процесс опреснения воды не снижает уровень выработки электроэнергии солнечной панелью.

Ссылки:

1. https://doi.org/10.1038/s41467-019-10817-6

Источник: EurekAlert