A legfontosabb elvitelek
- A tudósok kidolgoztak egy önálló rendszert, amely hagyományos napelemeket használ elektromos áram és víz előállítására.
- A rendszer egy speciális hidrogélt használ, amely jól összegyűjti a vízgőzt a légkörből.
-
A vizet a növények öntözésére és a panel hűtésére használják, ezáltal növelve a hatékonyságukat.
A napelemek csodálatos lehetőséget kínálnak zöld energia előállítására, és a kutatók most megtalálták a módját, hogy még hasznosabbá tegyék őket.
Egy tudós csapat napenergiával működő, önálló rendszert hozott létre, amely nemcsak napelemeket használ az energia előállítására, hanem a felesleges hőt víz előállítására is felhasználja.
"A naperőművek hatékonyságának javítása az óra szükséglete" - mondta Sunil Mysore, a Hinren Engineering alternatív energia- és víztakarékossági startup alapítója és vezérigazgatója a Lifewire-nek a LinkedInen keresztül. "Ez mérföldkőnek számító találmány lesz a fotovoltaikus iparban, és nagymértékben hozzájárul a víz-energia-táplálkozás körforgás fenntarthatóságának biztosításához."
Vízisportok
Peng Wang, a Szaúd-Arábiai Király Abdullah Tudományos és Technológiai Egyetem (KAUST) környezettudományi és mérnöki professzora vezetésével a tudósok szabályos napelemeket helyeztek el egy speciális hidrogél tetején, amely képes összegyűjteni a levegőben szálló vízgőzt. Amikor a panelek felesleges hője a gélhez jut, gőzt bocsát ki egy dobozba, ahol azután vízcseppekké kondenzálódik.
A koncepció tesztelése érdekében a kutatók megépítették rendszerük prototípus-változatát, és az év különböző időszakaiban háromszor tesztelték. Az év legmelegebb időszakában a két hétben a rendszer 1519 wattóra áramot és körülbelül két liter vizet termelt levegőből. Ezt a két litert 60 műanyag dobozba ültetett spenótmag öntözésére használták, és a kutatók megállapították, hogy ebből 57 kicsírázott és normálisan nőtt.
Wang közleményében megjegyezte, hogy a tudósok a rendszer segítségével olcsón energiát és vizet biztosítanak a hálózaton kívül élő emberek millióinak megsegítésére, különösen a távoli és különösen száraz éghajlatú területeken.
Ez méltó célkitűzés, tekintve, hogy az Egészségügyi Világszervezet (WHO) becslései szerint több mint kétmilliárd ember nem fér hozzá biztonságosan kezelt ivóvízszolgáltatásokhoz. Valójában az Our World In Data 2019-es jelentése felfedezte, hogy a nem higiénikus víz évente több mint egymillió halálesetet okoz.
"Célunk a tiszta energia-, víz- és élelmiszertermelés integrált rendszerének létrehozása, különös tekintettel a tervezésünkben a víztermelésre, ami megkülönböztet minket a jelenlegi agro-fotovoltaiktól" - jegyezte meg Wang.
Kevesebb hulladék
Amellett, hogy a hőt használják a légköri víz felfogására, a tudósok megjegyzik, hogy a hidrogél a napelemek hatékonyságának növelésében is segít.
Mysore szerint a napelemeket elérő energia kevesebb mint 20 százaléka válik elektromossággá. A többit hővé alakítják, ami azt eredményezi, hogy a panelek még kevésbé hatékonyak.
Wang rendszere két üzemmódban segít megoldani ezt a problémát. Hűtési módban a hidrogél folyamatosan légköri levegő hatásának van kitéve. Az éjszaka folyamán összegyűjti a vízmolekulákat, amelyek a következő nap folyamán felmelegítve elpárolognak, és elvonják a felesleges hőt a panelről, csökkentve a hőmérsékletüket.
"Az emberi test így csökkenti a hőmérsékletet izzadással" - mondja Wang. A hűtési mód nem gyűjt vizet, de a kutatók szerint körülbelül 10 százalékkal növelheti a napelemek elektromos teljesítményét.
Jordan Macknick, a National Renewable Energy Laboratory (NREL) vezető Energy-Water-Land elemzője a Lifewire-nek e-mailben elmondta, hogy Wang kutatása értelmes megoldást jelenthet az energia-, víz- és élelmiszer-hozzáférési kihívások egyidejű kezelésére. infrastruktúrával nem rendelkező területek világszerte.
"Azonban továbbra is kihívások vannak e technológiák földhasználati követelményeivel összefüggésben azzal összefüggésben, hogy mennyi vizet tudnak termelni egy adott területen, ami korlátozhatja lehetőségeiket a nagyobb alkalmazásokhoz való kiterjesztésében" Macknick.
Ahhoz, hogy a koncepcionális tervezést tényleges termékké alakítsák, a csapat egy jobb hidrogél létrehozását tervezi, amely több vizet tud felszívni a levegőből, mielőtt a rendszert a valós használatba helyezné.
"Az Egyesült Nemzetek Szervezete által kitűzött Fenntartható Fejlődési Célok része annak biztosítása, hogy a Földön mindenki hozzáférjen a tiszta vízhez és a megfizethető tiszta energiához" - jegyezte meg Wang. "Remélem, hogy a tervezésünk egy decentralizált áram- és vízrendszer lehet otthonok és vízinövények megvilágítására."
