Recomandări cheie
- Oamenii de știință au conceput un sistem autonom care folosește panouri solare obișnuite pentru a genera atât electricitate, cât și apă.
- Sistemul folosește un hidrogel special care este priceput la colectarea vaporilor de apă din atmosferă.
-
Apa este folosită pentru a iriga plantele și a răci panoul, crescând astfel eficiența acestora.
Panourile solare oferă o opțiune minunată pentru generarea de energie verde, iar cercetătorii au găsit acum o modalitate de a le face și mai utile.
O echipă de oameni de știință a creat un sistem autonom alimentat de energie solară care nu numai că folosește panouri solare pentru a genera energie, ci și căldura în exces pentru a face apă din aer.
„Îmbunătățirea [eficienței] centralelor solare este nevoia momentului”, a declarat Sunil Mysore, fondator și CEO la startupul alternativ de conservare a energiei și a apei, Hinren Engineering, pentru Lifewire prin LinkedIn. „Aceasta va fi o invenție de reper în industria fotovoltaică și va contribui foarte mult în asigurarea durabilității în ciclul apă-energie-nutriție.”
Sporturi acvatice
Conduși de Peng Wang, profesor de științe și inginerie a mediului la Universitatea de Știință și Tehnologie King Abdullah (KAUST), Arabia Saudită, oamenii de știință au plasat panouri solare obișnuite deasupra unui hidrogel special care poate colecta vaporii de apă din aer. Când excesul de căldură de la panouri ajunge la gel, eliberează abur într-o cutie, unde este apoi condensat în picături de apă.
Pentru a testa conceptul, cercetătorii au construit o versiune prototip a sistemului lor și au pus-o la încercare în trei teste în diferite perioade ale anului. În cele două săptămâni din perioada cea mai călduroasă a anului, sistemul a generat 1.519 wați-oră de energie electrică și aproximativ doi litri de apă din aer. Acei doi litri au fost folosiți pentru a iriga 60 de semințe de spanac de apă plantate într-o cutie de plastic, iar cercetătorii au observat că 57 dintre ele au încolțit și au crescut normal.
Într-o declarație, Wang a menționat că oamenii de știință doresc să folosească sistemul pentru a furniza energie și apă la prețuri ieftine pentru a ajuta milioane de oameni care trăiesc în afara rețelei, în special în zonele îndepărtate și în special cu climă uscată.
Acesta este un obiectiv demn, având în vedere că Organizația Mondială a Sănătății (OMS) estimează că peste două miliarde de oameni nu au acces la servicii de apă potabilă gestionate în siguranță. De fapt, un raport din 2019 de la Our World In Data a descoperit că apa neigienă duce la peste un milion de decese în fiecare an.
„Scopul nostru este de a crea un sistem integrat de energie curată, apă și producție de alimente, în special partea de creare a apei din designul nostru, care ne diferențiază de agro-fotovoltaica actuală”, a menționat Wang.
mai puține deșeuri
Pe lângă utilizarea căldurii pentru a capta apa atmosferică, oamenii de știință observă că hidrogelul ajută și la creșterea eficienței panourilor solare.
Potrivit lui Mysore, mai puțin de 20% din energia care lovește un panou solar este transformată în electricitate. Restul este transformat în căldură, ceea ce face ca panourile să devină și mai puțin eficiente.
Sistemul Wang ajută la rezolvarea acestei probleme prin funcționarea în două moduri. În modul de răcire, hidrogelul este expus la aerul atmosferic în orice moment. În timpul nopții, colectează molecule de apă care, atunci când sunt încălzite în ziua următoare, se evaporă și iau excesul de căldură din panou, scăzând temperatura lor.
„Așa este modul în care corpul uman reduce temperatura prin transpirație”, spune Wang. Modul de răcire nu colectează apă, dar, potrivit cercetătorilor, poate ajuta la creșterea puterii electrice a unui panou solar cu aproximativ 10 la sută.
Jordan Macknick, analist principal Energy-Water-Land la National Renewable Energy Laboratory (NREL), a declarat pentru Lifewire prin e-mail că cercetarea lui Wang ar putea oferi o soluție semnificativă pentru abordarea simultană a provocărilor legate de accesul la energie, apă și alimente în zone fără infrastructură în întreaga lume.
„Cu toate acestea, există încă provocări asociate cu cerințele de utilizare a terenurilor ale acestor tehnologii în contextul cantității de apă pot produce într-o anumită zonă, ceea ce le-ar putea limita potențialul de extindere pentru aplicații mai mari”, a observat. Macknick.
Pentru a transforma designul de dovadă a conceptului într-un produs real, echipa intenționează să creeze un hidrogel mai bun care poate absorbi mai multă apă din aer înainte de a împinge sistemul în utilizarea în lumea reală.
„A se asigura că toată lumea de pe Pământ are acces la apă curată și la energie curată la prețuri accesibile face parte din Obiectivele de dezvoltare durabilă stabilite de Națiunile Unite”, a menționat Wang. „Sper că designul nostru poate fi un sistem descentralizat de energie și apă pentru iluminarea caselor și a culturilor de apă.”
