Ključni podaci za van
- Znanstvenici su osmislili samostalni sustav koji koristi obične solarne ploče za proizvodnju struje i vode.
- Sustav koristi poseban hidrogel koji je vješt u skupljanju vodene pare iz atmosfere.
-
Voda se koristi za navodnjavanje biljaka i hlađenje panela, čime se povećava njihova učinkovitost.
Solarni paneli nude prekrasnu opciju za proizvodnju zelene energije, a istraživači su sada pronašli način da ih učine još korisnijima.
Tim znanstvenika stvorio je samostalni sustav na solarni pogon koji ne samo da koristi solarne panele za proizvodnju energije, već također koristi višak topline za proizvodnju vode iz zraka.
"Poboljšanje [učinkovitosti] solarnih elektrana potreba je trenutka", rekao je Sunil Mysore, osnivač i glavni izvršni direktor Hinren Engineeringa, pokretača alternativne energije i očuvanja vode, za Lifewire putem LinkedIna. "Ovo će biti značajan izum u fotonaponskoj industriji i uvelike će doprinijeti osiguravanju održivosti u ciklusu voda-energija-prehrana."
Sportovi na vodi
Pod vodstvom Peng Wanga, profesora znanosti o okolišu i inženjerstva na Sveučilištu znanosti i tehnologije kralja Abdullaha (KAUST), Saudijska Arabija, znanstvenici su postavili obične solarne ploče na poseban hidrogel koji može skupljati vodenu paru u zraku. Kada višak topline s panela dođe do gela, on ispušta paru u kutiju, gdje se zatim kondenzira u kapljice vode.
Kako bi testirali koncept, istraživači su napravili prototipsku verziju svog sustava i stavili ga kroz tri testa tijekom različitih doba godine. U dva tjedna najtoplijeg doba godine sustav je proizveo 1.519 watt-sati električne energije i oko dvije litre vode iz zraka. Te dvije litre iskorištene su za navodnjavanje 60 vodenih sjemenki špinata posađenih u plastičnu kutiju, a istraživači su primijetili da je njih 57 proklijalo i normalno raslo.
U izjavi, Wang je istaknuo da znanstvenici žele koristiti sustav za jeftinu opskrbu energijom i vodom kako bi pomogli milijunima ljudi koji žive izvan mreže, posebno u udaljenim i posebno suhim klimatskim područjima.
To je vrijedan cilj s obzirom na procjenu Svjetske zdravstvene organizacije (WHO) da više od dvije milijarde ljudi nema pristup uslugama pitke vode kojima se sigurno upravlja. Zapravo, izvješće časopisa Our World In Data iz 2019. otkrilo je da nehigijenska voda svake godine uzrokuje više od milijun smrti.
"Naš cilj je stvoriti integrirani sustav čiste energije, vode i proizvodnje hrane, posebno dio za stvaranje vode u našem dizajnu, koji nas razlikuje od trenutnih agro-fotonapona," istaknuo je Wang.
Manje otpada
Osim korištenja topline za zadržavanje atmosferske vode, znanstvenici primjećuju da hidrogel također pomaže u povećanju učinkovitosti solarnih ploča.
Prema Mysoreu, manje od 20 posto energije koja udari u solarni panel pretvara se u električnu energiju. Ostatak se pretvara u toplinu, što rezultira time da ploče postaju još manje učinkovite.
Wangov sustav pomaže riješiti ovaj problem radeći u dva načina. U režimu hlađenja, hidrogel je cijelo vrijeme izložen atmosferskom zraku. Tijekom noći skuplja molekule vode koje, kada se zagriju tijekom sljedećeg dana, isparavaju i preuzimaju višak topline s ploče, snižavajući njihovu temperaturu.
"To je način na koji ljudsko tijelo snižava temperaturu znojenjem", kaže Wang. Način hlađenja ne skuplja vodu, ali prema istraživačima, može pomoći u povećanju električne snage solarne ploče za oko 10 posto.
Jordan Macknick, vodeći analitičar energije, vode i zemljišta u Nacionalnom laboratoriju za obnovljivu energiju (NREL), rekao je za Lifewire putem e-pošte da bi Wangovo istraživanje moglo pružiti smisleno rješenje za istovremeno rješavanje izazova pristupa energiji, vodi i hrani u područja bez infrastrukture diljem svijeta.
"Međutim, još uvijek postoje izazovi povezani sa zahtjevima za korištenjem zemljišta ovih tehnologija u kontekstu količine vode koju mogu proizvesti u određenom području, što bi moglo ograničiti njihov potencijal u povećanju za veće primjene", primijetio je Macknick.
Kako bi se dokazani dizajn koncepta pretvorio u stvarni proizvod, tim planira stvoriti bolji hidrogel koji može apsorbirati više vode iz zraka prije nego što sustav stavi u upotrebu u stvarnom svijetu.
"Osigurati da svi na Zemlji imaju pristup čistoj vodi i pristupačnoj čistoj energiji dio je ciljeva održivog razvoja koje su postavili Ujedinjeni narodi," istaknuo je Wang. "Nadam se da naš dizajn može biti decentralizirani sustav napajanja i vode za osvjetljavanje domova i zalijevanje usjeva."
