Key Takeaways
- Naučnici su osmislili samostalni sistem koji koristi obične solarne panele za proizvodnju struje i vode.
- Sistem koristi poseban hidrogel koji je vješt u prikupljanju vodene pare iz atmosfere.
-
Voda se koristi za navodnjavanje biljaka i hlađenje panela, čime se povećava njihova efikasnost.
Solarni paneli nude divnu opciju za proizvodnju zelene energije, a istraživači su sada pronašli način da ih učine još korisnijima.
Tim naučnika kreirao je samostalni sistem na solarni pogon koji ne samo da koristi solarne panele za proizvodnju energije, već koristi i višak toplote za stvaranje vode iz vazduha.
"Poboljšanje [efikasnosti] solarnih elektrana je potreba sata", rekao je za Lifewire preko LinkedIn-a Sunil Mysore, osnivač i izvršni direktor startup-a za alternativno očuvanje energije i vode, Hinren Engineering. "Ovo će biti značajan izum u fotonaponskoj industriji i mnogo će pomoći u osiguravanju održivosti u ciklusu voda-energija-ishrana."
Vodeni sportovi
Predvođeni Peng Wangom, profesorom ekoloških nauka i inženjeringa na Univerzitetu nauke i tehnologije kralja Abdulaha (KAUST), Saudijska Arabija, naučnici su postavili redovne solarne panele na poseban hidrogel koji može sakupljati vodenu paru u vazduhu. Kada višak toplote sa panela dođe do gela, on ispušta paru u kutiju, gde se zatim kondenzuje u kapi vode.
Da bi testirali koncept, istraživači su napravili prototipsku verziju svog sistema i stavili ga kroz tri testa u različito doba godine. U dvije sedmice tokom najtoplijeg doba godine, sistem je proizveo 1.519 vat-časova električne energije i oko dva litra vode iz zraka. Te dvije litre korištene su za navodnjavanje 60 vodenih sjemenki spanaća posađenih u plastičnu kutiju, a istraživači su primijetili da je njih 57 niklo i normalno raslo.
U izjavi, Wang je istakao da naučnici žele da koriste sistem za jeftino snabdevanje energijom i vodom kako bi pomogli milionima ljudi koji žive van mreže, posebno u udaljenim i posebno suvim klimatskim područjima.
To je vrijedan cilj s obzirom da Svjetska zdravstvena organizacija (WHO) procjenjuje da preko dvije milijarde ljudi nema pristup uslugama pitke vode kojima se bezbedno upravlja. U stvari, izvještaj Our World In Data iz 2019. otkrio je da nehigijenska voda dovodi do preko milion smrtnih slučajeva svake godine.
"Naš cilj je da stvorimo integrisani sistem proizvodnje čiste energije, vode i hrane, posebno deo koji stvara vodu u našem dizajnu, koji nas izdvaja od trenutnih agro-fotovoltaika", primetio je Wang.
Manje otpada
Pored korišćenja toplote za hvatanje atmosferske vode, naučnici primećuju da hidrogel takođe pomaže u povećanju efikasnosti solarnih panela.
Prema Mysoreu, manje od 20 posto energije koja udari u solarni panel pretvara se u električnu energiju. Ostatak se pretvara u toplinu, što rezultira da paneli postaju još manje efikasni.
Wangov sistem pomaže u rješavanju ovog problema radeći na dva načina. U režimu hlađenja, hidrogel je stalno izložen atmosferskom vazduhu. Tokom noći skuplja molekule vode koji, kada se zagreju tokom narednog dana, isparavaju i uzimaju višak toplote sa panela, snižavajući njihovu temperaturu.
"To je način na koji ljudsko tijelo smanjuje temperaturu znojenjem", kaže Wang. Režim hlađenja ne sakuplja vodu, ali prema istraživačima, može pomoći da se poveća električna snaga solarnog panela za oko 10 posto.
Jordan Macknick, vodeći analitičar Energy-Water-Land u Nacionalnoj laboratoriji 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 kojima nedostaje infrastruktura širom svijeta.
"Međutim, još uvijek postoje izazovi povezani sa zahtjevima korištenja zemljišta za ove tehnologije u kontekstu toga koliko vode mogu proizvesti u datom području, što bi moglo ograničiti njihov potencijal u proširenju za veće primjene", primijetio je Macknick.
Da bi dizajn sa dokazom koncepta pretvorili u stvarni proizvod, tim planira kreirati bolji hidrogel koji može apsorbirati više vode iz zraka prije nego što sistem gurne 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 postavile Ujedinjene nacije," napomenuo je Wang. "Nadam se da naš dizajn može biti decentralizirani sistem napajanja i vode za osvjetljavanje domova i vodenih usjeva."
