Naujos vandenį gaminančios saulės baterijos gali turėti didelį poveikį žaliajai energijai

Saulės baterijos yra puiki galimybė gaminti žaliąją energiją, o dabar mokslininkai rado būdą, kaip jas padaryti dar naudingesnes.

Mokslininkų komanda sukūrė a saulės energija varoma autonominė sistema kuri ne tik naudoja saulės baterijas energijai gaminti, bet ir šilumos perteklių gamina vandenį iš oro.

„Pagerinti saulės elektrinių efektyvumą yra valandos poreikis“, Sunil Mysore, alternatyvios energijos ir vandens taupymo įmonės įkūrėjas ir generalinis direktorius, Hinren inžinerija, sakė Lifewire per LinkedIn. „Tai bus svarbus išradimas fotovoltinės pramonės srityje ir labai padės užtikrinti vandens, energijos ir mitybos ciklo tvarumą.

Vandens sportas

Vadovauja Peng Wang, aplinkos mokslų ir inžinerijos profesorius iš Karaliaus Abdullah mokslo universiteto ir Technologijos (KAUST), Saudo Arabija, mokslininkai pastatė įprastas saulės baterijas ant specialaus hidrogelio, kuris gali surinkti ore esančius vandens garai. Kai šilumos perteklius iš plokščių patenka į gelį, jis išleidžia garus į dėžę, kur kondensuojasi į vandens lašus.

Norėdami išbandyti koncepciją, mokslininkai sukūrė savo sistemos prototipą ir išbandė ją trimis bandymais skirtingais metų laikais. Per dvi savaites karščiausiu metų laiku sistema iš oro pagamino 1519 vatvalandžių elektros energijos ir apie du litrus vandens. Tais dviem litrais buvo laistoma 60 vandens špinatų sėklų, pasodintų plastikinėje dėžutėje, ir mokslininkai pastebėjo, kad 57 iš jų išdygo ir normaliai auga.

PareiškimeWang pažymėjo, kad mokslininkai nori panaudoti sistemą, kad pigiai tiektų energiją ir vandenį, kad padėtų milijonams žmonių, gyvenančių už tinklo ribų, ypač atokiose ir ypač sauso klimato vietovėse.

Tai vertas tikslas, atsižvelgiant į Pasaulio sveikatos organizacijos (PSO) skaičiavimus, kad daugiau nei du milijardai žmonių neturi prieigos prie saugiai valdomų geriamojo vandens paslaugų. Tiesą sakant, 2019 m. „Our World In Data“ ataskaitoje buvo nustatyta, kad vanduo yra nehigieniškas kasmet sukelia daugiau nei milijoną mirčių.

„Mūsų tikslas – sukurti integruotą švarios energijos, vandens ir ypač maisto gamybos sistemą vandens kūrimo dalis mūsų projekte, kuri išskiria mus nuo dabartinės agrofotovoltinės energijos“, – pažymėjo Wang.

Mažiau atliekų

Be šilumos panaudojimo atmosferos vandeniui sulaikyti, mokslininkai pažymi, kad hidrogelis taip pat padeda padidinti saulės baterijų efektyvumą.

Pasak Mysore, mažiau nei 20 procentų energijos, kuri patenka į saulės bateriją, paverčiama elektra. Likusi dalis paverčiama šiluma, todėl plokštės tampa dar mažiau efektyvios.

Wang sistema padeda išspręsti šią problemą, veikdama dviem režimais. Aušinimo režimu hidrogelis visą laiką yra veikiamas atmosferos oro. Naktį jis surenka vandens molekules, kurios, kaitinamos kitą dieną, išgaruoja ir paima šilumos perteklių iš plokštės, sumažindamos jų temperatūrą.

„Taip, kaip žmogaus kūnas sumažina temperatūrą prakaituodamas“, – sako Wang. Aušinimo režimas nerenka vandens, tačiau, pasak mokslininkų, jis gali padėti padidinti saulės baterijos elektros galią apie 10 procentų.

Jordanas Macknickas, pagrindinis Energy-Water-Land analitikas Nacionalinė atsinaujinančios energijos laboratorija (NREL), sakė Lifewire el. paštu, kad Wang tyrimas gali būti reikšmingas sprendimas vienu metu sprendžiant energijos, vandens ir maisto prieigos problemas srityse, kuriose trūksta infrastruktūros visame pasaulyje.

„Tačiau vis dar yra iššūkių, susijusių su šių technologijų žemės naudojimo reikalavimais, atsižvelgiant į tai, kiek vandens, kurį jie gali pagaminti tam tikroje vietovėje, o tai gali apriboti jų potencialą didinti panaudojimą“, – pastebėta Macknickas.

Kad koncepcijos įrodymą paverstų tikru produktu, komanda planuoja sukurti geresnį hidrogelį, kuris galėtų sugerti daugiau vandens iš oro, prieš pradėdamas sistemą naudoti realiame pasaulyje.

„Jungtinių Tautų nustatytų tvaraus vystymosi tikslų dalis yra užtikrinti, kad kiekvienas Žemėje turėtų prieigą prie švaraus vandens ir įperkamos švarios energijos“, – pažymėjo Wang. "Tikiuosi, kad mūsų dizainas gali būti decentralizuota elektros ir vandens sistema, skirta apšviesti namus ir vandens augalus."