Прототип нового опреснительного устройства на солнечной энергии находится на вершине Массачусетского технологического института. Изображение: любезно предоставлено исследователями.

В приморских сообществах, где много солнца, скоро может появиться достаточно пресной воды без электричества.

Международная группа ученых разработала дешевый способ снабжения жаждущих сообществ пресной водой, делая питьевую морскую воду без использования электричества.

Говорят, что пока светит солнце, их устройство будет производить достаточно качественной питьевой воды, чтобы удовлетворить потребности семьи, и стоить около 100 долларов США (77 фунтов).

Ученые из Массачусетского технологического института (MIT), США и Шанхайского университета Цзяо Тонг, Китай, считают, что их мозговая волна предлагает простое решение для испытывающих жажду островов и засушливых прибрежных районов, которые не имеют надежного электроснабжения, но имеют доступ к морской воде. Это может даже помочь предотвратить некоторые массовые миграции, ожидаемые в результате изменения климата.

Материалы по теме

Индия должна прекратить вырубку своих гор, если она хочет бороться с наводнениями

Как защитить людей в районе Великих озер от экстремальных климатических явлений

Тепло климата означает новое вино из знакомых мест

Исследователи сообщают о своей работе в журнале Энергетика и экология, Тестирование их прототипа на крыша в Массачусетском технологическом институтеони производили более 1.5 галлона пресной питьевой воды каждый час на каждый квадратный метр солнечной площади.

Их устройство имеет форму куба, с несколькими слоями солнечных испарителей и конденсаторов, сложенными один над другим, увенчанными слоем прозрачной изоляции. По сути это многослойный солнечная неподвижностьПодобно тем, которые веками использовались для приготовления крепких напитков, и сегодня используются во многих областях.

«Этот новый подход очень важен. Одной из проблем в опреснении на солнечной основе является низкая эффективность. Эта повышенная эффективность будет иметь общее влияние на снижение стоимости производимой воды ».

Солнечное излучение все еще использует плоские панели для поглощения тепла, которое затем передается слою воды, которая начинает испаряться. Пар конденсируется на следующей панели, и вода собирается, а тепло от конденсации пара передается на слой выше.

Всякий раз, когда пар конденсируется на поверхности, он выделяет тепло; в типичных конденсаторных системах это тепло просто теряется в окружающей среде. Но в этой многослойной версии выделенное тепло передается следующему испаряющемуся слою, рециркулируя солнечное тепло и повышая общую эффективность.

Материалы по теме

Как индонезийские рыбаки отказываются от разрушительной рыбалки

Изменение климата угрожает кофе - но мы обнаружили вкусные дикие виды, которые могут помочь сохранить ваш утренний отвар

Перед лицом чрезвычайной климатической ситуации: скорбь о будущем, о котором ты думал

Эффективность достигается за счет использования каждой из нескольких стадий для удаления соли из морской воды, при этом тепло, выделяемое на предыдущей стадии, используется, а не тратится впустую. Таким образом, демонстрационное устройство команды показало общую эффективность 385% в преобразовании энергии солнечного света в испарение.

Эвелин Ван, соавторсказал: «Когда вы конденсируете воду, вы выделяете энергию в виде тепла. Если у вас есть более одного этапа, вы можете воспользоваться этим жаром ».

Стоимость компромисса

Хотя добавление большего количества слоев повышает эффективность преобразования системы, каждый слой также увеличивает стоимость и объем. Команда определилась с 10-ступенчатой ​​системой для своего устройства для проверки концепции.

Он поставлял чистую воду, которая превышала стандарты городской питьевой воды, из расчета 5.78 литра на квадратный метр (около 1.52 галлона на 11 квадратных футов) площади солнечного сбора. По словам профессора Вана, это более чем в два раза превышает рекордное количество, ранее произведенное любой такой пассивной системой опреснения на солнечной энергии.

И большое преимущество этой системы в том, что она имеет механизм само-промывки, который каждую ночь будет очищать накопление соли и возвращать ее в море.

Один из возможных способов использования системы - использование плавающих панелей на соленой воде. Панели могли доставлять постоянную пресную воду по трубам к берегу, пока светило солнце. Другие системы могут быть спроектированы для обслуживания одной семьи, возможно, с использованием плоской панели на большом неглубоком резервуаре с морской водой.

По оценкам группы, система с площадью солнечного сбора примерно в один квадратный метр могла бы удовлетворить ежедневные потребности в питьевой воде одного человека. В производстве они считают, что система, созданная для удовлетворения потребностей семьи, может быть построена примерно за 100 долларов.

Более дешевые замены

Самым дорогим компонентом прототипа является прозрачный слой аэрогель используется в качестве изолятора на вершине стека, но команда предлагает использовать другие менее дорогие изоляторы. (Сам аэрогель сделан из очень дешевого кремнезема, но для его изготовления требуется специальное сушильное оборудование.)

Материалы по теме

Тепловой удар: врач предлагает советы, чтобы оставаться в безопасности, когда температура поднимается

Как защитить людей в районе Великих озер от экстремальных климатических явлений

Как бороться с лесными пожарами и изменением климата с водно-болотными угодьями

«Этот новый подход очень важен», - говорит Профессор Рави Прашер из Национальной лаборатории им. Лоуренса Беркли и Калифорнийский университет в Беркли, который не принимал участия в исследовании.

«Одной из проблем, связанных с опреснением на солнечной основе, является низкая эффективность из-за потери значительной энергии при конденсации.

«Эффективно собирая энергию конденсации, общая эффективность использования солнечного света и пара значительно улучшается… Эта повышенная эффективность будет иметь общее влияние на снижение стоимости производимой воды». - Сеть климатических новостей