کاملا منفعل خورشیدی آب شیرین کن سیستم توسعه یافته توسط محققان در دانشگاه MIT و در چین می تواند با ارائه بیش از 1.5 گالن آب آشامیدنی تازه در هر ساعت برای هر متر مربع از انرژی خورشیدی جمع آوری منطقه است. این سیستم به طور بالقوه می تواند در خدمت خارج از شبکه خشك مناطق ساحلی به ارائه کارآمد و کم هزینه آب منبع.

این سیستم با استفاده از لایه های متعدد از تخت خورشیدی اواپراتور و خازن اندود شده تا در یک عمودی آرایه و صدر با شفاف aerogel عایق. آن توضیح داده شده است در یک کاغذ ظاهر می شود امروز در مجله انرژی و محیط زیست, علم, نوشته شده توسط MIT دانشجویان دکترا Lenan ژانگ و لین Zhao, postdoc Zhenyuan زو استاد مهندسی مکانیک و سر گروه ساناز وانگ و هشت نفر دیگر در دانشگاه MIT و در شانگهای Jiao تانگ دانشگاه در چین است.

کلید این سیستم بهره وری نهفته است در این راه با استفاده از آن هر یک از مراحل متعدد به desalinate آب است. در هر مرحله حرارت منتشر شده از مرحله قبل است مهار به جای هدر رفته است. در این راه این تیم تظاهرات دستگاه می تواند دستیابی به بهره وری به طور کلی از 385 درصد در تبدیل انرژی نور خورشید به انرژی از تبخیر آب است.

این دستگاه در اصل یک لایه خورشیدی هنوز هم با مجموعه ای از تبخیر و تغلیظ قطعات مانند کسانی که مورد استفاده برای تقطیر مشروب. آن را با استفاده از پانل های مسطح به جذب گرما و پس از آن که انتقال حرارت به لایه ای از آب به طوری که آن را شروع به تبخیر شود. این بخار سپس متراکم در کنار پنل. که آب می شود جمع آوری شده در حالی که گرما از بخار چگالش منتقل می شود به لایه بعدی.

هر زمان که بخار متراکم در سطح آن منتشر گرما; در نمونه کندانسور سیستم های حرارتی است که به سادگی از دست داد به محیط زیست است. اما در این چند اواپراتور منتشر گرما جریان به بعد تبخیر لایه بازیافت حرارت خورشیدی و افزایش بهره وری به طور کلی.

“هنگامی که شما متراکم شما انتشار انرژی به گرما” وانگ می گوید. “اگر شما بیش از یک مرحله شما می توانید با استفاده از گرما است.”

اضافه کردن لایه های بیشتر و افزایش راندمان تبدیل برای تولید آب آشامیدنی اما هر لایه نیز می افزاید: هزینه و فله به سیستم. تیم مستقر در 10 مرحله سیستم خود را برای اثبات مفهوم دستگاه که تست شده بر روی یک MIT ساختمان پشت بام. سیستم تحویل آب خالص است که بیش از شهرستان آب آشامیدنی استاندارد در نرخ 5.78 لیتر در هر متر مربع (در حدود 1.52 گالن در هر 11 فوت مربع) از انرژی خورشیدی جمع آوری منطقه است. این است که بیش از دو بار به عنوان بسیاری به عنوان رکورد مقدار قبلا تولید شده توسط هر گونه منفعل خورشیدی آب شیرین کن سیستم وانگ می گوید.

از لحاظ تئوری با نمک زدایی مراحل و بیشتر بهینه سازی چنین سیستم هایی می تواند به طور کلی سطح بهره وری به عنوان بالا که 700 یا 800 درصد ژانگ می گوید.

بر خلاف برخی از سیستم های آب شیرین کن هیچ تجمع نمک یا متمرکز خیار شور دفع می شود. در یک شناور آزاد پیکربندی هر گونه نمک تجمع می یابد که در طول روز به سادگی می توان به عقب در شب از طریق فتیلهسازی مواد و بازگشت به آب دریا با توجه به محققان.

خود تظاهرات واحد ساخته شده بود بیشتر از ارزان مواد به راحتی در دسترس از قبیل تجاری, سیاه, جاذب انرژی خورشیدی و حوله کاغذی برای مویرگی فتیله برای حمل آب در تماس با جاذب انرژی خورشیدی. در بسیاری از تلاش های دیگر را غیر فعال خورشیدی سیستم های آب شیرین کن خورشیدی جاذب مواد و فتیلهسازی مواد شده اند یک جزء است که نیاز به تخصصی و گران قیمت مواد وانگ می گوید. “ما قادر به جدا کردن این دو است.”

گران ترین جزء از نمونه اولیه یک لایه شفاف aerogel استفاده به عنوان عایق در بالای پشته اما این تیم نشان می دهد دیگر کمتر از گران قیمت مقره استفاده می شود می تواند به عنوان یک جایگزین. (این aerogel خود را ساخته شده از خاک-ارزان سیلیس اما نیاز به متخصص خشک کردن تجهیزات برای تولید آن است.)

وانگ تاکید می کند که تیم های کلیدی سهم یک چارچوب برای درک چگونه برای بهینه سازی از جمله چند مرحله ای سیستم های منفعل که آنها تماس حرارتی موضعی چند مرحله ای آب شیرین کن. فرمول آنها توسعه یافته می تواند به احتمال زیاد توان به انواع مواد و دستگاه های معماری اجازه می دهد برای بیشتر بهینه سازی سیستم های مبتنی بر مقیاس های مختلف از عمل یا شرایط محلی و مواد.

یکی ممکن است پیکربندی خواهد بود پانل های شناور در آب شور مانند یک impoundment برکه. این می تواند به طور مداوم و منفعلانه ارائه تازه آب از طریق لوله به ساحل تا زمانی که خورشید می درخشد در هر روز. سیستم های دیگر می تواند طراحی شده برای خدمت به خانواده تنها شاید با استفاده از یک صفحه تخت بزرگ کم عمق مخزن از آب دریا است که توسط پمپ و یا در انجام. تیم تخمین می زند که یک سیستم با حدود 1 متر مربع خورشیدی جمع آوری منطقه می تواند در دیدار با نوشیدن روزانه آب نیازهای یک فرد است. در تولید آنها فکر می کنم یک سیستم ساخته شده است در خدمت نیازهای یک خانواده ممکن است ساخته شده است برای حدود $100.

محققان طرح آزمایش های بیشتر به ادامه برای بهینه سازی انتخاب مواد و تنظیمات و تست دوام سیستم شرايط واقعی. آنها نیز خواهد شد کار بر روی ترجمه طراحی خود را lab-scale دستگاه را به یک چیزی که خواهد بود مناسب برای استفاده توسط مصرف کنندگان است. امید است که آن را در نهایت می تواند نقش مهمی در کاهش کمبود آب در بخش هایی از جهان در حال توسعه که در آن برق قابل اعتماد کمیاب است اما آب دریا و نور خورشید فراوان هستند.

تیم تحقیقاتی شامل Bangjun Li Chenxi وانگ و Ruzhu وانگ در شانگهای Jiao تانگ دانشگاه و Bikram Bhatia کایل Wilke Youngsup آهنگ عمر Labban و جان Lienhard که Abdul Latif Jameel استاد از آب در MIT. این پژوهش با حمایت ملی علوم طبیعی پایه و چین و سنگاپور-MIT داد تحقیقات و فناوری و دانشگاه MIT تاتا مرکز فناوری و طراحی.

tinyurlis.gdv.gdv.htclck.ruulvis.netshrtco.de