Новости

Солнечная система опреснения быстро производит питьевую воду, не засоряясь.

Солнечная система опреснения быстро производит питьевую воду, не засоряясь

Исследователи разработали новую систему опреснения на солнечной энергии, которая производит большое количество питьевой воды и использует технологию, вдохновленную океаном, чтобы избежать проблемы засорения солей. В увеличенном масштабе система сможет обеспечить достаточно питьевой воды для удовлетворения ежедневных потребностей небольшой семьи.

В последние годы был разработан ряд систем опреснения на солнечной энергии для решения проблемы поддержания устойчивых поставок пресной воды. Однако частой проблемой является накопление солей, которые засоряют систему и влияют на скорость производства воды.

Чтобы решить эту проблему, исследователи из Массачусетского технологического института и Шанхайского университета Цзяо Тонг черпали вдохновение из природного явления, а именно: как Глубоководные течения возникают из-за разницы в плотности воды. Этот процесс известен как термохалинная циркуляция.

Новая система исследователей улучшает их предыдущую конструкцию, аналогичную концепцию, состоящую из нескольких слоев, называемых «этапами». Каждая ступень содержала испаритель и конденсатор, которые использовали солнечный свет для пассивного отделения соли от поступающей воды. Хотя он эффективно использовал солнечную энергию для испарения воды, через несколько дней он засорился из-за накопления соли. Итак, исследователи опробовали версию термохалинной циркуляции как способ уменьшения накопления солей.

Новая конструкция представляет собой одну ступень, похожую на тонкую коробку, покрытую темным материалом, поглощающим тепло Солнца. Внутри коробка разделена на верхнюю и нижнюю части. Вода течет через верхнюю половину, где потолок покрыт слоем испарителя, который использует солнечное тепло для нагрева и испарения любой воды, вступающей в прямой контакт. Водяной пар направляется в нижнюю секцию, где слой конденсатора охлаждает пар на воздухе, превращая его в бессолевую питьевую воду.

Вся коробка наклонена, что в сочетании с тепловой энергией солнечного света заставляет воду завихряться при прохождении через нее. Это движение помогает воде соприкасаться с верхним испаряющимся слоем, сохраняя при этом циркуляцию соли и предотвращая ее осаждение и засорение.

Солнечная система опреснения производит питьевую воду быстро, не засоряясь

Графическое представление того, как работает система опреснения на солнечной энергииGao et al. <р>«Теперь мы представляем еще более мощную конвекцию, аналогичную той, которую мы обычно видим в океане, в километровых масштабах», — сказал Чжэньюань Сюй, один из авторов исследования. «Когда морская вода подвергается воздействию воздуха, солнечный свет заставляет воду испаряться. Когда вода уходит с поверхности, остается соль. И чем выше концентрация соли, тем плотнее жидкость, и эта более тяжелая вода хочет течь вниз. Имитируя это явление шириной в километр в небольшой коробке, мы можем воспользоваться этой функцией, чтобы отказаться от соли».

Исследователи обнаружили, что их система производит пресную воду с различными концентрациями соли: от природной морской воды до воды, которая в семь раз более соленая. Они говорят, что если бы систему увеличить до размеров небольшого чемодана, она могла бы производить от 4 до 6 л (1,1–1,6 галлона) воды в час и прослужить несколько лет, прежде чем потребуются запасные части.

Из-за высокой производительности системы, высокого уровня удаления соли, длительного срока службы и того факта, что она работает на солнечной энергии и не требует электричества, исследователи говорят, что общая стоимость эксплуатации системы будет дешевле, чем стоимость производства. водопроводной воды в США.

«Мы показываем, что это устройство способно прослужить долго», — сказал Ян Чжун, соавтор исследования. «Это означает, что впервые питьевая вода, производимая солнечным светом, может быть дешевле, чем водопроводная вода. Это открывает возможность использования солнечного опреснения для решения реальных проблем».

Исследование было опубликовано в журнале Joule.

Источник

Нажмите, чтобы оценить статью
[Итого: 0 Среднее значение: 0]

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Кнопка «Наверх»