موارد مهم
- دانشمندان یک سیستم مستقل ابداع کرده اند که از پنل های خورشیدی معمولی برای تولید برق و آب استفاده می کند.
- این سیستم از یک هیدروژل ویژه استفاده می کند که در جمع آوری بخار آب از جو ماهر است.
-
آب برای آبیاری گیاهان و خنک کردن پانل استفاده می شود و در نتیجه کارایی آنها افزایش می یابد.
پنل‌های خورشیدی گزینه‌ای فوق‌العاده برای تولید انرژی سبز هستند و محققان اکنون راهی برای مفیدتر کردن آنها پیدا کرده‌اند.
تیمی از دانشمندان یک سیستم مستقل با انرژی خورشیدی ایجاد کرده اند که نه تنها از پنل های خورشیدی برای تولید انرژی استفاده می کند، بلکه از گرمای اضافی برای تولید آب از هوا نیز استفاده می کند.
سونیل میسور، بنیانگذار و مدیر عامل استارت آپ جایگزین انرژی و صرفه جویی در آب، مهندسی Hinren، به Lifewire از طریق LinkedIn گفت: "بهبود کارایی نیروگاه های خورشیدی نیاز روز است." "این یک اختراع برجسته در صنعت فتوولتائیک خواهد بود و راه طولانی در تضمین پایداری در چرخه آب-انرژی-تغذیه خواهد داشت."
ورزش های آبی
دانشمندان به رهبری پنگ وانگ، استاد علوم و مهندسی محیط زیست در دانشگاه علم و فناوری ملک عبدالله (KAUST)، عربستان سعودی، پنل های خورشیدی معمولی را در بالای یک هیدروژل مخصوص قرار دادند که می تواند بخار آب موجود در هوا را جمع آوری کند. هنگامی که گرمای اضافی پانل ها به ژل می رسد، بخار را در یک جعبه آزاد می کند و سپس به قطرات آب متراکم می شود.
برای آزمایش این مفهوم، محققان یک نسخه اولیه از سیستم خود را ساختند و آن را در سه آزمایش در زمان‌های مختلف سال انجام دادند. در دو هفته در گرمترین زمان سال، این سیستم 1519 وات ساعت برق و حدود دو لیتر آب از هوا تولید کرد. از این دو لیتر برای آبیاری 60 بذر اسفناج آبی کاشته شده در یک جعبه پلاستیکی استفاده شد و محققان خاطرنشان کردند که 57 عدد از آنها جوانه زدند و به طور طبیعی رشد کردند.
در بیانیه ای، وانگ خاطرنشان کرد که دانشمندان می خواهند از این سیستم برای تأمین انرژی و آب ارزان برای کمک به میلیون ها نفری که خارج از شبکه زندگی می کنند، به ویژه در مناطق دورافتاده و به ویژه با آب و هوای خشک استفاده کنند..
با توجه به برآورد سازمان بهداشت جهانی (WHO) که بیش از دو میلیارد نفر به خدمات آب آشامیدنی مدیریت شده ایمن دسترسی ندارند، هدف ارزشمندی است. در واقع، گزارشی در سال 2019 از Our World In Data نشان داد که آب غیربهداشتی هر سال منجر به مرگ بیش از یک میلیون نفر می شود.
"هدف ما ایجاد یک سیستم یکپارچه از انرژی پاک، آب و تولید مواد غذایی است، به ویژه بخش تولید آب در طراحی ما، که ما را از فتوولتائیک های کشاورزی فعلی متمایز می کند."
ضایعات کمتر
علاوه بر استفاده از گرما برای به دام انداختن آب اتمسفر، دانشمندان خاطرنشان می کنند که هیدروژل همچنین به افزایش کارایی پنل های خورشیدی کمک می کند.
طبق گزارش Mysore، کمتر از 20 درصد انرژی که به یک صفحه خورشیدی برخورد می کند به برق تبدیل می شود. بقیه به گرما تبدیل می‌شود که در نتیجه کارایی پانل‌ها حتی کمتر می‌شود.
سیستم Wang با عملکرد در دو حالت به حل این مشکل کمک می کند. در حالت خنک کننده، هیدروژل همیشه در معرض هوای اتمسفر است. در طول شب، مولکول‌های آب را جمع‌آوری می‌کند که وقتی در روز بعد گرم می‌شوند، تبخیر می‌شوند و گرمای اضافی را از پانل می‌گیرند و دمای آنها را پایین می‌آورند.
وانگ می گوید: «این چگونه بدن انسان با تعریق دما را کاهش می دهد. حالت خنک‌کننده آب را جمع‌آوری نمی‌کند، اما به گفته محققان، می‌تواند به افزایش خروجی الکتریکی یک پنل خورشیدی تا حدود 10 درصد کمک کند.
جردن مک نیک، تحلیلگر ارشد انرژی-آب-زمین در آزمایشگاه ملی انرژی های تجدیدپذیر (NREL)، از طریق ایمیل به Lifewire گفت که تحقیقات وانگ می تواند راه حلی معنادار برای رسیدگی همزمان به چالش های دسترسی به انرژی، آب و غذا در مناطق فاقد زیرساخت در سراسر جهان.
با این حال، هنوز چالش‌هایی در ارتباط با الزامات کاربری زمین این فناوری‌ها در زمینه میزان آب تولیدی آنها در یک منطقه خاص وجود دارد، که می‌تواند پتانسیل آنها را در افزایش مقیاس برای کاربردهای بزرگ‌تر محدود کند. مک نیک.
برای تبدیل طرح اثبات مفهوم به یک محصول واقعی، این تیم قصد دارد یک هیدروژل بهتر ایجاد کند که بتواند آب بیشتری را از هوا قبل از استفاده از سیستم در دنیای واقعی جذب کند.
"اطمینان از دسترسی همه افراد روی زمین به آب تمیز و انرژی پاک مقرون به صرفه بخشی از اهداف توسعه پایدار تعیین شده توسط سازمان ملل است." "امیدوارم طراحی ما بتواند یک سیستم برق و آب غیرمتمرکز برای روشن کردن خانه ها و محصولات آبی باشد."
