طراحی صفحات خورشیدی برای تولید برق و آب شیرین همزمان با هم
رأی دهید
محققان راهی برای تصفیه آب و تولید الکتریسیته از یک دستگاه واحد که از خورشید نیرو می گیرد پیدا کرده اند.
دانشمندان صفحات خورشیدی را طوری طراحی کردند که نه فقط برق تولید می کند، بلکه با استفاده از حرارت تولید شده آب دریا را تقطیر و تصفیه می کند.
به اعتقاد آنها این طرح می تواند به بهبود زندگی در مناطق آفتابگیر با منابع محدود آب کمک کند.
نویسنده اصلی این گزارش می گوید انتظار دارد نوع تجاری این وسیله ظرف پنج سال در دسترس قرار گیرد.
انرژی و آب پاکیزه از چالش های عمده توسعه قابل دوام به خصوص در میان کشورهای درحال ظهور است.
با این حال رویکردهای سنتی برای تولید برق با مصرف مقدار زیادی آب همراه است. در آمریکا و اروپا حدود ۵۰ درصد آب استخراجی برای تولید انرژی به کار می رود.
به همین شکل، تقطیر آب دریا در کشورهایی که منابع آب شیرین آنها محدود است، انرژی زیادی می برد. تخمین زده می شود که در کشورهای عربی حدود ۱۵ درصد برق تولیدی صرف تهیه آب آشامیدنی می شود.
اکنون محققان فکر می کنند راهی برای ترکیب این دو در یک وسیله واحد پیدا کرده اند.
صفحات مدرن خورشیدی فقط کسری از نور را تبدیل به الکتریسیته می کنند چون با محدودیت های فیزیکی روبرو هستند. به طور عادی حدود ۱۰ تا ۲۰ درصد انرژی خورشید تبدیل به برق می شود و بقیه به صورت حرارت هدر می رود.
در آزمایش تازه، دانشمندان یک واحد تقطیر با غشاء سه مرحله ای طراحی کردند و آن را به پشت یک صفحه پی وی (فتوولتاییک) نصب کردند.
غشاء دستگاه تقطیر آب دریا را در دمای نسبتا کم بخار می کند. محققان با کمک این وسیله توانستند سه برابر دستگاه های تقطیر خورشیدی آب تولید کنند و همزمان تولید انرژی برق هم با بازدهی ۱۱ درصد در جریان بود.
پروفسور پنگ وانگ از دانشگاه علوم و فناوری ملک عبدالله در عربستان سعودی می گوید: "حرارت تلف شده از صفحات خورشیدی تاکنون مورد توجه نبود، یعنی قبلا کسی به آن به عنوان یک منبع نگاه نمی کرد."
"ما از این حرارت برای بخار کردن آبی که از غشاء می گذرد استفاده کردیم. در سوی دیگر دستگاه میعان اتفاق می افتد. از آنجا که این یک دستگاه تقطیر چند مرحله ای است، اجازه می دهد از حرارت بلااستفاده در مرحله میعان برای چرخه مجدد تبخیر آب استفاده کنیم. برای همین میزان تولید آب شیرین این دستگاه خیلی بالاست."
به گفته نویسندگان اگر این فناوری به مرحله تولید انبوه می رسید و به کار گرفته می شد می توانست ده درصد کل آب مصرفی جهان در سال ۲۰۱۷ را تامین کند.
با این حال پیش از تولید نمونه های تجاری این دستگاه باید گام های دشوار زیادی برداشته شود. از جمله برای نصب آن مساحت زیادی لازم است.
پروفسور وانگ گفت: "از آن می توان در نواحی ساحلی استفاده کرد به شرطی که هدف تامین آب یک شهر یک میلیون نفری نباشد. این یک فناوری مناسب برای تامین آب در ابعاد کوچک تا متوسط است."
نتایج این مطالعه در نشریه "ارتباطات نیچر" چاپ شده است.
دانشمندان صفحات خورشیدی را طوری طراحی کردند که نه فقط برق تولید می کند، بلکه با استفاده از حرارت تولید شده آب دریا را تقطیر و تصفیه می کند.
به اعتقاد آنها این طرح می تواند به بهبود زندگی در مناطق آفتابگیر با منابع محدود آب کمک کند.
نویسنده اصلی این گزارش می گوید انتظار دارد نوع تجاری این وسیله ظرف پنج سال در دسترس قرار گیرد.
انرژی و آب پاکیزه از چالش های عمده توسعه قابل دوام به خصوص در میان کشورهای درحال ظهور است.
با این حال رویکردهای سنتی برای تولید برق با مصرف مقدار زیادی آب همراه است. در آمریکا و اروپا حدود ۵۰ درصد آب استخراجی برای تولید انرژی به کار می رود.
به همین شکل، تقطیر آب دریا در کشورهایی که منابع آب شیرین آنها محدود است، انرژی زیادی می برد. تخمین زده می شود که در کشورهای عربی حدود ۱۵ درصد برق تولیدی صرف تهیه آب آشامیدنی می شود.
اکنون محققان فکر می کنند راهی برای ترکیب این دو در یک وسیله واحد پیدا کرده اند.
صفحات مدرن خورشیدی فقط کسری از نور را تبدیل به الکتریسیته می کنند چون با محدودیت های فیزیکی روبرو هستند. به طور عادی حدود ۱۰ تا ۲۰ درصد انرژی خورشید تبدیل به برق می شود و بقیه به صورت حرارت هدر می رود.
در آزمایش تازه، دانشمندان یک واحد تقطیر با غشاء سه مرحله ای طراحی کردند و آن را به پشت یک صفحه پی وی (فتوولتاییک) نصب کردند.
غشاء دستگاه تقطیر آب دریا را در دمای نسبتا کم بخار می کند. محققان با کمک این وسیله توانستند سه برابر دستگاه های تقطیر خورشیدی آب تولید کنند و همزمان تولید انرژی برق هم با بازدهی ۱۱ درصد در جریان بود.
پروفسور پنگ وانگ از دانشگاه علوم و فناوری ملک عبدالله در عربستان سعودی می گوید: "حرارت تلف شده از صفحات خورشیدی تاکنون مورد توجه نبود، یعنی قبلا کسی به آن به عنوان یک منبع نگاه نمی کرد."
"ما از این حرارت برای بخار کردن آبی که از غشاء می گذرد استفاده کردیم. در سوی دیگر دستگاه میعان اتفاق می افتد. از آنجا که این یک دستگاه تقطیر چند مرحله ای است، اجازه می دهد از حرارت بلااستفاده در مرحله میعان برای چرخه مجدد تبخیر آب استفاده کنیم. برای همین میزان تولید آب شیرین این دستگاه خیلی بالاست."
به گفته نویسندگان اگر این فناوری به مرحله تولید انبوه می رسید و به کار گرفته می شد می توانست ده درصد کل آب مصرفی جهان در سال ۲۰۱۷ را تامین کند.
با این حال پیش از تولید نمونه های تجاری این دستگاه باید گام های دشوار زیادی برداشته شود. از جمله برای نصب آن مساحت زیادی لازم است.
پروفسور وانگ گفت: "از آن می توان در نواحی ساحلی استفاده کرد به شرطی که هدف تامین آب یک شهر یک میلیون نفری نباشد. این یک فناوری مناسب برای تامین آب در ابعاد کوچک تا متوسط است."
نتایج این مطالعه در نشریه "ارتباطات نیچر" چاپ شده است.
