Vedci navrhli solárny panel, ktorý zároveň filtruje a čistí vodu

Nedostatok pitnej vody

Čistá energia a dostatok pitnej vody sú stále jedným z najväčších problémov v oblasti udržateľného rozvoja najmä v rozvojových krajinách. Tradičné postupy produkcie energie vyžadujú aj v týchto krajinách obrovské množstvo vody. Aj v USA a Európe sa využíva až 50% celkovej spotreby vody práve na výrobu energie. Produkcia, odsoľovanie a čistenie vody v krajinách, ktoré trpia nedostatkom pitnej vody naopak vyžaduje veľkú spotrebu energie. Odhaduje sa, že v arabských krajinách sa použije až 15% vyrobenej elektrickej energie na produkciu pitnej vody. Preto tím vedcov z Technickej a prírodovedeckej univerzity kráľa Abdalláha v Saudskej Arábii navrhol unikátny solárny panel, ktorý rieši oba problémy. Dokáže pomocou slnečných lúčov produkovať čistú energiu a zároveň čistiť vodu.

Solárny panel, ktorý vyrobí čistú vodu

Súčasné solárne panely stále čelia fyzickým limitom z hľadiska objemu slnečného žiarenia, ktoré dokážu v skutočnosti premeniť na elektrickú energiu. Bežný solárny panel spracuje asi iba 10 až 20% slnečných lúčov, ktoré naň dopadajú. Zvyšok sa považuje za odpad. Tím vedcov preto uskutočnil experiment, v rámci ktorého navrhli trojstupňovú membránovú destilačnú jednotku, ktorú pripojili k zadnej časti fotovoltaického (PV) panelu. Takáto membrána v podstate odparuje morskú vodu pri relatívne nízkych teplotách. Vďaka tomu sa im podarilo vyprodukovať trikrát viac vody, než vyrobia bežné solárne čističky vody. Zariadenie však zároveň vyrobilo elektrickú energiu s efektivitou vyššou, než 11%. Vedúci štúdie, Prof. Peng Wang uviedol, že odpadové teplo z fotovoltaických panelov sa dlho ignorovalo a nikto ho nevnímal ako potenciálny zdroj. „My sme ho ale použili na vytvorenie vodnej pary, ktorá sa transportuje cez membránu a potom kondenzuje na druhej strane.“

Solárny panel pre pobrežné oblasti

Keďže je solárny panel viacstupňové destilačné zariadenie, umožňuje to tiež využiť latentné teplo v kondenzácii na poháňanie druhého cyklu odparovania vody. Preto sa dá dosiahnuť veľmi vysoká rýchlosť výroby sladkej vody. Podľa autorov technológie by mohlo zariadenie na globálnej úrovni teoreticky vyrobiť až 10% celkového objemu vyprodukovanej pitnej vody, ktorá sa spotrebovala v roku 2017. Na komercializáciu a hlbší rozvoj však bude potrebné prekonať rôzne prekážky. Jednou z nich je potreba pomerne veľkej plochy na zber dostatočného množstva slnečných lúčov, ktoré by zabezpečili efektivitu produkcie vody. Prof. Wang dodal, že „by sa ich zariadenie mohlo využiť napríklad v pobrežných oblastiach, ak však nehovoríme o mestách s viac než miliónom obyvateľov“. Technológia je podľa neho vhodná pre dodávku pitnej vody v malom až strednom meradle.

Zdroj: