Электроэнергия и вода одинаково нужны миру, но производство одного ресурса сокращает запасы другого. В Соединенных Штатах, например, система водоснабжения расходует 6% вырабатываемого в стране электричества на очистку и распределение водных ресурсов. В арабских странах ситуация хуже — здесь на одно только производство чистой воды уходит до 15% вырабатываемой электроэнергии.
С другой стороны, для работы термоэлектрических электростанций в одних только США требуется до 640 млрд литров пресной воды в день, которые поступают из рек, озер, водохранилищ и водоносных пластов. До 23 млрд литров этой воды потребляется в процессе, то есть не возвращается в окружающую среду. В глобальном масштабе до 10% чистой воды, получаемой в процессе опреснения морской воды с помощью электричества, затем идет на потребности электростанций, вырабатывающих электричество для производства этой самой чистой воды.
Солнечные панели для своей работы требуют примерно в 300 раз меньше чистой воды, чем термоэлектрические станции, зато и вырабатывают не так много электричества, пишет Business Insider (уточним, что в солнечных электростанциях вода используется в основном для очистки панелей от пыли).
Инженеры из Научно-технологического университета им. короля Абдаллы представили концепт солнечной электростанции, которая не только вырабатывает электричество, но и одновременно опресняет воду. По замыслу создателей, устройство, существующее пока только в виде прототипа, будет особенно полезно там, где запасы чистой воды сильно ограничены.
Как сообщается, в основе инновационной электростанции лежит опреснитель, устанавливаемый позади солнечных элементов. Когда солнце светит, элементы вырабатывают электричество и греются — как обычно. Но вместо того, чтобы отправлять тепло назад в атмосферу, они направляют его в дистиллятор, в котором благодаря этому запускается процесс опреснения.
Для проверки качества получаемой воды исследователи заполнили опреснитель соленой водой с тяжелыми металлами вроде свинца, меди и магния. Устройство превратило часть загрязненной воды в пар, который проник сквозь пористую гидрофобную мембрану и сконденсировался в приемнике — на выходе получилась чистая питьевая вода, соответствующая стандартам Всемирной организации здравоохранения.
Что касается производительности разработки, то лабораторный прототип площадью в один метр квадратный вырабатывает около 1,64 литра чистой воды в час (эффективность традиционных солнечных опреснителей, не требующих подключения к электросети, в два раза ниже), при этом КПД его фотоэлементов остается в пределах 11%, как у обычных коммерческих аналогов.
По словам исследователей, в идеале такие электростанции следует размещать в засушливых регионах рядом с источником воды, а также в регионах, где вода загрязнена. Предполагается, что вырабатываемая ими чистая вода не только позволит удовлетворять физиологические потребности местных жителей, но и найдет применение в сельском хозяйстве, например, для орошения прибрежных сельскохозяйственных пастбищ. Кроме того, прогнозируется, что представленное решение может помочь энергетическим компаниям снизить расходы на строительство и эксплуатацию электростанций путем выработки чистой питьевой воды.
Еще одним потенциальным преимуществом разработки является то, что она совмещает в себе сразу два устройства — опреснитель и солнечную электростанцию, благодаря чему занимает гораздо меньше места, чем традиционные аналоги по отдельности, и требует меньше времени для монтажа.
Впрочем, прежде, чем замысел инженеров из Саудовской Аравии получит распространение, им предстоит создать коммерческий прототип электростанции.
Источник: hightech.plus
Сообщить об опечатке
Текст, который будет отправлен нашим редакторам: