Блоги
Инженеры из Саудовской Аравии разработали солнечную электростанцию, которая не только вырабатывает электричество, но и добывает питьевую воду

Инженеры из Саудовской Аравии разработали солнечную электростанцию, которая не только вырабатывает электричество, но и добывает питьевую воду

Инженеры из Саудовской Аравии разработали солнечную электростанцию, которая не только вырабатывает электричество, но и добывает питьевую воду


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.

Схематическое изображение двух возможных вариантов работы установки. Первый вариант был разработан изначально, однако оказался неэффективным на практике, поскольку требовал постоянной чистки из-за того, что невыпаренная соленая вода застаивалась в трубах опреснителя, что могло привести к его повреждению либо закупорке. Конечный второй вариант, подразумевающий слив невыпаренных остатков непитьевой воды, благодаря чему оные не остаются в установке, отлично показал себя в деле.

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