Інженери Rice розробляють резонансну енергосистему для більш ефективного сонячного опріснення

Інноваційна технологія опріснення від Rice University: крок вперед у сонячній дистиляції води

Зробимо крок у майбутнє з новою технологією опріснення води від Rice University, яка обіцяє революціонізувати сонячну дистиляцію. Вона націлена на підвищення ефективності та адаптивності очищення води завдяки сонячній енергії. Як описано в журналі Nature Water, цей новаторський підхід, відомий як Solar Thermal Resonant Energy Exchange Desalination (STREED), долає переривчастість сонячного світла — загальновідому обмеженість традиційних систем.

На відміну від звичайних установок, які потребують крихких мембран і централізованих систем, STREED демонструє більш простий, безмембранний дизайн. Ця інноваційна установка здатна захоплювати та повторно використовувати теплову енергію в самопідтримуваному циклі, що дозволяє виробляти прісну воду навіть при несприятливих погодних умовах.

Резонансний обмін теплом: основа системи STREED

Система STREED працює за принципом налаштування швидкості потоку нагрітої солоної води і повітря для створення резонансного обміну теплом. Це схоже на коливання енергії між магнітним і електричним полями в електричному колі. Такий підхід забезпечує ефективне відновлення та передачу тепла, значно зменшуючи втрати енергії та навантаження на обслуговування.

“Нашою головною інновацією є використання розуміння з електротехніки та фізики коливань для налаштування внутрішніх швидкостей потоку системи, щоб відповідати зміні сонячної енергії протягом дня”, — зазначив William Schmid, аспірант електротехнічного та комп’ютерного інжинірингу в Rice.

Тривала робота та висока ефективність

За словами Aleida Machorro-Ortiz, яка є співаторкою дослідження і аспіранткою в програмі прикладної фізики Rice, система є надзвичайно надійною і вимагає мінімального обслуговування. Це дозволяє їй працювати цілодобово. Прототип, випробуваний у Сан-Маркосі, штат Техас, виробляє до 0,75 літра питної води на годину, демонструючи на 77% вищу ефективність відновлення води порівняно з традиційними системами при різних профілях сонячної інтенсивності з усієї території США.

Простота дизайну: ключ до успіху

Суть системи STREED полягає в її простоті. Замість використання мембран, вона використовує єдиний нагрітий канал з солоною водою, поруч з яким знаходиться канал з повітрям. Це повітря захоплює випарену водяну пару, яка конденсується в теплообміннику, відокремлюючи чисту воду від забруднень без ризику запрудження мембран.

“Ми свідомо використовували міцні і малообслуговувані матері