Інженери Rice розробили резонансну енергетичну систему для більш ефективної сонячної десаляції

Інноваційна технологія опріснення від дослідників Rice University

Дослідники з Rice University представили нову технологію опріснення води, що покликана підвищити ефективність та адаптивність сонячних систем очищення води. Новаторська система, описана в дослідженні, опублікованому в Nature Water, використовує підхід резонансного передачі енергії, який усуває проблему переривчастості сонячного світла. Це є типовою обмеженістю традиційних сонячних систем опріснення. На відміну від звичних систем, що залежать від крихких фільтраційних мембран і централізованої інфраструктури, система Solar Thermal Resonant Energy Exchange Desalination (STREED) команди з Rice використовує спрощену конструкцію без мембран. Цей інноваційний підхід захоплює та повторно використовує теплову енергію в самопідтримуваному циклі, забезпечуючи безперервне виробництво прісної води навіть за наявності переривчастого сонячного світла.

Резонансний термічний обмін: нові горизонти в енергозбереженні

Система STREED працює шляхом налаштування швидкостей потоку нагрітої солоної води та повітря для створення резонансного теплового обміну, схожого на те, як енергія осцилює між магнітними та електричними полями в електричному колі. Цей метод дає змогу ефективно відновлювати і передавати тепло, значно знижуючи втрати енергії та вимоги до обслуговування.

“Наше головне нововведення полягає в тому, щоб використовувати знання з електротехніки та фізики осциляторів для налаштування внутрішніх швидкостей потоку системи під зміни потужності сонця протягом дня”, – зазначив Вільям Шмід, аспірант з електротехніки та комп’ютерної інженерії в Rice та стипендіат National Science Foundation. “Такий світлозалежний контроль потоку ще не застосовувався раніше”.

Тривалий ресурс та ефективність: результати тестування

Алейда Машорро-Ортіс, аспірантка програми з прикладної фізики в Rice і співавтор дослідження, підкреслила надійність системи. “Система працює стабільно та з мінімальним обслуговуванням цілодобово”, – сказала вона.

Прототип, випробуваний в Сан-Маркосі, штат Техас, виробляв до 0,75 літра питної води на годину та показав на 77% вищу ефективність відновлення води порівняно з традиційними системами, коли його випробовували з різними профілями сонячної інтенсивності з регіонів США. Така продуктивність свідчить про те, що система може досягати високої ефективності енергетики до води без необхідності в пікових сонячних умовах, що робить її придатною для різних кліматичних умов.

Простота та масштабованість: переваги конструкції STREED

Суть дизайну полягає в прост