Інженери Rice розробили резонансну енергетичну систему для більш ефективної сонячної деспалізації
Інноваційна десалінізаційна технологія від дослідників Rice University
Дослідники з Rice University представили новаторську технологію десалінізації, розроблену для підвищення ефективності та адаптивності очищення води, яке працює на сонячній енергії. Нову систему, описану у дослідженні, опублікованому в журналі Nature Water, використовують підхід резонансної передачі енергії, що долає переривчастість сонячного світла, що є поширеним обмеженням традиційних сонячних десалінізаційних систем.
На відміну від звичайних систем, які спираються на крихкі фільтраційні мембрани та централізовану інфраструктуру, команда з Rice розробила систему названа Solar Thermal Resonant Energy Exchange Desalination (STREED), яка використовує спрощений, безмембранний дизайн. Цей інноваційний підхід захоплює та повторно використовує теплову енергію у самопідтримувальному циклі, забезпечуючи безперервне виробництво прісної води навіть при непостійному сонячному світлі.
Принцип роботи системи STREED
Система STREED працює шляхом налаштування потоку нагрітої солоної води та повітря для створення резонансного теплового обміну, подібно до того, як енергія коливається між магнітними та електричними полями у електричних колах. Такий метод дозволяє системі ефективно відновлювати та переносити тепло, значно зменшуючи втрати енергії та потреби в обслуговуванні.
“Наше ключове нововведення — це використання знань з електротехніки та фізики осциляторів для коригування внутрішніх швидкостей потоку системи відповідно до зміни потужності сонячного світла протягом дня,” сказав William Schmid, докторський студент електричної та комп’ютерної інженерії в Rice та стипендіат National Science Foundation. “Це світло-залежне управління потоком раніше ніколи не проводилось.”
Aleida Machorro-Ortiz, випускниця Програми прикладної фізики в Rice та співавтор дослідження, відзначила довговічність системи. “Система працює надійно та з мінімальним обслуговуванням цілодобово,” сказала вона.
Ефективність та простота дизайну
Прототип, що тестувався в Сан Маркосі, Техас, виробляв до 0,75 літра питної води на годину та продемонстрував на 77% вищу ефективність відновлення води у порівнянні з традиційними системами. Під час тестування з використанням різних профілів сонячної інтенсивності з регіонів по всій США було найбільшою перевагою, що система може досягти високої ефективності енергії на воду без залежності від пікових сонячних умов, роблячи її придатною для широкого спектра кліматичних умов.
Простота дизайну — ще одна перевага. Замість використання мембран система STREED застосовує один нагрітий канал солоної води, з’єднаний з сусіднім каналом повітря, що захоплює