Інженери Rice розробили резонансну енергетичну систему для більш ефективної сонячної дистиляції

Революція в очищенні води: STREED система від Rice University

Дослідники Rice University розробили новітню технологію опріснення, яка підвищує ефективність та адаптивність сонячної системи очищення води. Нова система, описана в журналі Nature Water, використовує підхід резонансної передачі енергії, що дозволяє долати проблему нерегулярності сонячного світла, котре часто є обмеженням у традиційних сонячних системах опріснення. На відміну від традиційних систем, що покладаються на крихкі фільтраційні мембрани та централізовану інфраструктуру, STREED система (Solar Thermal Resonant Energy Exchange Desalination) використовує спрощений, мембранно-незалежний дизайн. Цей інноваційний підхід захоплює та повторно використовує теплову енергію у самопідтримувальному циклі, забезпечуючи безперервне виробництво прісної води навіть при періодичному сонячному світлі.

Принцип роботи STREED системи

STREED система працює за рахунок налаштування швидкості потоку нагрітої солоної води та повітря для створення резонансного теплового обміну, подібного до того, як енергія коливається між магнітними та електричними полями в електричних схемах. Цей метод дозволяє ефективно відновлювати та передавати тепло, значно знижуючи втрати енергії та витрати на обслуговування.

“Наше ключове вдосконалення полягає в застосуванні знань з електротехніки та фізики осциляторів для коригування внутрішніх швидкостей потоку системи, що відповідають змінам потужності сонця протягом дня,” – зауважив Вільям Шмід, докторант з електротехніки та комп’ютерної інженерії в Rice та стипендіат National Science Foundation. “Цей контроль потоку, залежний від світла, ще не був реалізований.”

Переваги та результати тестування

Алеіда Махорро-Ортіз, аспірантка програми прикладної фізики Rice та співавторка дослідження, підкреслила довговічність системи. “Система працює стабільно і з мінімальним обслуговуванням цілодобово,” – сказала вона. Прототип, протестований в Сан-Маркосі, Техас, виробляв до 0,75 літрів питної води на годину, показуючи на 77% вищу ефективність відновлення води порівняно з традиційними системами при випробуванні на профілі різної інтенсивності сонячного світла з різних регіонів США. Ці результати свідчать, що система може досягати високої ефективності перетворення енергії в воду без залежності від пікових сонячних умов, що робить її придатною для широкого кола кліматичних умов.

Простота дизайну та масштабованість

Простота дизайну – ще один плюс. Замість використання мембран, STREED система використовує один нагрітий канал з солоною водою, поєднаний з повітряним каналом, який захоплює випарений водяний пар. Цей пар потім кон