Вчені з Катарського університету Хамада Бін Халіфа розробили інтегровану автономну систему, яка об’єднує опріснення води, виробництво водню, генерацію електроенергії та кондиціонування повітря. Метою системи є забезпечення ефективного використання ресурсів у пустельних регіонах, де сільське господарство ускладнюється нестачею води та енергії.
Система використовує двосторонні фотоелектричні панелі на основі кремнію (c-Si) із загальною площею 10 785 м2. Кожен модуль генерує до 600 Вт електроенергії з ефективністю 23,2%. Загальна потужність панелей становить 1,5 МВт, з яких 100 кВт спрямовуються безпосередньо на фермерські потреби. Надлишкова енергія живить систему для опріснення заморожуванням, кондиціонування повітря та виробництва водню.
Система досягає щоденної продуктивності 52,8 м3 прісної води, 177 кг зеленого водню та 6,3 МВт-год для кондиціонування повітря. Для збереження енергії використовуються металогідридні резервуари, які вміщують 3 м? водню. У нічний час водень використовується в паливних елементах потужністю 229,7 кВт, забезпечуючи безперервну роботу системи.
Моделювання системи базується на термодинамічних принципах. Енергетична ефективність системи вдень становить 17,8%, тоді як уночі – 56%, що демонструє високу адаптивність до змінних умов сонячного випромінювання. За словами дослідників, ексергетична ефективність також є вражаючою – 13,5% вдень і 34,9% вночі.
Інновація полягає у використанні заморожування для опріснення солонуватих вод та інтеграції енергозберігаючих рішень, таких як системи зберігання льоду та металогідридні каністри. Удосконалена двостороння фотоелектрична технологія дозволяє збільшити виробництво енергії, захоплюючи сонячне випромінювання з обох сторін панелей, навіть у складних кліматичних умовах.
Таким чином, запропонована система є перспективною для впровадження у віддалених регіонах, сприяючи сталому розвитку сільського господарства, водо- та енергозабезпечення.
Схожі новини:
- Через 50 років систему опріснення води нарешті зробили дешевою: Вчені розробили систему Wave2O, яка використовує енергію хвиль для опріснення води, забезпечуючи щоденне постачання для 40 000 осіб.
- Отримання водню за рахунок енергії сонця без сонячних батарей і електролізерів: Дослідники з Лінчепінгського університету створили нанопористий карбід кремнію, що відкриває нові можливості для екологічного виробництва водню.
- Учені довели рентабельність виробництва водню з енергії морського вітру: Дослідники пропонують використовувати енергію морських вітрогенераторів для промислового виробництва водню, що може замінити викопне паливо.