Солнечные панели орошают растения, вырабатывая электричество?
По сути, солнечная энергия обычно лучше всего работает в засушливых регионах, поэтому во всем мире есть много ученых, которые используют солнечную энергию для очистки воды. Но что если бы вы могли использовать фотоэлектрические (солнечные) панели для получения гидроэнергии?
Группа исследователей из Саудовской Аравии разработала фотоэлектрическую систему, которая не только производит воду из воздуха, но и охлаждает солнечные панели и повышает их эффективность в процессе работы.
Система работает путем размещения солнечных панелей на специально изготовленном гидрогеле — супервпитывающем геле из полимеров. Устанавливают их на металлические контейнеры.
Гидрогель поглощает водяной пар из окружающего воздуха. Затем, при нагревании, он снова выделяет воду. Солнечные панели нагреваются при выработке электроэнергии, поэтому гидрогель под фотоэлектрическими батареями выпускает воду в контейнер, где ее можно собрать.
Еще лучше: поглощая отработанное тепло, гидрогель немного охлаждает солнечную панель, делая ее на 9% более эффективной.
Исследователи опробовали свою систему WEC2P во время жаркой июньской погоды в Саудовской Аравии. Результаты были опубликованы в статье в журнале Cell Reports.
Точное количество производимой воды (и электроэнергии) зависит от количества солнечного света, доступного каждый день. На это влияют сезонные изменения, облака и пыльные бури.
Через 30 дней солнечная панель размером 30 см х 60 см произвела 3,4 литра воды. Это не так много, но достаточно для полива шпината.
Именно так и поступили исследователи: Они устроили грядку со шпинатом в пластиковом ящике для выращивания растений. Исследователи посадили 60 семян в регенеративный резервуар, уже собранный солнечными панелями, затем подключили ящик к системе, чтобы обеспечить дополнительные 150 мл воды в день (периодически покрываемые другим источником, когда солнечные панели не производили достаточно воды). В боксе имеется система охлаждения для предотвращения внутреннего нагрева выше 50 °C, но во время эксперимента она не требовалась.
В целом, 57 из 60 семян проросли, и растения достигли высоты 18 см через 16 дней.
Профессор Пенг, исследователь в области экологической науки и инженерии в Университете науки и технологии имени короля Абдаллы и главный автор статьи, сказал: "Небольшая часть населения мира все еще не имеет доступа к чистой воде или экологически чистому электричеству, многие из них живут в сельской местности в засушливом или полузасушливом климате".
Наши разработки производят воду из воздуха, используя чистую энергию, которая в противном случае была бы потрачена впустую, и подходят для децентрализованных небольших ферм в отдаленных районах, таких как пустыни и океанские острова.