Kapcsolatfelvétel

Zöld Energia

Tengervízből készít ihatót napelemek segítségével egy új fejlesztés

Létrehozva:

|

Az MIT csapata olyan sótalanító eszközt hozott létre, amely áramhálózat nélkül is képes működni.

A tiszta ivóvíz a világ számos pontján nehezen hozzáférhető, tengerből viszont van bőven. Amerikai szakértők most olyan sótalanító eszközt hoztak létre, amely szűrők vagy magas nyomású szivattyúk nélkül képes tiszta vizet létrehozni – számol be a PV Magazine. A berendezés energiaigényét napenergia biztosítja, és literenként csupán 20 wattra van szüksége. A hordozható rendszert a Massachusettsi Műszaki Intézet (MIT) csapata építette. Az eszköz segítségével nehezen megközelíthető helyeken, az elektromos hálózatoktól távol is elő lehet állítani ivóvizet a tengerből. A gép egy vezérlőből, szivattyúkból és egy akkumulátorból áll, melyeket együtt egy 9,25 kilogrammos, 42-szer 33,5-szer 19 centiméteres egységbe helyeznek. Az akár okostelefonnal is irányítható szerkezet óránként 0,33 liter vizet tud termelni.

A kutatók mesterséges intelligenciával javították fel a berendezés ionkoncentráció-polarizációs (ICP) technikáját. A módszer lényege, hogy elektromos mező keletkezik a vízcsatorna alatt, illetve felett található membránokban. A membránok taszítják az előttük elhaladó pozitív vagy negatív töltésű részecskéket, így a sómolekulákat, baktériumokat és vírusokat. A részecskék aztán egy másik vízáramba kerülnek át, ahonnan végül kiürítik őket. A rendszer eltávolítja az oldott és lebegő szilárd anyagokat, az alacsony nyomású szivattyúknak köszönhetően pedig az energiaigény sem jelentős. Az eszközben elektrodialízist is alkalmaznak – ez egy eljárás az ionok sóoldatokban való szétválasztására, valamint a fennmaradó sóionok kivonására. A fejlesztők szerint ideális esetben a víz előbb két ICP eljáráson, majd egy elektrodialízises tisztításon esik át, hogy minél jobb minőségű legyen.

Advertisement

A csapat egy bostoni parton tesztelte a 20 wattos szerkezetét különböző sótartalmú és zavarosságú vizekkel. Az eszköz jól szerepelt a vizsgálatokon. Érdemes kiemelni, hogy egyelőre csak egy prototípust hoztak létre, és további finomításokra lesz szükség, mire a technológiát széles körben is alkalmazhatják.

Advertisement

Zöld Energia

Vége lehet a napelemek túlmelegedésének? Új hűtési technológiát teszteltek

Szaúd-arábiai és algériai kutatók olyan passzív napelemes hűtési rendszert fejlesztettek, amely akár 9 Celsius-fokkal csökkentheti a panelek hőmérsékletét, miközben javítja a rendszer hatékonyságát.

Létrehozva:

|

Szerző:

Töltse ki a napelem-kalkulátort, és tudja meg, mennyibe kerülhet az Ön rendszere! Ingyenes kalkulálás itt (x)

Szaúd-Arábiai és algériai kutatók olyan új, passzív hűtési megoldást fejlesztettek ki fotovoltaikus-termikus (PVT) rendszerekhez, amely lépcsőzetes légcsatornát és perforált, V alakú alumínium bordákat alkalmaz a napelemek mögött. A számítógépes szimulációk szerint a konstrukció akár 9 Celsius-fokkal is csökkentheti a napelemek felületi hőmérsékletét, miközben a rendszer maximális hőtechnikai hatásfoka elérheti a 31 százalékot. A megoldás különösen a magas napsugárzási intenzitású, száraz éghajlatú térségekben lehet érdekes. A fejlesztés alapötlete, hogy a hagyományos napelemes rendszerekben a felmelegedő modulok mögött kialakuló, viszonylag állandó légréteg akadályozhatja a hő távozását. A kutatók ezért egy lépcsőzetes kialakítású légcsatornát alkalmaztak, amelynek feladata a természetes légáramlás megzavarása és a hőátadás javítása. A rendszer további fontos elemei a perforált, V alakú alumíniumbordák, amelyek növelik a hőleadásra rendelkezésre álló felületet, valamint elősegítik a levegő keveredését.

A konstrukció egyik legfontosabb tulajdonsága, hogy teljesen passzív módon működik. A levegő áramlását a hőmérséklet-különbségből eredő felhajtóerő biztosítja, így nincs szükség ventilátorokra, szivattyúkra vagy külső energiaforrásra. Ez nemcsak az energiafelhasználást csökkentheti, hanem az üzemeltetést is egyszerűbbé teheti, mivel kevesebb mozgó alkatrészre van szükség.

A kutatók az ANSYS Fluent szoftver segítségével végeztek számítógépes áramlástani és hőátadási szimulációkat. A vizsgált PVT-kollektor 2,4 méter hosszú és 0,54 méter széles volt, a szerkezetet pedig 32 fokos dőlésszögben modellezték. A napelemmodul mögött elhelyezett lépcsőzetes légcsatorna két levegőbevezető nyílással és egy kivezetéssel rendelkezett. A perforált alumíniumbordák 5 milliméter átmérőjű nyílásokat kaptak.

Advertisement

Az eredmények szerint az új konstrukció maximális hőtechnikai hatásfoka 31 százalék volt, szemben a referencia-rendszer 29,4 százalékos értékével. Az elektromos hatásfok 14,8 százalékot ért el, míg az összehasonlítási alapként használt rendszer 14,6 százalékot produkált. A legnagyobb hőteljesítmény 400 watt, az elektromos teljesítmény pedig 180 watt volt. A napelem felületi hőmérsékletét a passzív hűtési megoldás akár 9 kelvinnel, vagyis 9 Celsius-fokkal mérsékelte.

A gazdaságossági számítások derült időjárási körülmények között 5,8 éves, felhős időben pedig 7,2 éves megtérülési időt jeleztek. A kutatók becslése szerint egy tíz panelből álló rendszer évente 3,2 tonna szén-dioxid-kibocsátás elkerüléséhez járulhat hozzá, ami 25 év alatt összesen 80 tonnát jelenthet.

Advertisement

A kutatás eredményeit az Ain Shams Engineering Journal című tudományos folyóiratban publikálták, „A computational investigation of a staircase-configured PVT air system with perforated V-shaped fins for passive cooling” címmel. A tanulmányban a szaúd-arábiai Al-Madinai Iszlám Egyetem, az algériai El Oued Egyetem és a Megújulóenergia-fejlesztési Központ kutatói működtek közre.

Fontos korlátozás: az eredmények számítógépes szimulációkon alapulnak, ezért a tényleges üzemi teljesítmény és a számított megtérülés igazolásához további gyakorlati tesztekre is szükség lehet.

Advertisement

 

 

Advertisement

Borítókép: pv magazine / ai

Advertisement
Tovább olvasom

Ezeket olvassák