Einfache solarbetriebene Wasserentsalzung

Forscher haben ein passives solarbetriebenes Entsalzungssystem entwickelt. Die neue Technologie erm√∂glicht eine Effizienzsteigerung bei der Gewinnung von frischem Trinkwasser aus Meerwasser. Das System verwendet mehrere Schichten von flachen Solarverdampfern und -kondensatoren, die vertikal angeordnet und mit einer transparenten Aerogel-Isolierung versehen sind. Es kann pro Stunde je Quadratmeter der solaren Auffangfl√§che √ľber 6,8 Liter frisches Trinkwasser liefern. Der Einsatz solcher Systeme k√∂nnte eine effiziente, g√ľnstige Wasserversorgung f√ľr aride K√ľstengebiete ohne Versorgungsnetz darstellen.

Effizienzsteigerung durch Wärmeabsorption

Die erhöhte Effizienz des Systems ergibt sich aus dem Einsatz mehrerer Stufen zur Wasserentsalzung. Auf jeder Stufe wird die von der vorhergehenden Stufe freigesetzte Wärme genutzt, anstatt sie zu verschwenden. So konnte das Demonstrationsgerät eine Gesamteffizienz von 385 Prozent bei der Umwandlung von Sonnenenergie in Wasserverdampfungsenergie erzielen.

Funktionsweise

Bei dem Ger√§t handelt es sich um einen mehrschichtigen Solardestillator mit einer Reihe von verdampfenden und kondensierenden Komponenten, wie sie zur Destillation von Lauge verwendet werden. Flache Paneele absorbieren die W√§rme, die dann auf eine Wasserschicht √ľbertragen wird, sodass diese verdampft. Der Dampf kondensiert auf dem n√§chsten Paneel. Das Wasser wird gesammelt, w√§hrend die W√§rme aus der Dampfkondensation an die n√§chste Schicht weitergeleitet wird. Normalerweise geht W√§rme, die entsteht, wenn Dampf auf einer Oberfl√§che kondensiert, an die Umgebung verloren. Im mehrschichtigen Solardestillator flie√üt die W√§rme zur n√§chsten Verdampfungsschicht. Die Sonnenw√§rme wird wiederverwertet und der Wirkungsgrad erh√∂ht.

Forschungsobjekt

F√ľr die Machbarkeitsstudie entschied sich das Forschungsteam f√ľr ein 10-Stufen-System. Es lieferte reines Wasser, das die st√§dtischen Trinkwassernormen √ľbertraf. Laut Evelyn Wang, Professorin und Fachbereichsleiterin f√ľr Maschinenbau, ist das mehr als doppelt so viel wie die Rekordmenge, die zuvor von einem solchen passiven solarbetriebenen Entsalzungssystem produziert wurde. Im Gegensatz zu anderen Entsalzungssystemen gibt es keine Ansammlung von Salz oder Sole, die entsorgt werden muss. Das Salz, das sich tags√ľber ansammelt, wird nachts ins Meerwasser geleitet. Weitere Experimente zur Systemoptimierung sind geplant. Es besteht die Hoffnung, damit bei der Linderung der Wasserknappheit in Entwicklungsl√§ndern beizutragen, wo zuverl√§ssige Elektrizit√§t knapp ist, Meerwasser und Sonnenlicht jedoch im √úberfluss vorhanden sind.

Kosteng√ľnstige Herstellung

Das Demoger√§t wurde gr√∂√ütenteils aus kosteng√ľnstigen, leicht erh√§ltlichen Materialien gebaut, wie z. B. einem handels√ľblichen schwarzen Solarabsorber und Papiert√ľchern f√ľr den Kapillardocht, um das Wasser in Kontakt mit dem Solarabsorber zu bringen. Dies war durch die Entkoppelung des Solarabsorbermaterials und des Dochtmaterials, die sonst meist eine Einheit bilden, m√∂glich. Die teuerste Komponente des Prototyps ist eine Schicht aus transparentem Aerogel, die als Isolator verwendet wird. Hier k√∂nnten m√∂glicherweise g√ľnstigere Isolatoren eingesetzt werden.

Einsatzmöglichkeiten

Eine m√∂gliche Konfiguration w√§ren schwimmende Paneele auf einem Salzwasserk√∂rper, wie z. B. einem Auffangteich. Bei Sonnenschein k√∂nnten diese selbst√§ndig Frischwasser durch Rohre an das Ufer leiten. Andere Systeme k√∂nnten einen einzelnen Haushalt versorgen, vielleicht unter Verwendung eines flachen Paneels auf einem Meerwassertank. Ein System mit einer etwa ein Quadratmeter gro√üen Sonnenkollektorfl√§che k√∂nnte den t√§glichen Trinkwasserbedarf einer Person decken. Ein System, das die Bed√ľrfnisse einer Familie abdeckt, k√∂nnte f√ľr ungef√§hr 100 Dollar produziert werden.

Quellen: pubs.rsc.org

Bidlequelle: MonikaP_Pixabay

Hi Five!
Danke!

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.