太阳能海水淡化系统无需额外电池 可以低成本提供饮用水

2024-10-09 14:19:38
导读 麻省理工学院的工程师们建造了一个新型海水淡化系统,该系统的运行与太阳的节律一致。研究人员在《自然水》杂志上发表的一篇论文中报告了新...

麻省理工学院的工程师们建造了一个新型海水淡化系统,该系统的运行与太阳的节律一致。研究人员在《自然水》杂志上发表的一篇论文中报告了新系统的细节。

太阳能系统以与太阳能变化密切相关的速度去除水中的盐分。随着一天中阳光的增加,系统会加快脱盐过程,并自动适应阳光的任何突然变化,例如,当云层飘过时,系统会调低脱盐速度,当天空放晴时,系统会加快脱盐速度。

由于该系统可以快速响应阳光的细微变化,因此它最大限度地利用了太阳能,尽管全天阳光变化很大,但仍能生产出大量清洁水。与其他太阳能驱动的海水淡化设计相比,麻省理工学院的系统不需要额外的电池来储存能量,也不需要补充电源,例如来自电网的电源。

工程师们在新墨西哥州的地下水井上测试了一个社区规模的原型,测试时间长达六个月,测试范围涵盖了各种天气条件和水质。尽管天气和光照条件变化很大,但该系统平均利用了太阳能电池板产生的电能的 94% 以上,每天可产出多达 5,000 升水。

“传统的海水淡化技术需要稳定的电力,需要电池储存来平衡太阳能等可变电源。通过不断与太阳同步改变电力消耗,我们的技术可以直接高效地利用太阳能来制水,”麻省理工学院机械工程系 Germeshausen 教授兼 K. Lisa Yang 全球工程与研究 (GEAR) 中心主任 Amos Winter 说道。

“能够利用可再生能源生产饮用水,而无需电池储存,这是一项巨大的挑战。我们做到了。”

该系统旨在淡化地下咸水——一种存在于地下水库中的咸水源,比地下淡水资源更为普遍。研究人员认为地下咸水是一个巨大的未开发的潜在饮用水源,尤其是在世界部分地区淡水储备紧张的情况下。

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