Dvig kakovosti življenja na sušnih področjih s sistemom za proizvodnjo električne energije in sladke vode
Jonas Kim/Pixabay
Datum objave:
V delih sveta, kjer vse bolj primanjkuje vode, je nujno treba urediti učinkovite in trajnostne sisteme oskrbe z energijo in vodo. Interdisciplinarni projekt PV-W2WFresh spreminja način razmišljanja o sončni energiji in pomanjkanju vode ter je usklajen s cilji trajnostnega razvoja s spodbujanjem čiste energije in razpoložljivosti vode v podeželskih in slabo oskrbovanih regijah. Vrhunska raziskava združuje tehnologijo koncentrirane fotovoltaike (CPV) z inovativnim postopkom razsoljevanja z izhlapevanjem, kar ustvarja sistem, ki ne samo, da proizvaja elektriko, ampak zagotavlja tudi stalen vir čiste sladke pitne vode.
Rešitev je še posebej učinkovita v regijah s sušnim podnebjem, kjer sta energija in voda omejeni. Z integracijo teh dveh ključnih procesov je cilj projekta izboljšanje kakovosti življenja za milijone ljudi, ki živijo na sušnih območjih, kot je Egipt, kjer je 93 % ozemlja nerazvitega, dostop do čiste vode pa ostaja kritično vprašanje.
Projekt, ki ga izvaja raziskovalec dr. Abdallah Yousef M. Ali z Univerze Aswan v Egiptu pod vodstvom doc. dr. Primoža Poredoša iz Laboratorija za okoljske tehnologije v zgradbah, fakultete za strojništvo Univerze v Ljubljani v okviru projekta EUTOPIA-SIF MSCA COFUND, se osredotoča na izboljšanje učinkovitosti in življenjske dobe koncentriranih fotovoltaičnih sistemov v vročih podnebjih. Inovativni sistem združuje nizkokoncentrirane fotonapetostne celice z enoto za razsoljevanje, ki uporablja odpadno toploto iz klimatskih sistemov za pogon procesa razsoljevanja. Ta pristop znatno zmanjša izgubo energije, poveča splošno učinkovitost in ponuja praktično rešitev za regije, ki se soočajo z energetskimi in vodnimi izzivi.
Tehnično gledano ima sistem novo zasnovo izrabe toplote za razsoljevanje z enoto membranske destilacije, ki nadomešča tradicionalno hrbtno ploščo fotovoltaičnih celic s kanali za hlajenje napajalne vode. Ta inovacija znatno izboljša prenos toplote in zagotavlja, da koncentrirane fotovoltaične (CPV) celice ohranjajo optimalno delovanje tudi v ekstremno vročih pogojih. Enota za razsoljevanje deluje neprekinjeno in ves čas pretvarja nizkokakovostno odpadno toploto iz klimatskih naprav in sončne energije fotonapetostnih celic – energijo, ki bi bila sicer izgubljena – v svežo vodo. Cilj projekta je znatno povečanje učinkovitosti, s potencialom za proizvodnjo 100 litrov sveže vode in proizvodnjo 15 kilovatov električne energije na kvadratni meter vpadnega sončnega sevanja. Poleg tega je sistem razširljiv in prilagodljiv, zaradi česar je idealna rešitev za podeželske lokacije po Egiptu in Evropi, kjer so viri energije in vode redki.
Projekt ne predstavlja le proizvodnje čiste vode in električne energije, ampak postavlja tudi nov standard v trajnostnem inženirstvu. Integracija tehnologije membranske destilacije omogoča primerljive stopnje vode kot običajni sistemi reverzne osmoze, zlasti na podeželskih območjih zunaj omrežja, ki nimajo dostopa do visokotlačnih vodnih sistemov. S svojim potencialom za široko uporabo bi lahko sistem PV-W2WFresh odigral ključno vlogo pri reševanju globalnega pomanjkanja energije in vode. Raziskava ne ponuja le takojšnjih koristi za podeželska in sušna območja, ampak prispeva tudi k širšim prizadevanjem za trajnost, ki so usklajene z direktivo Evropske unije o obnovljivi energiji iz leta 2018 in cilji trajnostnega razvoja Združenih narodov. Uspešen razvoj in uvedba te tehnologije bi lahko privedla do znatnega zmanjšanja stroškov vode in energije, zaradi česar bi lahko postala ključna za skupnosti zunaj omrežja in držav v razvoju.
