既能發電又能產生淨水,多功能太陽能設備登場

既能發電又能產生淨水,多功能太陽能設備登場

 

多功能的產品總是受人青睞,最近沙烏地阿拉伯科學家便研發出,既能發電又能產生純水的太陽能蒸餾裝置  PV-MD,或許能同時間解決偏鄉地區的電力與水資源問題,可謂一舉兩得。

市面上的太陽能板大多只能轉換 20% 左右的陽光,其他能量會以熱的形式散失,就能源面來說或許是個浪費。沙烏地阿拉伯阿布都拉國王科技大學(KAUST)認為,人們可以善加利用這些廢熱,應用在蒸餾等其他地方。

目前海水淡化、水淨化工程大多離不開化石燃料,成本高又會消耗大量的電力,也不怎麼環保,低開發國家與偏鄉地區建設上存有極大挑戰。而 KAUST 研究員表示,PV-MD 不單單是個太陽能設備,還是個家用、工廠都適用的水處理方案。

根據團隊的設計,PV-MD 採多層設計,最上層為一般的商用矽晶太陽能板,底下則是 3 層的蒸餾膜(membrane distillation)裝置,當太陽能將光轉換成電時,四處散逸的熱可加速水蒸發,最後冷凝成淨水。

 

 

(Source:Nature Communications

KAUST 海水淡化與再利用中心科學家 Peng Wang 表示,團隊透過太陽能廢熱來加速生成水蒸氣,並在薄膜另一側凝結。也因為這是個多層蒸餾設備,還可以利用冷凝水中的潛熱,進一步驅動二次蒸發循環。

團隊聲稱,透過這項裝置,可以產生比高於過去 3 倍的淡水。除次之外,PV-MD 設備也可以過濾海水與含有重金屬污染的水,且實驗也指出,水中的鉛、銅、鈉、鈣和鎂等含量也符合世界衛生組織的飲用水水質標準。

只不過或許是因為加上多層蒸餾裝置,在晴朗天氣下太陽能板轉換效率僅 11%,雖然團隊指出結果符合預期,效能更已優於過去的太陽能板 + 蒸餾設備,但還需要再改良。

Wang 指出,目前太陽能板多裝設在乾燥地區,若使用該裝置,每天就能產生大量的淡水,這不僅可用來清洗太陽能板,還能用來灌溉農作物,進而使荒漠農田成真。目前研究已發表在《Nature Communications》

 

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