ซื้อกลับบ้านที่สำคัญ
- นักวิทยาศาสตร์ได้คิดค้นระบบที่มีอยู่ในตัวเองซึ่งใช้แผงโซลาร์เซลล์ปกติในการผลิตทั้งไฟฟ้าและน้ำ
- ระบบใช้ไฮโดรเจลพิเศษที่เชี่ยวชาญในการเก็บไอน้ำจากบรรยากาศ
-
น้ำใช้สำหรับรดน้ำต้นไม้และทำให้แผงเย็นลง จึงเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพ
แผงโซลาร์เซลล์เป็นทางเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับการผลิตพลังงานสีเขียว และตอนนี้นักวิจัยได้ค้นพบวิธีที่จะทำให้พวกมันมีประโยชน์มากยิ่งขึ้น
ทีมนักวิทยาศาสตร์ได้สร้างระบบพลังงานแสงอาทิตย์ในตัวเอง ซึ่งไม่เพียงแต่ใช้แผงโซลาร์เซลล์ในการผลิตพลังงาน แต่ยังใช้ความร้อนส่วนเกินเพื่อผลิตน้ำจากอากาศ
"การปรับปรุงประสิทธิภาพของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์เป็นความจำเป็นของชั่วโมง" ซูนิล ไมซอร์ ผู้ก่อตั้งและซีอีโอของบริษัทสตาร์ทอัพด้านการอนุรักษ์พลังงานและน้ำ Hinren Engineering กล่าวกับ Lifewire ผ่าน LinkedIn "นี่จะเป็นสิ่งประดิษฐ์ที่สำคัญในอุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์และจะช่วยให้เกิดความยั่งยืนในวัฏจักรพลังงานน้ำและโภชนาการ"
กีฬาทางน้ำ
นำโดย Peng Wang ศาสตราจารย์ด้านวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อมและวิศวกรรมศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี King Abdullah (KAUST) ซาอุดีอาระเบีย นักวิทยาศาสตร์ได้วางแผงโซลาร์เซลล์ปกติไว้บนไฮโดรเจลพิเศษที่สามารถเก็บไอน้ำในอากาศได้ เมื่อความร้อนส่วนเกินจากแผงไปถึงเจล มันจะปล่อยไอน้ำออกมาในกล่อง แล้วกลั่นตัวเป็นหยดน้ำ
เพื่อทดสอบแนวคิดนี้ นักวิจัยได้สร้างระบบต้นแบบในเวอร์ชันต้นแบบและดำเนินการทดสอบสามครั้งในช่วงเวลาต่างๆ ของปี ในช่วงสองสัปดาห์ในช่วงเวลาที่ร้อนที่สุดของปี ระบบผลิตไฟฟ้าได้ 1,519 วัตต์-ชั่วโมง และน้ำประมาณ 2 ลิตรจากอากาศ สองลิตรนั้นใช้ทดน้ำเมล็ดผักโขม 60 เมล็ดที่ปลูกในกล่องพลาสติก และนักวิจัยตั้งข้อสังเกตว่า 57 ในเมล็ดนั้นงอกและเติบโตตามปกติ
ในแถลงการณ์ หวังตั้งข้อสังเกตว่านักวิทยาศาสตร์ต้องการใช้ระบบเพื่อจัดหาพลังงานและน้ำในราคาถูกเพื่อช่วยเหลือผู้คนนับล้านที่อาศัยอยู่นอกกริด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่ห่างไกลและโดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่ภูมิอากาศแห้ง
นั่นเป็นวัตถุประสงค์ที่คุ้มค่าเมื่อพิจารณาจากองค์การอนามัยโลก (WHO) ประมาณการว่าผู้คนกว่าสองพันล้านคนไม่สามารถเข้าถึงบริการน้ำดื่มที่มีการจัดการอย่างปลอดภัย อันที่จริง รายงานปี 2019 จาก Our World In Data พบว่าน้ำที่ไม่ถูกสุขอนามัยส่งผลให้มีผู้เสียชีวิตกว่าล้านคนทุกปี
"เป้าหมายของเราคือการสร้างระบบบูรณาการของการผลิตพลังงานสะอาด น้ำ และอาหาร โดยเฉพาะอย่างยิ่งส่วนการสร้างน้ำในการออกแบบของเรา ซึ่งทำให้เราแตกต่างจากโฟโตโวลตาอิกเกษตรในปัจจุบัน" หวางกล่าว
ขยะน้อยลง
นอกจากการใช้ความร้อนเพื่อดักจับน้ำในบรรยากาศแล้ว นักวิทยาศาสตร์ยังสังเกตว่าไฮโดรเจลยังช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์อีกด้วย
ตามรายงานของ Mysore พลังงานไม่ถึง 20 เปอร์เซ็นต์ที่กระทบแผงโซลาร์เซลล์จะถูกเปลี่ยนเป็นไฟฟ้า ส่วนที่เหลือเปลี่ยนเป็นความร้อน ส่งผลให้แผงมีประสิทธิภาพน้อยลง
ระบบของ Wang ช่วยแก้ปัญหานี้ด้วยการทำงานในสองโหมด ในโหมดทำความเย็น ไฮโดรเจลจะสัมผัสกับอากาศในบรรยากาศตลอดเวลา ในตอนกลางคืนจะรวบรวมโมเลกุลของน้ำซึ่งเมื่อถูกทำให้ร้อนในวันต่อมาจะระเหยและนำความร้อนส่วนเกินออกจากแผงเพื่อทำให้อุณหภูมิลดลง
"ร่างกายลดอุณหภูมิด้วยการขับเหงื่อ" หวางกล่าว โหมดทำความเย็นจะไม่เก็บกักน้ำ แต่ตามที่นักวิจัย สามารถช่วยเพิ่มกำลังการผลิตไฟฟ้าของแผงโซลาร์เซลล์ได้ประมาณ 10 เปอร์เซ็นต์
Jordan Macknick หัวหน้านักวิเคราะห์ Energy-Water-Land ที่ National Renewable Energy Laboratory (NREL) บอกกับ Lifewire ทางอีเมลว่าการวิจัยของ Wang สามารถมอบโซลูชันที่มีความหมายเพื่อจัดการกับความท้าทายในการเข้าถึงพลังงาน น้ำ และอาหารใน พื้นที่ที่ขาดโครงสร้างพื้นฐานทั่วโลก
"อย่างไรก็ตาม ยังมีความท้าทายที่เกี่ยวข้องกับข้อกำหนดการใช้ที่ดินของเทคโนโลยีเหล่านี้ในบริบทของปริมาณน้ำที่สามารถผลิตได้ในพื้นที่ที่กำหนด ซึ่งอาจจำกัดศักยภาพในการขยายขนาดสำหรับการใช้งานขนาดใหญ่" ตั้งข้อสังเกต แม็กนิค
เพื่อเปลี่ยนการออกแบบที่พิสูจน์แนวคิดให้เป็นผลิตภัณฑ์จริง ทีมงานวางแผนที่จะสร้างไฮโดรเจลที่ดีกว่าซึ่งสามารถดูดซับน้ำจากอากาศได้มากขึ้นก่อนที่จะผลักดันระบบสู่การใช้งานจริง
"การทำให้แน่ใจว่าทุกคนบนโลกสามารถเข้าถึงน้ำสะอาด และพลังงานสะอาดราคาไม่แพงเป็นส่วนหนึ่งของเป้าหมายการพัฒนาที่ยั่งยืนที่กำหนดโดยสหประชาชาติ" Wang กล่าว "ฉันหวังว่าการออกแบบของเราสามารถเป็นการกระจายอำนาจและระบบน้ำสำหรับบ้านพักอาศัยและพืชน้ำ"