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麻省理工學(xué)院工程師發(fā)明太陽能海水淡化系統(tǒng) 日產(chǎn)水5000升

2024-10-23 15:42:07 太陽能發(fā)電網(wǎng)
麻省理工學(xué)院(MIT)的工程師們創(chuàng)造了一種新的海水淡化系統(tǒng),該系統(tǒng)利用太陽能,無需備用電池。這一新系統(tǒng)由阿莫斯-溫特教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊設(shè)計,可根據(jù)太陽的自然節(jié)律運行。 當(dāng)日照增加時,海水淡化過程加快;當(dāng)云層從頭頂掠過時,海水淡化過程自動調(diào)整輸出。

這種反應(yīng)能力與出色的效率相結(jié)合,該技術(shù)平均能利用太陽能電池板產(chǎn)生的 94% 以上的電能。 該系統(tǒng)的產(chǎn)量也令人印象深刻,其原型每天可生產(chǎn)多達(dá) 5000 升潔凈水。


也許最值得注意的是,該系統(tǒng)無需電池即可運行,這使其有別于通常依賴儲能的傳統(tǒng)海水淡化系統(tǒng)。

"傳統(tǒng)的海水淡化技術(shù)需要穩(wěn)定的電力,需要電池儲能來平滑像太陽能這樣的可變電力來源。 "溫特說:"通過與太陽同步不斷改變耗電量,我們的技術(shù)可以直接有效地利用太陽能來制水。"

麻省理工學(xué)院團(tuán)隊的發(fā)明建立在電滲析的基礎(chǔ)上,電滲析是一種利用電場去除水中鹽離子的方法。 該系統(tǒng)由水泵、離子交換膜堆和太陽能電池板陣列組成。

其與眾不同之處在于它的控制策略,即"流量指令電流控制"。 該系統(tǒng)可以每秒多次動態(tài)調(diào)整脫鹽率,通常每秒更新三到五次。 當(dāng)系統(tǒng)檢測到可用電力過剩時,它就會做出反應(yīng),提高通過電滲析堆的水泵速度。 與此同時,它還會將多余的太陽能轉(zhuǎn)用于放大電滲析堆內(nèi)的電流。


麻省理工學(xué)院的工程師們在實際條件下對他們的發(fā)明進(jìn)行了測試,在新墨西哥州的地下水井中部署了一個社區(qū)規(guī)模的原型,在多變的天氣條件和不同的水質(zhì)下運行了六個月。 原型機(jī)為一個約 3000 人的小社區(qū)提供了足夠的水。

對于海水和電網(wǎng)供電有限的內(nèi)陸社區(qū)來說,這項技術(shù)可能會改變游戲規(guī)則。 它尤其適合淡化咸水地下水,因為咸水地下水比淡水地下水資源更為普遍。

"實際上,大多數(shù)人的居住地離海岸線很遠(yuǎn),海水淡化根本無法到達(dá)。 因此,他們嚴(yán)重依賴地下水,尤其是在偏遠(yuǎn)的低收入地區(qū)。 "麻省理工學(xué)院機(jī)械工程專業(yè)博士生喬納森-貝塞特(Jonathan Bessette)說:"不幸的是,由于氣候變化,地下水的鹽度越來越高。"

麻省理工學(xué)院團(tuán)隊計劃進(jìn)一步測試并擴(kuò)大該系統(tǒng)的規(guī)模,旨在為更大的社區(qū)甚至整個城市提供低成本的太陽能飲用水。研究人員還準(zhǔn)備在未來幾個月內(nèi)成立一家公司,希望把這些系統(tǒng)推廣到世界各地有需要的地區(qū)。

研究人員的論文發(fā)表在《自然-水》上。

這項研究得到了美國國家科學(xué)基金會、朱莉婭-伯克基金會和麻省理工學(xué)院晨邊設(shè)計學(xué)院的部分支持。 威立雅水務(wù)技術(shù)與解決方案公司和Xylem Goulds公司也提供了實物支持。


作者: 來源:cnBeta.COM 責(zé)任編輯:jianping

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