Ο κόσμος χρειάζεται τόσο ηλεκτρική ενέργεια όσο και καθαρό νερό, αλλά η παραγωγή ενός από αυτούς τους πόρους μπορεί να εξαντλήσει τον άλλο. Στις ΗΠΑ, τα δημόσια συστήματα ύδρευσης αντιπροσωπεύουν περίπου το 6% της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας του κράτους, αφού ο καθαρισμός του νερού και η διανομή του σε τοπικά συστήματα ύδρευσης απαιτεί ενέργεια. Μπορεί η ηλιακή ενέργεια να δώσει λύση;
Οι μονάδες θερμοηλεκτρικής ενέργειας του κράτους αποσύρουν έως και 170 δισεκατομμύρια γαλόνια γλυκού νερού κάθε μέρα από ποτάμια, λίμνες, ρέματα και υδροφορείς. Έως 6 δισεκατομμύρια γαλόνια του νερού αυτού καταναλώνονται, πράγμα που σημαίνει ότι δεν επιστρέφει στο περιβάλλον. Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας μέσω ηλιακών πάνελ απαιτεί περίπου 300 φορές λιγότερα γαλόνια νερού από ένα θερμοηλεκτρικό εργοστάσιο, αλλά μπορεί να είναι πιο δαπανηρή και δεν παράγει τόση ηλεκτρική ενέργεια.
Ωστόσο, μια ομάδα ερευνητών στη Σαουδική Αραβία έχει καταλήξει σε μια συσκευή που λένε ότι θα μπορούσε να μετατρέψει ένα εργοστάσιο ηλεκτρικής ενέργειας από «έναν καταναλωτή νερού σε έναν παραγωγό γλυκού νερού».
Πέρσι, οι ερευνητές δημοσίευσαν μια μελέτη που περιγράφει αυτή τη νέα τεχνολογία με ηλιακή ενέργεια, η οποία μπορεί ταυτόχρονα να αφαλατώνει το νερό και να παράγει ηλεκτρική ενέργεια.
Χρησιμοποιώντας ηλιακούς συλλέκτες για την αφαλάτωση του θαλασσινού νερού
Η νέα συσκευή των ερευνητών είναι μόνο ένα πρωτότυπο για τώρα, αλλά το οραματίζονται ως έναν τρόπο αφαλάτωσης ή καθαρισμού του νερού σε χώρους όπου το γλυκό νερό είναι σπάνιο ή μολυσμένο (που περιλαμβάνει εκατοντάδες χιλιάδες τοποθεσίες στις ΗΠΑ).
Για να φτιάξουν το πρωτότυπο, οι ερευνητές εγκατέστησαν έναν αποστακτήρα νερού στο πίσω μέρος ενός ηλιακού συλλέκτη. Όταν βρίσκεται στο ηλιακό φως, το κύτταρο παράγει ηλεκτρισμό και απελευθερώνει θερμότητα σαν τυπικό ηλιακό πάνελ. Αλλά αντί να στέλνει αυτή τη θερμότητα πίσω στην ατμόσφαιρα, η συσκευή την κατευθύνει προς τον αποστακτήρα, ο οποίος χρησιμοποιεί τη θερμότητα ως πηγή ενέργειας για να ενεργοποιήσει τη διαδικασία αφαλάτωσης.
Για να ελέγξουν την ποιότητα του νερού που βγαίνει, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν αλμυρό νερό και νερό που περιείχε βαρέα μέταλλα όπως μόλυβδο, χαλκό και μαγνήσιο στον αποστακτήρα. Η συσκευή μετέτρεψε το νερό σε ατμό, το οποίο στη συνέχεια πέρασε από μια πλαστική μεμβράνη που φιλτράρει το αλάτι και τους ρύπους. Το αποτέλεσμα ήταν το καθαρό πόσιμο νερό που πληρούσε τα πρότυπα ασφαλείας τού Παγκόσμιου Οργανισμού Υγείας.
Οι ερευνητές δήλωσαν ότι το πρωτοποριακό μοντέλο μπορεί να παράγει περίπου 1,7 λίτρα καθαρού νερού κάθε ώρα. Η ιδανική τοποθεσία για αυτό θα ήταν σε ένα ξηρό ή ημίξηρο κλίμα, κοντά σε μια πηγή νερού.
Η συσκευή θα μπορούσε τελικά να χρησιμοποιηθεί σε σπίτια
Περισσότεροι από 2 δισεκατομμύρια άνθρωποι παγκοσμίως δεν έχουν ασφαλές πόσιμο νερό στα σπίτια τους και η ομάδα πίσω από αυτή τη νέα συσκευή δεν είναι η μοναδική ομάδα που εργάζεται για παραγωγή γύρω από την ηλιακή ενέργεια.
Η startup Zero Mass Water, με έδρα την Αριζόνα για παράδειγμα, δημιουργεί έναν πίνακα που χρησιμοποιεί ηλιακή ενέργεια για να συμπυκνώνει το νερό από τον αέρα και να το φιλτράρει. Η ινδική startup Uravu εργάζεται επίσης σε μια αρθρωτή συσκευή που συμπυκνώνει 15 με 20 λίτρα νερού από τον αέρα την ημέρα χρησιμοποιώντας ηλιακή ενέργεια.
Αλλά κανένα από τα συστήματα αυτά δεν αφαλατώνει το αλμυρό νερό και δεν καταναλώνουν ηλεκτρισμό για χρήση πέρα από τη διαδικασία παραγωγής νερού. Το νέο πρωτότυπο, ωστόσο, μετέτρεψε με επιτυχία το 11% περίπου της ενέργειας από το φως του ήλιου σε ηλεκτρική ενέργεια στο εργαστήριο – περίπου το ίδιο με ένα εμπορικό ηλιακό κύτταρο.
Οι ερευνητές έγραψαν ότι η συσκευή θα μπορούσε να βοηθήσει τις ενεργειακές εταιρείες να μειώσουν μέρος του κόστους κατασκευής και λειτουργίας ηλιακών εκμεταλλεύσεων, δεδομένου ότι μπορούν να παράγουν και καθαρό νερό.
Αλλά για να είναι δυνατόν, η ομάδα πρέπει να αναπτύξει ένα προϊόν που μπορεί να χρησιμοποιηθεί εκτός ενός εργαστηρίου.
Μετά από αυτό, η συσκευή θα μπορούσε να είναι διαθέσιμη σε μεγάλες ενεργειακές εταιρείες, ενώ μικρότερες εκδόσεις θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν και σε μεμονωμένες ιδιοκτησίες.
