Үндсэн санаанууд
- Эрдэмтэд ердийн нарны зайг ашиглан цахилгаан болон усыг хоёуланг нь үйлдвэрлэдэг бие даасан системийг зохион бүтээжээ.
- Систем нь агаар мандлаас усны уур цуглуулах чадвартай тусгай гидрогель ашигладаг.
-
Усыг ургамлыг усалж, хавтанг хөргөхөд ашигладаг бөгөөд ингэснээр үр ашгийг нь нэмэгдүүлдэг.
Нарны зайн хавтангууд нь ногоон эрчим хүч үйлдвэрлэх гайхалтай сонголтыг санал болгодог бөгөөд судлаачид үүнийг илүү ашигтай болгох арга замыг олсон байна.
Эрдэмтдийн баг нарны эрчим хүчээр ажилладаг бие даасан системийг бүтээсэн бөгөөд энэ нь зөвхөн нарны зайг ашиглан эрчим хүч гаргаад зогсохгүй илүүдэл дулааныг агаараас ус гаргахад ашигладаг.
"Нарны цахилгаан станцуудын үр ашгийг дээшлүүлэх нь цаг үеийн шаардлага юм" гэж өөр эрчим хүч, ус хэмнэх стартапыг үүсгэн байгуулагч, гүйцэтгэх захирал Сунил Майсор, Hinren Engineering LinkedIn-ээр дамжуулан Lifewire-д ярьжээ. "Энэ нь фотоцахилгаан үүсгүүрийн салбарт чухал шинэ бүтээл болох бөгөөд ус-энерги-хоол тэжээлийн мөчлөгийн тогтвортой байдлыг хангахад ихээхэн хувь нэмэр оруулах болно."
Усан спорт
Саудын Арабын Хаан Абдуллагийн нэрэмжит Шинжлэх Ухаан Технологийн Их Сургуулийн (KAUST) хүрээлэн буй орчны шинжлэх ухаан, инженерчлэлийн профессор Пэн Вангаар ахлуулсан эрдэмтэд агаар дахь усны уурыг цуглуулах тусгай гидрогелийн орой дээр ердийн нарны зай хураагуур байрлуулжээ. Хавтан дээрх илүүдэл дулаан нь гель рүү ороход уурыг хайрцагт гаргаж, улмаар усны дусал болж өтгөрдөг.
Үзэл баримтлалыг туршихын тулд судлаачид өөрсдийн системийн прототип хувилбарыг бүтээж, жилийн өөр өөр цаг үед гурван удаа туршин туршсан. Жилийн хамгийн халуун үед хоёр долоо хоногийн дотор систем нь агаараас 1519 ватт-цаг цахилгаан, хоёр литр орчим ус үйлдвэрлэжээ. Эдгээр хоёр литрийг хуванцар хайрцагт тарьсан 60 ширхэг бууцайны үрийг услахад зарцуулсан бөгөөд тэдгээрийн 57 нь соёолж, хэвийн ургадаг болохыг судлаачид тэмдэглэжээ.
Мэдэгдэлд Ванг эрдэмтэд энэ системийг ашиглан эрчим хүч, усаар хямд үнээр сүлжээнээс гадуур, ялангуяа алслагдсан, ялангуяа хуурай уур амьсгалтай бүс нутагт амьдарч буй сая сая хүмүүст туслахыг хүсэж байгааг тэмдэглэв.
Дэлхийн Эрүүл Мэндийн Байгууллагын (ДЭМБ) хоёр тэрбум гаруй хүн ундны усны аюулгүй байдлын үйлчилгээнд хүртээмжгүй байгааг тооцож үзвэл энэ нь зохистой зорилт юм. Үнэн хэрэгтээ, Our World In Data сэтгүүлээс 2019 онд гаргасан тайланд эрүүл ахуйн шаардлага хангаагүй ус жил бүр нэг сая гаруй хүн нас бардаг болохыг тогтоожээ.
"Бидний зорилго бол цэвэр эрчим хүч, ус, хүнсний үйлдвэрлэлийн нэгдсэн системийг бий болгох, ялангуяа бидний дизайн дахь ус үүсгэх хэсгийг бий болгох явдал бөгөөд энэ нь биднийг одоогийн агрофотоволтайкаас ялгаж байгаа юм" гэж Ван тэмдэглэв.
Хог хаягдал бага
Агаар мандлын усыг барихын тулд дулааныг ашиглахаас гадна гидрогель нь нарны зайн хавтангийн үр ашгийг нэмэгдүүлэхэд тусалдаг гэдгийг эрдэмтэд тэмдэглэжээ.
Майсорын үзэж байгаагаар нарны хавтанд туссан эрчим хүчний 20 хүрэхгүй хувь нь цахилгаан болж хувирдаг. Үлдсэн хэсэг нь дулаан болж хувирдаг бөгөөд энэ нь хавтангийн үр ашиг багатай болдог.
Вангийн систем нь хоёр горимоор ажиллаж энэ асуудлыг шийдвэрлэхэд тусалдаг. Хөргөх горимд гидрогель нь агаар мандлын агаарт байнга өртдөг. Шөнийн цагаар энэ нь усны молекулуудыг цуглуулж, дараагийн өдөр нь халах үед ууршиж, самбараас илүүдэл дулааныг авч, температурыг нь бууруулдаг.
"Хүний бие хөлрөх замаар температурыг бууруулдаг" гэж Ван хэлэв. Хөргөх горим нь ямар ч ус цуглуулдаггүй ч судлаачдын үзэж байгаагаар нарны хавтангийн цахилгаан гаралтыг 10 орчим хувиар нэмэгдүүлэхэд тусална.
Сэргээгдэх эрчим хүчний үндэсний лабораторийн (NREL) Эрчим хүч, ус-газар хариуцсан ахлах шинжээч Жордан Макник Lifewire-д цахим шуудангаар дамжуулан Вангийн судалгаа эрчим хүч, ус, хүнсний хүртээмжтэй холбоотой асуудлуудыг нэгэн зэрэг шийдвэрлэх ач холбогдолтой шийдэл болж чадна гэж цахим шуудангаар мэдэгдэв. дэлхий даяар дэд бүтэц дутагдалтай газрууд.
"Гэсэн хэдий ч эдгээр технологийн газар ашиглалтын шаардлага нь тухайн газар нутагт хэр хэмжээний ус үйлдвэрлэж чадахтай холбоотой сорилтууд байсаар байгаа бөгөөд энэ нь илүү том хэрэглээнд ашиглах боломжийг хязгаарлаж болзошгүй" гэж ажиглав. Макник.
Үзэл баримтлалын баталгаатай загварыг бодит бүтээгдэхүүн болгохын тулд баг системийг бодит хэрэглээнд нэвтрүүлэхээс өмнө агаараас илүү их ус шингээх чадвартай илүү сайн гидрогель бүтээхээр төлөвлөж байна.
"Дэлхий дээрх хүн бүр цэвэр устай, хямд үнээр цэвэр эрчим хүч хэрэглэх нь НҮБ-аас дэвшүүлсэн Тогтвортой хөгжлийн зорилтуудын нэг хэсэг юм" гэж Ван тэмдэглэв. "Манай загвар нь гэр, тариалангийн талбайг гэрэлтүүлэх төвлөрсөн бус эрчим хүч, усны систем байж чадна гэж найдаж байна."
