Проблемы отсутствия воды и доступной энергии идут рука об руку. Если у вас нет обильного источника воды — не из чего выработать пар, необходимый для вращения турбин электростанций. Нет энергии – не работает оборудование для выкачивания воды из скважин. А если нет воды в пустыне, то и нечем смывать пыль с солнечных батарей, что ведет к минимизации выработки энергии. Решить этот вопрос одним махом попытались в Университете науки и технологий имени короля Абдаллы в Саудовской Аравии.
Арабские ученые и инженеры взяли за основу классическую идею применения фотовольтаики для обеззараживания воды методом дистилляции. Но разработали новое технологическое решение для ее практической реализации. Это комплекс из мембран и емкостей для прокачки жидкостей, который венчает типовая солнечная батарея. Важный момент – не самая передовая и эффективная, наоборот, дешевая модель с низким КПД, в которой большая часть пойманной солнечной энергии растрачивается на бесполезный нагрев.
Когда батарея начинает работать и вырабатывать электричество, система параллельно отводит избыточное тепло вниз, к трубам с грязной водой. Она нагревается, превращается в пар и перемещается в зону конденсации. Происходит процесс дистилляции, с очищением воды от примесей, при этом отдаваемое паром тепло не растрачивается, а передается далее по системе, для следующего цикла нагрева-охлаждения. Заслуга арабских конструкторов в проектировании оптимальной архитектуры многослойной системы, которая дистиллирует 1,6 литра морской воды в час без снижения выработки электричества из солнечного света.
В 2016-ом опреснение морской воды обеспечивало 3 % питьевой воды на Ближнем Востоке, но на это уходило 5 % от вырабатываемой регионом электроэнергии. Здесь много безлюдных участков на границе пустыни и моря, где можно установить электростанции с функцией опреснения воды нового типа. И тем самым решить сразу две задачи – получить экологически чистый источник энергии, плюс источник заветной влаги в одном целом.
