מזונות חשובים
- מדענים המציאו מערכת עצמאית המשתמשת בפאנלים סולאריים רגילים לייצור חשמל ומים.
- המערכת משתמשת בהידרוג'ל מיוחד שמיומן באיסוף אדי מים מהאטמוספירה.
-
המים משמשים להשקיית צמחים ולקירור הפאנל, ובכך מגדילים את יעילותם.
פאנלים סולאריים מציעים אפשרות נפלאה להפקת אנרגיה ירוקה, וחוקרים מצאו כעת דרך להפוך אותם לשימושיים עוד יותר.
צוות של מדענים יצר מערכת עצמאית המופעלת באמצעות אנרגיה סולארית, שלא רק משתמשת בפאנלים סולאריים להפקת אנרגיה, אלא גם משתמשת בחום העודף כדי לייצר מים מהאוויר.
"שיפור היעילות של תחנות כוח סולאריות הוא צורך השעה", אמר Sunil Mysore, מייסד ומנכ"ל בסטארט-אפ חלופי לחיסכון באנרגיה ובמים, Hinren Engineering, ל-Lifewire דרך LinkedIn. "זו תהיה המצאה בולטת בתעשייה הפוטו-וולטאית ותסייע רבות בהבטחת קיימות במחזור המים-אנרגיה-תזונה."
ספורט מים
בהובלת פנג וואנג, פרופסור למדע והנדסת סביבה באוניברסיטת המלך עבדאללה למדע וטכנולוגיה (KAUST), ערב הסעודית, המדענים הציבו פאנלים סולאריים רגילים על גבי הידרוג'ל מיוחד שיכול לאסוף אדי מים באוויר. כאשר החום העודף מהפאנלים מגיע לג'ל, הוא משחרר אדים לקופסה, שם הוא מתעבה לטיפות מים.
כדי לבדוק את הרעיון, החוקרים בנו גרסת אב-טיפוס של המערכת שלהם והעבירו אותה בשלוש בדיקות בתקופות שונות של השנה. בשבועיים בתקופה החמה ביותר של השנה ייצרה המערכת 1,519 וואט-שעה חשמל וכשני ליטר מים מהאוויר. שני ליטרים אלה שימשו להשקיית 60 זרעי תרד מים שנשתלו בקופסת פלסטיק, והחוקרים ציינו ש-57 מהם נבטו וגדלו כרגיל.
בהצהרה, וואנג ציין שהמדענים רוצים להשתמש במערכת כדי לספק אנרגיה ומים בזול כדי לעזור למיליוני האנשים החיים מחוץ לרשת, במיוחד באזורי אקלים מרוחקים ובעיקר יבשים.
זוהי מטרה ראויה בהתחשב בהערכה של ארגון הבריאות העולמי (WHO) שלמעלה משני מיליארד בני אדם אין גישה לשירותי מי שתייה המנוהלים בצורה בטוחה. למעשה, דוח משנת 2019 מ-Our World In Data גילה כי מים לא היגייניים מביאים ליותר ממיליון מקרי מוות מדי שנה.
"המטרה שלנו היא ליצור מערכת משולבת של ייצור אנרגיה נקייה, מים ומזון, במיוחד החלק של יצירת מים בתכנון שלנו, שמבדיל אותנו מהאגרו-פוטו-וולטאים הנוכחיים", ציין וואנג.
פחות בזבוז
בנוסף לשימוש בחום כדי ללכוד מים אטמוספריים, המדענים מציינים שההידרוג'ל גם עוזר להגביר את היעילות של פאנלים סולאריים.
לפי מייסור, פחות מ-20 אחוז מהאנרגיה שפוגעת בפאנל סולארי הופכת לחשמל. השאר הופכים לחום, וכתוצאה מכך הפאנלים הופכים אפילו פחות יעילים.
המערכת של וואנג עוזרת לפתור בעיה זו על ידי הפעלה בשני מצבים. במצב הקירור, ההידרוג'ל חשוף לאוויר אטמוספרי כל הזמן. במהלך הלילה, הוא אוסף מולקולות מים אשר, כאשר מתחממות במהלך היום שלאחר מכן, מתאדות, ולוקחות את החום העודף מהפאנל, ומורידות את הטמפרטורה שלהן.
"ככה הגוף האנושי מפחית את הטמפרטורה על ידי הזעה", אומר וואנג. מצב הקירור אינו אוגר מים, אך לדברי החוקרים, הוא יכול לעזור להגדיל את התפוקה החשמלית של פאנל סולארי בכ-10 אחוזים.
ג'ורדן מקניק, האנליסט הראשי של אנרגיה-מים-אדמה במעבדה הלאומית לאנרגיה מתחדשת (NREL), אמר ל-Lifewire בדוא ל שהמחקר של וואנג יכול לספק פתרון משמעותי להתמודדות בו-זמנית עם אתגרי הגישה לאנרגיה, מים ומזון אזורים חסרי תשתית ברחבי העולם.
"עם זאת, ישנם עדיין אתגרים הקשורים לדרישות השימוש בקרקע של טכנולוגיות אלו בהקשר של כמות המים שהם יכולים לייצר באזור נתון, מה שעלול להגביל את הפוטנציאל שלהם בהגדלה עבור יישומים גדולים יותר", ציין מאקניק.
כדי להפוך את עיצוב הוכחת הרעיון למוצר ממשי, הצוות מתכנן ליצור הידרוג'ל טוב יותר שיכול לספוג יותר מים מהאוויר לפני שידחוף את המערכת לשימוש בעולם האמיתי.
"לוודא שלכולם על פני כדור הארץ תהיה גישה למים נקיים, ואנרגיה נקייה במחיר סביר הוא חלק מיעדי הפיתוח בר-קיימא שנקבעו על ידי האו"ם", ציין וואנג. "אני מקווה שהעיצוב שלנו יכול להיות מערכת חשמל ומים מבוזרת להאיר בתים וגידולי מים."
