Гибридная солнечная установка для очистки воды

По последним данным Организации Объединенных Наций (каждые три года публикует доклад, который представляет самое точное описание текущего состояния мировых пресноводных ресурсов) запасы пресной воды катастрофически сокращаются.

В марте текущего года в Марселе эксперты ООН объявили, что планета находится сегодня на грани водной катастрофы. Острый дефицит питьевой воды на Земле испытывает каждый 10-й − а это около 780 млн человек. Из них 40% − жители Африки: стран, расположенных южнее Сахары. И, согласно прогнозам, ежегодно этот показатель будет только ухудшаться.

Специально ориентирую вас, уважаемый читатель, на эту проблему, чтобы утвердиться в мысли о необходимости технических решений по пополнению запасов питьевой воды и способов ее очистки из водоемов: рек, озер и морей.

Один из способов очистки воды является дистилляция. В дистилляторах получают чистую питьевую воду после очистки, но в небольших объемах с энергетическими затратами (нагрев, охлаждение). В последнее время начали использовать солнечные опреснители для морской воды, а в техпроцесс очистки, включили использование солнечный энергии.

Ученые российского Уральского федерального университета совместно с иракскими коллегами пошли дальше и разработали гибридную технологию улучшения испарения в установке, предназначенной для очистки воды за счет солнечной энергии. Добавив в систему вращающийся барабан и солнечный коллектор, исследователи добились значительного увеличения производительности.

Экспериментальный дистиллятор представляет собой накрытую прозрачным кожухом прямоугольную ванну для воды, требующей очистки. В емкости горизонтально установлен стальной полый цилиндр черного цвета, оснащенный электроприводом. Большая часть поверхности барабана находится над водой.

Двигатель постоянного тока, получающий питание от солнечных батарей, медленно, но постоянно вращает цилиндр, в результате чего на его поверхности образуется тонкая водяная пленка. Благодаря малой толщине она быстро нагревается, что способствует увеличению скорости ее испарения. Сконденсированная на крышке влага, как и в обычном дистилляторе, стекает по стенкам в алюминиевый желоб и далее — в отдельный резервуар.

Цилиндр занимает практически всю площадь ванны, затеняя воду и, соответственно, не позволяя солнцу нагревать ее, что негативно сказывается на испаряемости. Для решения этой проблемы применен отдельный солнечный коллектор. Через него непрерывно циркулирует находящаяся в основной емкости жидкость. Насос системы получает питание также от солнечных панелей.

Прототип установки испытывали в Екатеринбурге с июня по октябрь позапрошлого года, разместив на крыше здания. Во время тестов стальной цилиндр вращался со скоростью 0,5 об/мин. По сравнению с традиционными дистилляторами, разработка оказалась не менее чем на 280% производительнее в летние месяцы, и на 300–400% — в сентябре и октябре. Летом система выдавала ежесуточно до 12,5 л чистой воды с каждого квадратного метра площади, а в холодное время года — максимум 3,5 л. Причем наряду с высокой эффективностью устройство в ходе испытаний доказало и свою надежность.

В дальнейшем ученые намерены развивать технологи, чтобы дополнительно повысить производительность дистиллятора в различных климатических условиях при сохранении минимально возможных затрат на производство и эксплуатацию оборудования.

Ожидается, что гибридная солнечная установка для очистки воды будет востребовано прежде всего в Африке и на Ближнем Востоке, там, где доступность большого количества солнечной энергии сочетается с дефицитом пресной воды.

Читайте также: Крыше греет воду

По материалам источника

Спасибо за прочтение. Если вам понравилось, пожалуйста, поделитесь с друзьями и в комментариях черкните пару строк своего мнения