Исследователи Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ) впервые в мире предложили опреснять воду теплом солнечных батарей и ветроустановок еще в 2022 году. Был разработан экспериментальный образец скоростного дистиллятора морской воды под низким давлением, который использует тепло принимающей поверхности солнечного модуля.
Изначально челябинские ученые использовали в конструкции дистиллятора обычный змеевидный теплообменник. Этот компонент давал тепловые потери, поэтому воду для дистилляции приходилось догревать тепловым насосом.
Инновацией заинтересовались ученые Sepuluh Nopember Institute of Technology (ITS) из Индонезии. Вместо «змеевика» они предложили использовать струйное отведение тепла, при котором тепловой поток разбивается на параллельные струи. Усовершенствованная конструкция с отражателем в виде струйной пластины обеспечила двойной эффект: охлаждение фотоэлектрических панелей и отражение света для оптимизации поглощения энергии и передачи теплоты через теплообменник.
«Предложенный коллаборационный подход увеличивает срок службы фотоэлектрических модулей в 2,5 раза и увеличивает производительность электроэнергии в 3-5 раз (в условиях солнечного дня в жарком климате), а также сокращает выбросы сбросного тепла в атмосферу, что снижает вклад в глобальное потепление. Кроме того, способ модернизации конструкции уникальной опреснительной установки челябинских ученых, предложенный индонезийскими коллегами, позволяет оптимизировать дистилляцию морской и грунтовой вод при помощи такой установки», — объясняется на сайте ЮУрГУ.
Совместные проекты российских и индонезийских исследователей в области энергетики уже более десяти лет направлены на улучшение эффективности солнечных модулей. В рамках сотрудничества был проведен анализ производительности образца. Результаты численного CFD-моделирования подтвердили эксперименты: «Температура поверхности солнечного модуля в результате охлаждения снизилась с 64 до 30–48 градусов (в зависимости от режима работы), а общий КПД возрос с 3–10% до 6–17% соответственно».
В ближайшие годы ученые ЮУрГУ планируют представить серийный образец опреснительного устройства для массового пользования.
Ранее Наука Mail писала об увеличении площади опресненного моря в Арктике.