Güneş ışığını tatlı suya dönüştürmek
HelioVap'ın merkezinde, güneş ışığını verimli su buharlaşması için yerelleştirilmiş ısıya dönüştürmek üzere tasarlanmış özgün bir güneş buharlaştırma platformu yer alıyor.
Yaklaşımımız, tüm su kütlesini ısıtmak yerine güneş enerjisini buharlaşmanın gerçekleştiği su-hava arayüzünde yoğunlaştırıyor.
Bor karbür esaslı bir platform
Bor karbür (B₄C) esaslı gözenekli bir malzeme, HelioVap'ın mevcut güneş buharlaştırma platformunun çekirdeğini oluşturuyor.
- 01Güneş ışığını yakala
- 02Isıyı yerelleştir
- 03Suyu besle
- 04Tuzu yönet
- 05Tatlı suyu geri kazan
Güneş ışığını yakala
Geniş bantlı güneş soğurumu
Gözenekli, ışık soğuran bir kompozit, dar bir bant yerine güneş tayfı boyunca enerji alır. Ayrıca pek çok soğurucunun bozunduğu tuzlu koşullarda dayanır.
Isıyı yerelleştir
Isı, buharlaşmanın olduğu yerde
Enerji, içinde faz değişiminin gerçekleştiği ince bir ısıl katmanda yoğunlaşır. Gözenekli yapı, buharlaştıkça kaynak suyu bu katmana geri yönlendirir.
Tatlı suyu geri kazan
Buhardan kullanılabilir tatlı suya
Buhar daha serin, saydam bir yüzeyle buluşur ve yoğuşur. Yoğuşan su, kaynak sudan uzağa kanallarla yönlendirilir. Buharlaşan ile toplanan arasındaki farkı kapatmak şu anki mühendislik önceliğidir.
Malzemenin yapması gerekenler
Aynı anda dört gereklilik.
Tek başına hiçbiri zor değil. Mühendislik, dördünü tek bir yapıda birlikte sağlamakta; çünkü birini iyileştirmek genellikle bir diğerine mal oluyor.
- 01
Geniş bantta soğurmak
Güneş ışığı geniş bir tayfa yayılarak gelir. Dar bir banda göre ayarlanmış bir soğurucu bunun büyük kısmını atar; bu yüzden kompozitin tercih ettiği bir dalga boyunda değil, morötesinden yakın kızılötesine kadar enerji alması gerekir.
- 02
Isıyı yüzeyde tutmak
Su kütlesine yayılan enerji, buharlaşmayan bir kütleyi ısıtır. Yapının sıcaklık gradyanını arayüzdeki ince bir katmanın içinde tutması ve alttaki sudan yalıtması gerekir.
- 03
Yüzeyi beslemeye devam etmek
Yüzey kuruduğu anda buharlaşma durur. Gözeneklilik, suyu ayrıldığı hızda ya da daha hızlı yukarı çekmeli, ama ısıyı kütleye geri taşıyan bir yol hâline gelmemelidir.
- 04
Tuza dayanmak
Buharlaşan her litre, çözünmüş katılarını geride bırakır. Yüzey ya tuzu kaynak suyuna geri itmeli ya da üzerinde kristalleşene katlanmalıdır; hem de bir öğleden sonra değil, aylar boyunca.
Bu sayı nasıl ölçüldü
Tek bir sayının söylediği ve söylemediği.
2.8 kg·m⁻²·h⁻¹ bir kütle kaybı ölçümüdür. Bir numune güneş simülatörü altında tek güneşte aydınlatılır ve zaman içinde kaybettiği su tartılır. Laboratuvar koşullarında, buharlaşma yüzeyindeki malzemeyi tanımlar.
Bir sistem çıktısı değildir. O buharın ne kadarının yoğuşma yüzeyine ulaştığı, ne kadarının kaynak suya geri döndüğü ya da bir modülün kışın kapalı bir öğleden sonra ne üreteceği hakkında hiçbir şey söylemez.
Ölçtüğümüz sayı olduğu için yayımlıyor ve ne olduğunu olduğu gibi anlatıyoruz. Yayımlanmış literatürün düzlemsel kuramsal tavanın üzerinde hızlar bildirdiği yerde, bunu açıklayan mekanizmalar bilimsel temel sayfasında anlatılıyor.
simüle edilmiş 1 güneş aydınlatması altında
Laboratuvar buharlaşma performansı. Sistem düzeyinde tatlı su geri kazanımı; sistem tasarımına, işletme koşullarına, yoğuşma ve su geri kazanım verimine bağlıdır.
Ölçülen değer, buharlaşma yüzeyinde 2.8 kg·m⁻²·h⁻¹'tir. Günlük rakam, bu hızın on saatlik aydınlatma boyunca karşılığıdır; tam bir günün ölçümü değildir.
Çözülmedi
Önümüzdeki sorunlar.
Toplama verimi
Buharlaşan ile toplanan arasındaki fark, sistemdeki en büyük tek kayıp. Bunu kapatmak şu anki mühendislik önceliği ve kapanmadan hiçbir teslim su rakamının anlamı yok.
Uzun sürede tuz davranışı
Kısa bir test, bir mevsim geçirmiş bir yüzeyin neye benzediğini pek anlatmaz. Uzun süreli tuzlu su maruziyeti önemli olan testtir ve en uzun süreni de odur.
Dışarısı ile laboratuvar
Rüzgâr, nem ve ortam sıcaklığı dış performansı iki yönde de ciddi biçimde değiştirir. Kontrollü bir iç mekân rakamı bir başlangıç noktasıdır, tahmin değil.