Çölde Mahsul Yetiştirmek için Su Buharını Çeken Güneş Panelleri
Fotoğraf 1 : Kurak bir bölgede konumlandırılmış bir WEC2P şeması, Renyuan Li
Suudi Arabistan’da bilim insanları, özgün bir hidrojel kullanarak güneş enerji ile çalışan, havadan çekilen suyu kullanarak elektrik üretirken ıspanak yetiştiren bir sistem meydana getirdiler. 1 Mart’ta Cell Reports Physical Science Dergisi’nde açıklanan kavram kanıtlama, kuru iklimli bölgelerde yaşayan insanlar için su ve besin geliştirmek için sürdürülebilir, düşük bütçeli bir strateji sunmaktadır.
“Dünya nüfusunun bir bölümü hala temiz su ve yeşil enerjiye ulaşıma sahip değildir ve bunların büyük bir kısmı da kurak ya da yarı-kurak kırsal bölgelerde yaşamaktadır, demiştir King Abdullah Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Bölümü’nde Çevre Bilimi ve Mühendisliği profesörü olan Peng Wang. “Boşa gidecek olan temiz enerjiyi kullanarak havadan su çıkaran tasarımımız, çöller ve okyanus adaları gibi uzak yerlerdeki merkezi olmayan, küçük-ölçekli çiftlikler için uygundur.
WEC2P adı verilen sistem, suyu yoğunlaştırmak ve toplamak için büyük bir metal kutunun üzerine monte edilen bir hidrojel tabakasının üzerine yerleştirilmiş bir güneş fotovoltaik panelinden oluşur. Wang ve ekibi, ortam havasındaki su buharını etkili bir şekilde emebilen ve ısıtıldığında su içeriğini serbest bırakabilen hidrojeli önceki araştırmalarında geliştirmiştir.
Araştırmacılar, emilen suyu hidrojelden çıkarmak için elektrik üretirken güneş panellerinden gelen atık ısıyı kullanmışlardır. Aşağıdaki fotoğrafta yer alan metal kutu, buharı toplar ve gazı yoğunlaştırarak suya dönüştürür. Alternatif olarak hidrojel, ısıyı emerek ve panellerin sıcaklığını düşürerek güneş fotovoltaik panellerinin verimliliğini %9’a kadar arttırır.
Fotoğraf 2 : 60 adet su ıspanak tohumu içeren bir bitki yetiştirme kutusuna bağlı güneş panelleri, Renyuan Li.
Ekip, havanın çok sıcak olduğu Haziran ayında iki hafta boyunca Suudi Arabistan’da WEC2P kullanarak bitki yetiştirme testi yapmıştır. Sadece havadan topladıkları su ile plastik bir bitki yetiştirme kutusuna ekilen 60 adet su ıspanak tohumunu sulamak için kullanmışlardır. Deney boyunca, bir öğrenci masasının üstüne benzer büyüklükteki güneş paneli toplam 1.519 watt-saat elektrik üretmiş ve 60 su ıspanağı tohumundan 57’si filizlenmiştir ve normal olarak 18 cm’ye kadar büyümüştür. Toplamda, iki haftalık süre boyunca hidrojelden yaklaşık 2 litre su yoğunlaştırılmıştır.
Wang, “Amacımız, özellikle tasarımımızdaki bizi mevcut agrofotovoltaiklerden ayıran su oluşturma kısmı olmak üzere, temiz enerji, su ve gıda üretiminden oluşan entegre bir sistem oluşturmaktır” demiştir. Kavram kanıtı tasarımını gerçek bir ürüne dönüştürmek için ekip, havadan daha fazla su emebilen daha iyi bir hidrojel oluşturmayı planlamaktadır.
Fotoğraf 3 : Serin kalmaya ve verimliliklerini artırmaya yardımcı olmak için altında su emici bir hidrojel kullanılan güneş fotovoltaik panelleri, Renyuan Li.
Wang, “Dünyadaki herkesin temiz suya ve uygun fiyatlı temiz enerjiye erişmesini sağlamak, Birleşmiş Milletler tarafından belirlenen Sürdürülebilir Kalkınma Hedeflerinin bir parçasıdır,” demiştir. “Umarım tasarımımız, evleri ve su ürünlerini aydınlatmak için merkezi olmayan bir güç ve su sistemi olabilir.”
Kaynak: techxplore.com
