Гібридна технологія CPV на даху для генерації електроенергії і прісної води

Стверджується, що децентралізована система опріснення може забезпечити собівартість опріснення води в розмірі 0,7-4,3 доларів США / м3, в залежності від вартості сонячної енергії і цін на електрику. Вона була побудована з декількох концентрованих фотоелектричних / термічних (CPV-T) колекторів, бака для гарячої води, модуля V-MEMD, бака для подачі морської води і бака для дистиляту.

Дослідники з Університету науки і технології імені короля Абдалли (KAUST) в Саудівській Аравії і Університету Донхуа в Китаї розробили децентралізоване когенераційне рішення для виробництва електроенергії і прісної води, яке об’єднує концентровані сонячні батареї і сонячні теплові колектори з системою вакуумної многоеффектівной мембранної дистиляції (VMEMD). Вона заснована на процесі термічного поділу з використанням мікропористих гідрофобних мембран і, як повідомляється, може концентрувати рідини з високою концентрацією солей, близької до насичення.

“До сих пір система розроблялася на лабораторному рівні”, – повідомив журналу pv дослідник KAUST Цянь Чен. “Ми завершили дослідження модулів CPVT і VMEMD і тепер працюємо над інтеграцією системи”.

Пропонована система була зібрана з декількох концентрованих фотоелектричних / теплових (CPVT) колекторів, бака для гарячої води, модуля V -MEMD, бака для подачі морської води і бака для дистиляту.

Електроенергія, що виробляється установкою CPV-T, поставляється потенційним кінцевим споживачам, а виробляється тепло використовується для виробництва гарячої води для живлення системи V-MEMD. В останньому випадку морська вода, що подається з поживного резервуара, частково випаровується, а пара, що утворилася потім конденсується. На наступному етапі тепло конденсації повторно використовується для нагріву морської води і подальшого випаровування. “Процес повторюється кілька разів в наступних ефектах, а пар, отриманий в останньому ефекті, конденсується в зовнішньому конденсаторі”, – пояснили дослідники, додавши, що для поділу води і пара на кордоні випаровування використовуються мембрани з політетрафторетилену (PTFE). Потім вода зберігається в резервуарі для дистиляту.

Система CPV-T складається з лінз Френеля, скляних гомогенізатори, сонячних батарей з потрійним спаєм на основі фосфіду індію галію (InGaP), арсеніду індію галію (InGaAs) і германію (Ge), радіатора для охолодження і двовісний сонячного трекера. “Сонячні батареї перетворять частину сонячного випромінювання в електроенергію, а час, що залишився випромінювання розсіюється у вигляді тепла”, – говорять вчені. “Охолоджуюча рідина циркулює під осередками для поглинання тепла, що виділяється, що не тільки знижує температуру осередків і підвищує їх ефективність, але і рекуперірует тепло для опріснення води”.

Гібридна сонячна електростанція показала ефективність перетворення енергії в 25% і теплову ефективність в 45% протягом цілого року. “У енергоефективності системи переважає вироблення електроенергії, і її значення стабілізується на рівні 25-27% при різних умовах проектування і експлуатації”, – сказав Чен журналу pv. “Вирівняна вартість опріснення води становить $ 0,7-4,3 / м3, в залежності від вартості фотоелектричної установки і ціни на електроенергію”.