Saulės šiluminio garavimo ir atmosferos vandens surinkimo technologijų lyginamoji analizė ir eksploatacinių savybių vertinimas

Atsižvelgdami į tai, Singapūro nacionalinio universiteto profesorius Tan Swee Ching ir kiti neseniai paskelbė apžvalgos straipsnį "Geriausia saulės vandens gamybos technologijų praktika" apie gamtos tvarumą. Siūlomos ir išsamiai aptariamos atmosferos vandens surinkimo technologijos bandymų, apibūdinimo ir ataskaitų teikimo proceso problemos ir nesusipratimai, geriausia standartizuotų bandymų ir našumo vertinimo praktika, siekiant išspręsti pirmiau minėtas problemas, taip pat suformuluotos pramonės normos ir susijusių bandymų standartai. Ši strategija suteikia naujų idėjų saulės vandens gamybos technologijų plėtrai.

a)Saulės fototerminės sąsajos garavimo technologija,b)Adsorbcijos atmosferos vandens surinkimo technologijos darbo principo schema.

Saulės fototerminės sąsajos garavimo technologijai: Straipsnyje pirmiausia pabrėžiama stabilios ir vienodos AM 1.5 išvesties svarba imituojant saulės šviesą. Norėdami slopinti papildomą šilumos patekimą iš šviesos šaltinio ir aplinkos, autoriai rekomenduoja šviesos bandymams naudoti santūrę ir toliau rekomenduoja būtiną fototerminio garintuvo iš anksto bandymą, kad būtų sumažinta šiluma tarp neapsaugotų vietų ir oro kokybės mainai. Vėjuota aplinka yra labai svarbi bandymų duomenų galiojimui ir palyginamumui. Siekiant kuo labiau susilpninti pirmiau minėtų veiksnių trukdžius ir išlaikyti bandymų duomenų tikslumą, straipsnyje rekomenduojama šviesos garavimo bandymui naudoti didelio dydžio mėginius. Be to, autoriai vėliau pabrėžia modeliavimo priemonių svarbą užtikrinant ir patvirtinant pagrįstą bandymo metodo pagrįstumą.

Fototerminio garavimo srityje vienas iš reprezentatyviausių eksploatacinių savybių parametrų yra garavimo greitis, tačiau šis parametras negali iš tikrųjų atspindėti garintuvo vandens išeigos, naudojamo vienam vieneto plotui ir laikui. Taip yra todėl, kad garavimo greitis matuojamas stebint sistemos masės praradimą, ignoruojant sistemos kondensacijos procesą, o tikrai prasmingas vandens gamybos pajėgumas, vandens surinkimo greitis, turėtų būti išbandytas dėl masės padidėjimo (masės prieaugio). Straipsnyje autoriai pabrėžia vandens surinkimo rodiklių ataskaitų teikimo svarbą ir išsamiai aptaria artimiausio laikotarpio orientacinę strategiją, skirtą efektyviam fototerminiam garavimo kondensatui.

Be druskos jonų koncentracijos, straipsnyje nurodoma, kad organiniai ir mikrobiniai tyrimai taip pat yra būtina viso vandens kokybės bandymo proceso grandis, į kurią taip pat turėtų atkreipti dėmesį akademinė bendruomenė. Autoriai taip pat formuluoja garavimo enhalpy reguliavimo mechanizmą ir vertinimo kriterijus fototerminėje sąsajoje pagal mikro-nano struktūrą, kuri suteikia teorinį pagrindą fototerminiam garavimo mechanizmui paaiškinti.

Saulės energija varomai adsorbcijos tipo atmosferos vandens surinkimo technologijai: Straipsnyje pirmiausia pabrėžiama visiškos drėgmės izotermimo adsorbcijos bandymų svarba ir daugiausia dėmesio skiriama 0-20% drėgmės diapazono tyrimui, nes adsorbcijos elgesio nustatymas esant mažai drėgmei gali būti geresnis Tai padeda suprasti kietųjų dujų sąveikos procesą ir adsorbcijos vietų orientaciją, ir yra naudinga vadovauti projektuojant aukštos kokybės adsorbentines medžiagas, tinkamas sausam klimatui. Autorius taip pat rekomenduoja kelių temperatūrų izoterminės adsorbcijos bandymą ir kelių slėgio izobarinės desorbcijos bandymą, kad imituotų ir prognozuotų atmosferos vandens baseino medžiagų veikimo charakteristikas skirtingomis darbo sąlygomis. Verta pažymėti, kad straipsnyje nurodoma, kad atmosferos vandens adsorbcijos ir desorbcijos kinetika yra tinkamesnė eksperimentiniam vertinimui, naudojant didelio masto prietaisus, ir nerekomenduojama bandymams naudoti nedidelių mėginių, tokių kaip dalelės ir milteliai, nes pirmieji gali realistiškiau atkurti realaus gyvenimo veikimo scenarijus. Šilumos ir masės perdavimas medžiagoje.

Kita dabartinė situacija, trukdanti palyginti skirtingas medžiagas atmosferos vandens surinkimo srityje, yra ta, kad literatūroje selektyvioms ataskaitoms dažnai naudojami skirtingi pagrindiniai eksploatacinių savybių parametrai, o pagrindinis prieštaravimas yra masės išeiga (litras/kg·diena) ir ploto išeiga (litras /m2 diena). Autoriai mano, kad pirmiau minėti du parametrai turi svarbią pamatinę vertę vertinant atmosferos vandens surinkimo medžiagas ir apie juos verta pranešti vienu metu, nes labai svarbu tuo pačiu metu pasiekti didelį masinį derlių ir ploto derlių. Taip yra todėl, kad ateityje idealios atmosferos vandens surinkimo medžiagos / prietaisai turėtų turėti miniatiūrizacijos, lengvo svorio ir didelio vandens gamybos greičio savybes tuo pačiu metu.

Be to, ribojant skirtingus darbo režimus ir ciklo laiką, sunku tiksliai palyginti atmosferos vandens surinkimo medžiagų ir prietaisų dienos vandens gamybos tempus. Atsižvelgdami į tai, autoriai siūlo kiekybiškai įvertinti adsorbentinės medžiagos desorbcijos energijos poreikius, t. y. pranešti apie specifinį vandens išeigą: litrą/kWh adsorbento medžiagos vienam energijos suvartojimo vienetui. Tam tikro bendro insoliacijos atveju galima veiksmingai įvertinti skirtingų medžiagų vandens gamybos greičio ribą, kad būtų išvengta skirtingų darbo režimų ir ciklo sąlygų apribojimų.

Pati saulės energija varoma švaraus vandens gamybos technologija turi pranašumą, nes yra ekologiška ir tvari, todėl jos taikymo etapo tvarumą daugiausia lemia pati medžiaga. Tačiau kilogramo masto didelio našumo medžiagų, turinčių galimybių plėstis, paruošimas tebėra didelis iššūkis.