Solenergi fortfarande
En solenergi destillerar fortfarande vatten med ämnen lösta i det genom att använda solens värme för att förånga vatten så att det kan kylas och samlas upp och därigenom rena det. De används i områden där dricksvatten inte är tillgängligt, så att rent vatten erhålls från smutsigt vatten eller från växter genom att utsätta dem för solljus.
Destillationstyper inkluderar storskaliga koncentrerade solar och kondensfällor . I en solcell finns orent vatten utanför uppsamlaren, där det förångas av solljus som skiner genom en genomskinlig uppsamlare. Den rena vattenångan kondenserar på den svala insidan och droppar ner i en tank.
Destillation replikerar hur naturen gör regn. Solens energi värmer vatten tills det förångar. När vattnet avdunstar stiger dess ånga och kondenseras till vatten igen när det svalnar. Denna process lämnar efter sig föroreningar, såsom salter och tungmetaller, och eliminerar mikrobiologiska organismer. Slutresultatet är rent (drickbart) vatten.
Historia
Kondensfällor har använts sedan förinkafolket bebodde Anderna .
1952 utvecklade USA:s militär en bärbar solcellsdestillation för piloter som strandade i havet. Den hade en uppblåsbar 610 millimeter (24 tum) flytande plastkula, med ett flexibelt rör i sidan. En innerväska hänger från fästpunkter på ytterväskan. Havsvatten hälls i innerpåsen från en öppning i bollens hals. Färskvatten tas ut med hjälp av sidoröret. Effekten varierade från 1,4 liter (1,5 US qt) till 2,4 liter (2,5 US qt) färskvatten per dag. Liknande stillbilder ingår i vissa livflotters överlevnadssatser , även om manuella avsaltningsapparater för omvänd osmos mestadels har ersatt dem.
Idag lärs en metod för att samla upp vatten i fuktfällor inom den argentinska armén för användning av specialistenheter som förväntas genomföra utökade patruller av mer än en veckas varaktighet i Andernas torra gränsområden.
Metoder
Pit still
En samlare placeras i botten av en grop. Grenar placeras vertikalt i gropen. Grenarna är tillräckligt långa för att sträcka sig över kanten av gropen och bilda en tratt för att leda vattnet in i uppsamlaren. Ett lock byggs sedan över denna tratt, med fler grenar, löv, gräs, etc. Vatten samlas upp varje morgon.
Denna metod bygger på bildandet av dagg eller frost på kärlet, tratten och locket. Bildande dagg samlas på och rinner ner på utsidan av tratten och in i kärlet. Detta vatten skulle vanligtvis avdunsta med morgonsolen och därmed försvinna, men locket fångar det förångande vattnet och höjer fuktigheten i fällan, vilket minskar mängden förlorat vatten. Skuggan som produceras av locket minskar också temperaturen i fällan, vilket ytterligare minskar hastigheten för vattenförlust till avdunstning.
En solcell kan konstrueras med 2–4 stenar, plastfilm eller genomskinligt glas , en central vikt för att göra tratten och en behållare för kondensatet. Bättre material förbättrar effektiviteten. Ett enda plastark kan ersätta grenar och blad. Större effektivitet uppstår eftersom plasten är vattentät, vilket förhindrar att vattenånga strömmar ut. Plåten är fäst vid marken på alla sidor med stenar eller jord. Vägning i mitten av arket bildar tratten. Kondensat rinner ner i kärlet. En studie av gropdestillation visade att vinkling av locket i 30 graders vinkel fångade mest vatten. Det optimala vattendjupet var cirka 25 millimeter (1 tum).
Transpiration
Under fotosyntesen frigör växter vatten genom transpiration . Vatten kan erhållas genom att omsluta en lummig trädgren i klar plast och fånga upp vattenånga som frigörs av trädet. Plasten gör att fotosyntesen kan fortsätta.
I en studie från 2009 förbättrade variationer i plastvinkeln och ökning av den inre temperaturen kontra utetemperaturen utgående volymer.
Om det inte lindras kan ångtrycket runt grenen stiga så högt att löven inte längre kan tränga ut, vilket kräver att vattnet tas bort ofta.
Alternativt kan gräsklumpar eller små buskar placeras inuti påsen. Bladverket måste bytas ut med jämna mellanrum, särskilt om bladverket har rivits upp med rötterna.
Effektiviteten är störst när väskan får maximalt solsken. Mjuka, fruktkötta rötter ger den största mängden vätska för minsta möjliga ansträngning.
Veke
Solar stillbilden av veketyp är en ångtät glasskåpa med ett vinklat tak. Vatten hälls i från toppen. Den värms upp av solljus och avdunstar. Det kondenserar på undersidan av glaset och rinner in i anslutningsröret i botten. Vekar separerar vattnet i bankar för att öka ytan. Ju fler vekar, desto mer värme når vattnet.
För att hjälpa till att absorbera mer värme kan vekar svärtas. Glas absorberar mindre värme än plast vid högre temperaturer, även om glas inte är lika flexibelt.
Ett plastnät kan fånga upp vattnet innan det faller ner i behållaren och ge det längre tid att värmas upp.
Tillsatser
När man destillerar saltlake eller annat förorenat vatten kan tillsats av ett färgämne öka mängden solstrålning som absorberas.
Omvänd fortfarande
En omvänd användning använder fortfarande temperaturskillnaden mellan soluppvärmd omgivande luft och enheten för att kondensera omgivande vattenånga. En sådan enhet producerar vatten utan extern ström. Den har en inverterad kon på toppen för att avleda omgivande värme i luften och för att hålla solljuset borta från lådans övre yta. Denna yta är en glasskiva belagd med flera lager av en polymer och silver.
Den reflekterar solljus för att minska ytuppvärmningen. Restvärme som inte reflekteras återutsänds i en specifik ( infraröd ) våglängd så att den passerar genom atmosfären ut i rymden. Lådan kan vara så mycket som 15 °C (27 °F) kallare än den omgivande temperaturen. Det stimulerar kondens som samlas i taket. Detta tak är belagt med ett superhydrofobt material, så att kondensatet formas till droppar och faller ner i en uppsamlare. Ett testsystem gav 4,6 ml (0,16 US fl oz) vatten per dag, med en 10 cm (3,9 tum) yta eller ungefär 1,3 L/m 2 (0,28 gal /ft 2) per dag.
Effektivitet
Kondensfällor är källor för att utöka eller komplettera befintliga vattenkällor eller försörjning. En fälla som mäter 40 cm (16 tum) i diameter gånger 30 cm (12 tum) djup ger cirka 100 till 150 ml (3,4 till 5,1 US fl oz) per dag.
Genom att urinera ner i gropen innan du lägger till behållaren kan en del av urinens vatteninnehåll återvinnas.
En gropstill kan vara för ineffektiv som en överlevnadsdestillation, på grund av den energi/vatten som krävs för konstruktion. I ökenmiljöer kan vattenbehovet överstiga 3,8 liter (1 US gal) per dag för en person i vila, medan fortfarande produktionen i genomsnitt bara kan vara 240 milliliter (8 US fl oz). Flera dagars vattenuppsamling kan krävas för att motsvara det vatten som går förlorat under konstruktionen.
Ansökningar
Fjärrsidor
Solceller används i fall där regn-, rör- eller brunnsvatten är opraktiskt, till exempel i avlägsna hem eller under strömavbrott. I subtropiska orkanmålområden som kan tappa ström i dagar, kan soldestillation ge en alternativ källa till rent vatten.
Soldrivna avsaltningssystem kan installeras på avlägsna platser där det finns liten eller ingen infrastruktur eller energinät. Solenergi är fortfarande prisvärt, miljövänligt och anses vara en effektiv metod bland andra konventionella destillationstekniker. Solenergi är mycket effektivt, särskilt för att leverera färskvatten till öbor. Detta gör dem idealiska för användning på landsbygden eller i utvecklingsländer där tillgången till rent vatten är begränsad.
Överlevnad
Solar stills har använts av havsstrandade piloter och ingår i livflots nödutrustning.
Användning av en kondensfälla för att destillera urin tar bort urean och saltet och återvinner kroppens vatten.
Avloppsrening
Solceller har också använts för rening av kommunalt avloppsvatten, avvattning av avloppsslam samt för hantering av avloppsvatten från olivbruk.
Se även
- Jackson RD; Van Bavel CH (17 september 1965). "Soldestillation av vatten från jord och växtmaterial: en enkel ökenöverlevnadsteknik". Vetenskap . 149 (3690): 1377–9. Bibcode : 1965Sci...149.1377J . doi : 10.1126/science.149.3690.1377 . PMID 5826532 . S2CID 42100191 .
- Badran AA; Al-Hallaq AA; Salman IAE; Odat MZ (februari 2005). "En solfångare fortfarande förstärkt med en plattsamlare" (PDF) . Avsaltning . 172 (3): 227–34. doi : 10.1016/j.desal.2004.06.203 .
Patent
- US 3337418 , "Pneumatic solar still"
- US 4235679 , "Högpresterande solar still"
- US 4966655 , "Plastklädd solar still"