Çölde Su Üreten Güneş Panelleri Geliştiriliyor

En eski zamanlardan bu yana su, canlılığın simgesi olmuştur. Ancak güvenli bir şekilde yönetilen içme suyuna erişmek, mevcut durumda iki milyardan fazla insan için çok uzak bir hayal. Suudi Arabistanlı bilim insanları, çöl ikliminde su elde edilebilmesi için özgün bir hidrojel kullanarak güneş enerjisi ile çalışan ve havadan çekilen suyu kullanarak sebze yetiştiren bir sistem geliştirdiler. 

►İlginizi Çekebilir: Güneş Panellerinde En Sık Yaşanan 8 Sorun
 

Çalışma için izlenen yoldaki temel prensip, suyun buhar halinde her an her yerde olmasına dayanıyor. Ancak bu durum, su buharının sıvıya dönüştürülmesi aşamasında uygulanan atmosferik hasat işlemi, ölçekli olarak yapılmasından dolayı zor olmaktadır. Yaklaşık olarak güneş panellerine ulaşan enerjinin yaklaşık %20`si elektriğe, kalan kısım ise ısı enerjisine dönüşüyor. Bilim insanları bu konuya eğilerek atık ısıyı, çöl ortamında su üretebilmek için kullanılabilineceğini tespit etti.

Bahsi geçen buluş, bir tür hidrojel türüne dayanarak iki temel unsura ayrılıyor.

Bunlardan ilki, higroskopik tuzların su moleküllerini çok fazla çekmesi iken diğeri birbirine bağlı polimer yapıdır. Bu polimer yapı, su moleküllerinin içeride toplanması için bolca yere sahip gözenekli bir şekildedir. İki temel unsur bir araya geldiklerinde kendiliğinden ıslanan bir sünger gibi davranmaktadır. Bir başka deyişle su molekülleri matrise girip tuzlarla temas etmektedir. Daha sonrasında ise hidrojel içinde su oluşturmaktadır. Silisyum, alüminyum ve oksijenden oluşan zeolit minerali de benzer su çekme prensibine sahip olduğundan bu işlem çok değerli bir konumda değildir. Ancak en önemli fark zeolitin, su moleküllerini serbest bırakması için yüksek ısı gerekirken yeni sistemde kullanılan hidrojel düşük sıcaklıklarda da işlemi gerçekleştirebiliyor.

►İlginizi Çekebilir: Terleyebilen Güneş Panelleri Elektrik Üretiminde Verimliliği Artırıyor
 

Sistem, iki farklı şekilde çalışabilmektedir. İlk durum soğutma modu olarak geçmekte ve bu modda hidrojel açık havaya maruz bırakılmaktadır. Gece boyunca toplanan su molekülleri, ertesi gün güneş panelini ısıtarak, insan vücudunun terleyip ısı düşürmesi gibi bir etki yaratmaktadır. Bu modda su toplanamamakta ama elektrik üretimi %10 oranında artmaktır. Diğer durum ise mahsul üretim modu olarak geçmektedir. Geceleri havaya maruz bırakılan hidrojel, gündüzleri sızdırmaz hale getirilir. Böylece hidrojelden kaçan su kullanılabilmektedir. Yapılan açıklamaya göre bu su, ıspanak yetiştirmeye yetecek düzeyde olsa da hala yeterli değil. Bu icadı daha ileriye taşımak için halen çalışmalar sürüyor.


 

Bitki Yetiştirme Kutusuna Bağlı Güneş Panelleri

WEC²P olarak isimlendirilen sistem, suyu yoğunlaştırmak ve toplamak için büyük metal kutu üzerine monte edilmiş hidrojel tabakasının üzerine yerleştirilmiş panellerden oluşmaktadır. Çalışma kapsamında, havanın çok sıcak olduğu bir zaman diliminde WEC²P kullanılarak bitki yetiştirme uygulamasının testi yapılmıştır. Ekip, yanlızca havadan toplanan su ile bitki yetiştirme kutusuna ekilmiş olan 60 adet ıspanak tohumunu sulamak için kullanmışladır. Yapılan test sonucunda 1.519 watt/saat elektrik üretilmiş ve 60 ıspanak tohumundan 57 tanesi filizlenmiştir. Toplamda, 2 haftalık süre boyunca hidrojelden yaklaşık 2 litre su yoğunlaştırılmıştır. 

Dünyada'ki her bir bireyin temiz suya ve az bütçeli temiz enerjiye erişmesini hedefleyen sistemin daha da geliştirilerek uygulanabilir bir proje olmasını temenni ederiz.


Kaynak:

► interestingengineering.com
► sciencedaily.com