Vědci v Kanadě zkombinovali výrobu fotovoltaické energie s čištěním vody na základě kapacitní deionizace (CDI), o které se tvrdí, že má nízké provozní náklady, zvýšenou energetickou účinnost a menší ztráty vody než konvenční techniky čištění. Prototyp solárního systému produkuje více vody než konvenční CDI systém za slunečného dne.
Vědci z École de technologie supérieure (ÉTS) v Kanadě vyvinuli technologii čištění vody s fotovoltaickým pohonem založenou na kapacitní deionizaci (CDI). Což je technika, která se stále více používá k odstraňování iontových i polarizovatelných látek z vody a běžně se používá pro odsolování vody s nízkou nebo střední koncentrací soli.
Tato technologie má také údajně nízké provozní náklady, zvýšenou energetickou účinnost a menší ztrátu vody ve srovnání s konvenčními čisticími technikami.
,,Naše nová technologie nevyžaduje paměťové médium mezi fotovoltaickým panelem a odsolovací buňkou CDI,“ řekl odpovídající autor výzkumu Alaa Ghamrawi. „Spoléhá na vyhrazený algoritmus pro aplikaci fotovoltaické energie do procesu odsolování. A také na novou technologii MPPT založenou na úpravě průtoku a nikoli na přeměně elektrické energie.“
Prototyp využití fotovoltaického systému
Prototyp systému využívá fotovoltaický panel vybavený diodou a bočníkovým rezistorem. Panel má stejnosměrné připojení k membránovému kapacitnímu deionizačnímu článku (MCDI). Ten při dosažení maximální koncentrace iontů během adsorpce vytvoří zkrat nebo přivede zpětné napětí na elektrody.
MCDI buňka také používá průtok jako řídicí parametr. „Změna průtoku se stane zásadním faktorem pro přizpůsobení impedance MCDI článků a případně zátěže aplikované na FV panel,“ vysvětlili vědci. A poznamenali, že mohli řídit tento průtok, aby optimalizovali výkon produkovaný solární modul pomocí nového algoritmu. Ten nazvali Maximum Salt Adsorption Tracking (MSAT).
Po testování prototypu využití fotovoltaického systému za různých provozních podmínek vědci zjistili, že fotovoltaický článek MCDI za slunečného letního dne vyprodukoval 28 litrů odsolené vody. A to ve srovnání s 24 litry běžné jednotky MCDI. Zjistili také, že účinnost sledování MSAT se pohybuje okolo 98,6 %, což se podle nich zdá srovnatelné s konvenčním MPPT.
„Konvenční články MCDI vyžadují kvůli vysokému výkonu dražší MPPT regulátory,“ vysvětlil Ghamrawi s odkazem na ekonomické zisky přímého DC připojení. „Cena baterie pro každý článek CDI je asi 4 500 Kč za zařízení s kapacitou 200 AH. Pak je tu také cena ovladače, která je přibližně 200 Kč a mikrokontrolér MPPT stojí více než 450 Kč.“
Navrhovaný systém se popsal v článku „Sledování maximální adsorpce soli v kapacitním deionizačním článku poháněném fotovoltaickým solárním panelem“. Ten se publikoval v Desalination. ,,Prozatím se zahájil komerční design vývojem elektronické desky a systémových komponent,“ řekl Ghamrawi.
Zdroj: pv-magazine, Vapol
