Britští vědci navrhli využití fotovoltaicko-tepelné energie pro účely odsolování prostřednictvím přístupu založeného na synergických elektrotepelných vazebních mechanismech. Zjistili, že některé konfigurace systému mohou nabídnout nižší náklady na odsolenou vodu, navíc k vyšší účinnosti.
Výzkumný tým ve Spojeném království se zabýval tím, jak by kombinace fotovoltaiky a solární tepelné energie (ST) mohla zlepšit účinnost. A zároveň životaschopnost různých procesů solárního odsolování. Vědci uvedli, že jejich práce staví na minulém výzkumu. Ten ukazuje výhodu kombinace fotovoltaické a solární tepelné energie pro účely odsolování.
„Většina dosavadních studií odsolování FVT se však soustředila na vývoj řešení systémové integrace mezi konvenčními kolektory FVT a odsolovacími moduly. A nezvažovala příležitosti pro synergické elektrotepelné spojovací mechanismy,“ uvedli vědci s odkazem na novost jejich studia. ,,Změny ve využití tepla a elektřiny při odsolování mohou zlepšit výkon systému. I když se provozuje s podobnou účinností solární energie.“
Využití fotovoltaicko-tepelné energie
Výzkumníci rozlišovali mezi technologiemi odsolování, které jsou vhodnější pro použití s elektřinou, a technologiemi, které se spoléhají na teplo. Prvními z nich jsou roztoky reverzní osmózy (RO), elektrodialýza (ED), mechanická komprese par (MVC) a kapacitní deionizace (CDI). Zatímco druhé jsou vícestupňová blesková (MSF) a vícenásobná destilace (MED) a membránové destilační (MD) technologie.
Popsali všechny dostupné fotovoltaické a solární tepelné technologie a poskytli krátký popis integračních mechanismů nesynergicky integrovaných FVT-odsolovacích systémů. Poznamenali také, že jejich práce se navrhla tak, aby zkoumala nové mechanismy. Ty chytře využívají elektřinu a teplo z fotovoltaicko-tepelných (FVT) systémů.
Prostřednictvím předběžné technicko-ekonomické analýzy založené na metrikách výkonu a nákladů vědci posoudili několik integrovaných řešení pro odsolování FVT a jejich vyrovnané náklady na odsolenou vodu (RLCOW). Porovnali data s údaji ze systémů čistého odsolování FV nebo ST odsolování. Rovněž předpokládali, že investiční a provozní náklady odsolovacích systémů, příslušenství a hydraulických systémů jsou u systémů FV-RO a ST-MD a alternativních systémů FVT stejné.
Solární odsolování
„Uvažované dvě proměnné jsou však: (1) produktivita vody při odsolování FVT ve vztahu k odsolování FV a odsolování ST. A (2) kapitálové náklady systémů FVT ve vztahu k systémům FV a ST,“ uvedli. ,,V současné době jsou náklady na komerčně dostupný systém FVT obvykle 1,5 až dvojnásobek ceny ekvivalentního systému FVT. A to kvůli komplikovanější struktuře a požadavku na další příslušenství systémů FVT.“
Prostřednictvím své analýzy vědci zjistili, že nejběžnější technologie odsolování – reverzní osmóza (RO) – může snížit RLCOW o 20 %. A to pokud se napájí systémy FVT ve srovnání s čistě fotovoltaickými instalacemi.
„Vzhledem k dominanci RO v nově instalované kapacitě odsolování a prominentní škálovatelnosti MD jako tepelně řízeného odsolovacího procesu naznačuje potenciální úspora nákladů na vodu příležitosti pro okamžitý pozitivní dopad. Ten by mohl pomoci řešit problémy s vodou v oblasti mimo síť,“ říkají.
Svá zjištění prezentovali v „Synergie a potenciál hybridních solárních fotovoltaicko-tepelných technologií odsolování“, publikované v Desalination. Výzkumný tým zahrnuje akademiky z Imperial College London a King’s College London.
„Měl by být proveden další výzkum, aby se objasnil mechanismus elektro-tepelné vazby. A aby se vyvinuly parametrické teorie/modely pro společné využití elektřiny a tepla v různých procesech odsolování,“ uzavřeli.
Zdroj: pv-magazine, Vapol
