Những tấm pin năng lượng mặt trời tạo ra nước uống

Những tấm pin mặt trời có thể được sử dụng trong việc sản xuất nước sạch, tấm pin có thể sản xuất 5 lít nước sạch bằng cách hấp thụ hơi nước từ không khí và tích lại rồi lưu trữ trong bồn chứa.

Trong thời đại điện mặt trời phát triển như hiện nay, bạn đã quen với những công nghệ như: half-cell, bifacial, MBB. Nhưng bạn đã từng nghe đến công nghệ sản xuất nước sạch của những tấm pin mặt trời?

Hãy cùng DENLEDNHAT.COM tìm hiểu công dụng mới nhất này thông qua những nghiên cứu đến từ Hoa Kỳ và Ả Rập Xê út!

Sản xuất nước sạch từ pin mặt trời – nghiên cứu từ Hoa Kỳ

Công nghệ sản xuất nước sạch được tạo nên như nào?

Những tấm pin mặt trời có thể được sử dụng trong việc sản xuất nước sạch – theo một nghiên cứu do quân đội Mỹ tài trợ. Những tấm pin này được thiết kế khác biệt với những tấm pin mặt trời thông thường, có thể được đặt trong những nguồn nước ô nhiễm và dùng ánh sáng mặt trời khiến nguồn nước sạch hơn.

Nghiên cứu được kỳ vọng sẽ tìm ra một thiết bị chi phí thấp mà vẫn cung cấp nước sạch cho người dùng. Với công nghệ tân tiến này, việc mang đến nguồn nước cho quân đội Hoa Kỳ ở bất cứ nguồn nước nào trở nên dễ dàng hơn.

Cũng như đặt nền móng cho việc giải quyết khủng hoảng nước sạch – một vấn đề toàn cầu đối với các quốc gia có những nguồn nước bị ô nhiễm.

Tấm pin năng lượng mặt trời sản sinh ra nước sạch. Những tấm pin mặt trời có thể được sử dụng trong việc sản xuất nước sạch, tấm pin có thể sản xuất 5 lít nước sạch bằng cách hấp thụ hơi nước từ không khí và tích lại rồi lưu trữ trong bồn chứa.

Công nghệ sử dụng chính cho những tấm pin mặt trời này là xử lý laser và nhôm đen – các nhà nghiên cứu cứu của trường đại học Rochester cho hay. Công nghệ này sẽ làm tăng khả năng hấp thụ, giúp tách nước khỏi cặn bẩn và kéo nước lên bề mặt.

Nhiệm vụ của những tấm pin năng lượng mặt trời lúc này là trở thành máy lọc nước năng lượng mặt trời và cho ra đời nguồn nước sạch hơn, an toàn hơn.

Những tấm pin mặt trời được áp dụng công nghệ này sẽ có vị trí lắp đặt khá đặc biệt. Tấm pin được đặt trong nước ở một hướng đối diện với hướng chiếu sáng của mặt trời, sau đó sẽ hút một màng nước mỏng lên trên bề mặt tấm pin – bề mặt được làm bằng kim loại.

Điểm đặc biệt là bề mặt này sẽ giữa lại toàn bộ số nước hút được, kết hợp với cấu trúc bề mặt hút ẩm sẽ làm thay đổi cấu trúc của phần tử nước, làm quá trình bay hơi hiệu quả hơn, đảm bảo giữ lại được phần nước tinh khiết nhất.

Điểm khác biệt lớn nhất của phương pháp này so với phương pháp đun nóng tách nước thông thường (hay còn được biết đến với tên gọi làm bay hơi nước) là khả năng hút nước từ các tấm pin.

Trong khi phương pháp truyền thống chỉ có thể làm bay hơi lớp nước ở trên cùng, công nghệ ứng dụng tấm pin mặt trời sẽ chỉ kéo một lớp nước mỏng và làm bay hơi nước này bằng năng lượng mặt trời.

Một phương pháp hứa hẹn cải thiện đời sống của hàng triệu người

Sử dụng những tấm pin mặt trời để sản xuất nước sạch là một nghiên cứu ý nghĩa về mặt đời sống, xã hội và nhân sinh.

Đây là một phương pháp với chi phí thấp, dễ dàng tiếp cận và góp phần giải quyết vấn đề thiếu nước sạch toàn cầu. Các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm cho ra kết quả nước được giảm mức độ ô nhiễm đến độ đủ an toàn và có thể sử dụng trực tiếp.

Những tấm pin mặt trời có thể được sử dụng trong việc sản xuất nước sạch, tấm pin có thể sản xuất 5 lít nước sạch bằng cách hấp thụ hơi nước từ không khí và tích lại rồi lưu trữ trong bồn chứa.

Hơn cả, các tấm pin rất dễ dàng để vệ sinh do thiết kế bề mặt có rãnh mở. Đồng thời, góc của tấm pin có thể điều chỉnh linh hoạt giúp chúng luôn ở hướng đối diện với mặt trời và hấp thụ năng lượng mặt trời ở mức cao nhất, theo như chia sẻ của ông Chunlei Guo – giáo sư thuộc đại học Rochester.

Tấm pin mặt trời “một công đôi việc” – nghiên cứu từ Ả Rập Xê Út

Công nghệ tích hợp việc sản xuất điện mặt trời và nước sạch bằng tấm pin mặt trời

Thế giới đang phải đối mặt với nạn thiếu nước sạch trầm trọng, dự đoán năm 2050 số người thiếu nước sạch để dùng sẽ lên đến hơn 5 tỷ người.

Đứng trước thực trạng đó, các nhà khoa học từ Đại học Khoa học và Công nghệ King Abdullah thuộc Ả rập Xê út đã nghiên cứu một công nghệ tích hợp giữa những tấm pin mặt trời và hệ thống lọc nước mặn.

Thí nghiệm đặt kỳ vọng sẽ kết hợp được nguồn tài nguyên nước biển và nguồn năng lượng mặt trời và chuyển hoá thành nguồn nước ngọt phục vụ đời sống con người.

Công nghệ chính được sử dụng trong nghiên cứu này là chưng cất màng quang điện (PV-MD). Được biết, tại nhiều quốc gia trên thế giới, nguồn nước mặn vô cùng dồi dào và là nguồn nguyên liệu sẵn có từ thiên nhiên.

Tại Trung Đông, các cuộc gia sử dụng công nghệ khử mặn nước biển, tuy nhiên đây là công nghệ đắt đỏ và đòi hỏi nguồn năng lượng không thân thiện với môi trường trong quá trình hoạt động.

Với một quốc gia thiếu nước ngọt như Ả Rập Xê út, năng lượng điện không chỉ cung cấp điện cho sinh hoạt và sản xuất mà còn dùng để khử mặn nước biển – điều này rất tốn kém mà không đem lại hiệu quả cao.

Do đó, các nhà nghiên cứu của trường Đại học Khoa học và Công nghệ King Abdullah đã tìm ra hướng đi chi phí thấp hơn, tiêu thụ năng lượng ít hơn.

Tấm pin năng lượng mặt trời tạo ra nước uống

Giải pháp chưng cất màng quang điện PV-MD dựa vào nguyên lý cơ bản của hệ thống quang điện. Hệ thống quang điện dùng quang năng để di chuyển các hạt mang điện electron tự do trong chất bán dẫn silicon, sau đó sản sinh ra năng lượng điện.

Trong quá trình chuyển hoá, các tế bào quang điện sẽ tạo ra nhiệt, lượng nhiệt này không được sử dụng và thoát ra ngoài môi trường.

Lợi dụng phần nhiệt nhàn rỗi này, nhóm nghiên cứu đã sử công nghệ PV-MD mới để chuyển đổi nhiệt thành một nguồn năng lượng phục vụ cho quá trình chưng cất nước.

Theo kết quả nghiên cứu, một thiết bị PV-MD có thể sản xuất nước sạch từ nước biển và nước bị ô nhiễm một cách ổn định mà không thay đổi hiệu suất phát điện. Điều này được lý giải bởi thành phần PV dưới bức xạ mặt trời.

Thực tế, thí nghiệm này sẽ được thiết kế dưới dạng tấm pin mặt trời với 2 thành phần là quang điện đảm nhận vai trò sản xuất điện và quang nhiệt đóng vai trò sản xuất nước sạch.

Nhóm nghiên cứu còn thiết kế cấu trúc màng nhiều giai đoạn vào mặt sau cho tấm pin mặt trời, khiến nước bốc hơi và được ngưng đọng tại từng giai đoạn chưng cất, giúp tốc độ sản xuất nước sạch cao, hiệu quả.

Một công nghệ tích hợp đẳng cấp

Có thể thấy, việc tích hợp sản xuất điện mặt trời và sản xuất nước sạch trong cùng một thiết bị là công nghệ thiết thực và đem lại nhiều lợi ích cho cả người sử dụng lẫn người lắp đặt.

Với sự tích hợp thông minh này, hệ thống đã giúp giảm đáng kể vốn đầu tư do khả năng sản xuất điện và sản xuất nước nằm trong cùng một hệ thống, đồng thời có khả năng thương mại cao trong việc cung cấp nước và điện cho các vùng khan hiếm nước cả trên lĩnh vực kinh tế và kỹ thuật.

Thực tế, sản phẩm nước sạch từ công nghệ PV-MD rất an toàn, có thể dùng hoặc uống trực tiếp dù đặc điểm trước khi lọc của nguồn nước đó là gì: nước biển, nước sông, nước hồ, nước ngầm và nước thải công nghiệp.

Công nghệ chưng cất nước sạch từ pin mặt trời rất phù hợp để lắp đặt tại các khu dân cư vừa và nhỏ không dễ tiếp cận với điện lưới, đặc biệt thích hợp với các hộ dân vùng ven biển, vùng đảo do nguồn nước biển để lọc rất dồi dào.

Như vậy, khi áp dụng thực tế, công nghệ chưng cất này sẽ giảm chi phí tải điện cho lưới điện quốc gia và cung cấp nước sạch cho các hộ dân cư.

Với những ưu điểm đột phá về mặt kinh tế và sản phẩm, công nghệ chưng cất nước sạch từ pin mặt trời trong tương lai không xa sẽ trở thành giải pháp hữu hiệu trong việc mang đến nguồn nước uống giá rẻ, dễ tiếp cận và an toàn với tất cả cư dân Ả Rập Xê út nói riêng, cư dân toàn cầu nói chung.

Sở hữu tấm pin mặt trời – bước đầu của hành trình vạn dặm

Bên cạnh vấn đề thiếu nước sạch trầm trọng, trái đất cũng đang chịu đựng những khí thải và những nguồn năng lượng không thân thiện với môi trường.

Trong khi chờ đợi những tấm pin mặt trời thực hiện những vai trò mới, hãy để những tấm pin mặt trời tiếp tục hoàn thành sứ mệnh của nó: chuyển hoá quang năng thành điện năng, đem lại nguồn năng lượng tái tạo an toàn cho môi trường và người sử dụng.

Việc này không hề khó, bạn có thể tìm hiểu về việc lắp đặt một hệ thống điện mặt trời cho riêng gia đình hoặc tổ chức của bạn.