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Energia

Painel solar dessaliniza água do mar reciclando calor

Redação do Site Inovação Tecnológica - 09/09/2019

Painel solar dessaliniza água do mar reciclando calor
Uma fazenda solar com um sistema de dessalinização de água do mar acionado por calor sob cada painel pode co-gerar eletricidade renovável e água doce em áreas costeiras.
[Imagem: Wenbin Wang]

Água de graça

Um aparelho multifuncional mostrou-se capaz de capturar o calor presente nos painéis solares fotovoltaicos, sempre expostos ao Sol, e usar esse calor para dessalinizar a água do mar, gerando água potável.

Ou seja, o aparelho gera simultaneamente eletricidade e água usando apenas energia renovável.

Wenbin Wang, da Universidade de Ciência e Tecnologia Rei Abdullah, na Arábia Saudita, construiu uma série de canais de água e os empilhou, separando-os por membranas hidrofóbicas porosas e camadas condutoras de calor, e então prendeu tudo no lado de baixo de um painel fotovoltaico comercial.

O calor residual do painel vaporiza a água do mar no canal mais alto; o vapor atravessa a membrana porosa e condensa-se como água fresca em um canal de água limpa logo abaixo.

À medida o vapor condensa, seu calor passa através da camada de condução térmica para o próximo canal de água do mar, reciclando a energia para purificar mais água.

Usando três camadas empilhadas de canais de destilação de água e passando a energia de camada para camada, o aparelho, instalado em uma região costeira da Arábia Saudita, produziu até 1,64 litro de água potável por metro quadrado de superfície do painel solar a cada hora. Isso é mais do que o dobro da produção de água dos dessalinizadores solares tradicionais, que usam um esquema de estágio único, instalados na mesma região desértica.

Igualmente importante, a saída de eletricidade do painel fotovoltaico não foi afetada pela dessalinização de água ocorrendo abaixo dele.

Painel solar dessaliniza água do mar reciclando calor
Esquema do mecanismo de dessalinização da água do mar pela reciclagem do calor dos painéis solares.
[Imagem: Wenbin Wang et al. - 10.1038/s41467-019-10817-6]

Energia e água

Wang lembra que a produção de energia e o uso da água já estão profundamente interligados. Fazendas solares usam água doce para tirar a poeira que se acumula sobre os painéis solares e reduz sua capacidade de geração de eletricidade. Enquanto isso, as usinas de dessalinização de água consomem muita eletricidade para produzir água doce da água do mar.

Assim, o novo aparelho preenche um hiato que aguardava por uma solução. Além disso, ele faz seu trabalho aproveitando algo que era desperdiçado: os painéis fotovoltaicos comerciais transformam a luz solar em eletricidade com uma eficiência máxima de 20%; os restantes 80% são desperdiçados como calor, lançado no ambiente circundante.

Bibliografia:

Artigo: Simultaneous production of fresh water and electricity via multistage solar photovoltaic membrane distillation
Autores: Wenbin Wang, Yusuf Shi, Chenlin Zhang, Seunghyun Hong, Le Shi, Jian Chang, Renyuan Li, Yong Jin, Chisiang Ong, Sifei Zhuo, Peng Wang
Revista: Nature Communications
Vol.: 10, Article number: 3012
DOI: 10.1038/s41467-019-10817-6






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