معیار و ارزیابی عملکرد تبخیر حرارتی خورشیدی و فن آوری های برداشت آب جوی

با توجه به این موضوع، پروفسور Tan Swee Ching از دانشگاه ملی سنگاپور و دیگران اخیراً مقاله ای مروری تحت عنوان "بهترین شیوه ها برای فناوری های تولید آب خورشیدی" در مورد پایداری طبیعت منتشر کردند. مشکلات و سوء تفاهم‌ها در فرآیند آزمایش، توصیف و گزارش‌دهی فناوری برداشت آب جوی، بهترین روش‌ها برای آزمایش استاندارد و ارزیابی عملکرد برای مقابله با مشکلات فوق پیشنهاد و به تفصیل مورد بحث قرار می‌گیرد و هنجارها و استانداردهای صنعت برای آزمایش‌های مرتبط فرموله می‌شوند. این استراتژی ایده های جدیدی را برای توسعه فناوری تولید آب خورشیدی ارائه می دهد.

a) فن آوری تبخیر رابط فتوترمال خورشیدی، b) نمودار شماتیک اصل کار تکنولوژی جذب آب اتمسفر.

برای فناوری تبخیر رابط فتوترمال خورشیدی: مقاله ابتدا بر اهمیت خروجی پایدار و یکنواخت AM 1.5 برای شبیه‌سازی نور خورشید تأکید می‌کند. برای سرکوب ورودی گرمای اضافی از منبع نور و محیط، نویسندگان استفاده از یک رتیکل را برای آزمایش نور توصیه می‌کنند و همچنین کپسوله‌سازی لازم قبل از آزمایش اواپراتور فتوترمال را برای کاهش گرما بین نواحی در معرض نور و تبادل کیفیت هوا توصیه می‌کنند. یک محیط بدون باد برای اعتبار و مقایسه داده های آزمون بسیار مهم است. به منظور رقیق کردن تداخل عوامل فوق تا حد امکان و حفظ دقت داده های آزمایش، این مقاله استفاده از نمونه های با اندازه بزرگ را برای آزمایش تبخیر نور توصیه می کند. علاوه بر این، نویسندگان متعاقبا بر اهمیت ابزارهای شبیه‌سازی در حصول اطمینان و اعتبارسنجی اعتبار معقول روش آزمون تأکید می‌کنند.

در زمینه تبخیر فتوترمال، یکی از شاخص‌ترین پارامترهای عملکرد، نرخ تبخیر است، اما این پارامتر نمی‌تواند واقعاً منعکس‌کننده بازده آب تبخیرکننده مورد استفاده در واحد سطح و زمان باشد. این به این دلیل است که نرخ تبخیر با مشاهده از دست دادن جرم سیستم، نادیده گرفتن فرآیند تراکم سیستم اندازه‌گیری می‌شود و ظرفیت واقعی تولید آب، نرخ جمع‌آوری آب، باید برای افزایش جرم (افزایش جرم) آزمایش شود. در این مقاله، نویسندگان اهمیت گزارش نرخ جمع‌آوری آب را برجسته می‌کنند و به تفصیل یک استراتژی مرجع کوتاه‌مدت برای تراکم تبخیری گرمابی کارآمد را مورد بحث قرار می‌دهند.

علاوه بر غلظت یون‌های نمک، این مقاله به این نکته اشاره می‌کند که آزمایش‌های آلی و میکروبی نیز پیوندی ضروری در فرآیند کامل آزمایش کیفیت آب است که باید مورد توجه جامعه دانشگاهی نیز قرار گیرد. نویسندگان بیشتر مکانیسم تنظیم و معیارهای ارزیابی آنتالپی تبخیر در فصل مشترک فتوترمال زیر ساختار میکرو نانو را فرموله می‌کنند، که مبنایی نظری برای شفاف‌سازی مکانیسم تبخیر فتوترمال فراهم می‌کند.

برای فناوری جمع آوری آب جوی از نوع جذب خورشیدی: مقاله ابتدا بر اهمیت تست های جذب ایزوترم با رطوبت کامل تاکید می کند و بر کاوش در محدوده رطوبتی 0-20 درصد تمرکز می کند، زیرا رفتار جذب در رطوبت کم را توضیح می دهد. بهتر می تواند به درک فرآیند تعامل گاز جامد و جهت گیری مکان های جذب کمک کند و برای هدایت طراحی مواد جاذب با کارایی بالا مناسب برای آب و هوای خشک مفید است. نویسنده همچنین یک آزمایش جذب همدما چند درجه حرارت و یک آزمایش دفع ایزوباریک چند فشاری را برای شبیه‌سازی و پیش‌بینی ویژگی‌های عملیاتی مواد حوضه آب اتمسفر تحت شرایط کاری مختلف توصیه می‌کند. شایان ذکر است که مقاله به این نکته اشاره می‌کند که سینتیک جذب و دفع آب جوی برای ارزیابی تجربی با استفاده از دستگاه‌های مقیاس بزرگ مناسب‌تر است و استفاده از نمونه‌های کوچک مقیاس مانند ذرات و پودرها برای آزمایش توصیه نمی‌شود. اولی می تواند به طور واقعی تر سناریوهای عملیاتی واقعی را بازیابی کند. انتقال گرما و جرم درون یک ماده

وضعیت فعلی دیگری که مانع از مقایسه بین مواد مختلف در زمینه برداشت آب جوی می‌شود، این است که ادبیات اغلب از پارامترهای عملکرد اصلی مختلف برای گزارش‌دهی انتخابی استفاده می‌کند و تضاد اصلی در بازده انبوه (لیتر/کیلوگرم در روز) و بازده سطح نهفته است. (لیتر / متر مربع در روز). نویسندگان بر این باورند که دو پارامتر فوق دارای ارزش مرجع مهمی برای ارزیابی مواد برداشت کننده آب در جو هستند و ارزش گزارش همزمان دارند، زیرا دستیابی به عملکرد جرمی بالا و عملکرد سطحی به طور همزمان بسیار مهم است. این به این دلیل است که در آینده، مواد/دستگاه‌های برداشت آب ایده‌آل در جو باید ویژگی‌های کوچک‌سازی، وزن سبک و نرخ تولید آب بالا را داشته باشند.

علاوه بر این، محدود به حالت‌های مختلف کاری و زمان‌های چرخه، مقایسه دقیق نرخ‌های تولید آب روزانه مواد و دستگاه‌های برداشت آب در اتمسفر دشوار است. با توجه به این موضوع، نویسندگان یک ارزیابی کمی از نیازهای انرژی دفع مواد جاذب را پیشنهاد می‌کنند، به عنوان مثال، بازده آب خاص را گزارش می‌کنند: لیتر/کیلووات ساعت از ماده جاذب در واحد انرژی ورودی. در مورد تابش کلی معین، حد تولید آب از مواد مختلف را می توان به طور موثر تخمین زد تا از محدودیت های حالت های مختلف کاری و شرایط چرخه خلاص شود.

فناوری تولید آب پاک با هدایت خورشیدی خود مزیت سبز و پایدار بودن را دارد، بنابراین پایداری مرحله کاربرد آن تا حد زیادی توسط خود ماده تعیین می‌شود. با این حال، تهیه مواد با کارایی بالا در مقیاس کیلوگرم با پتانسیل افزایش مقیاس یک چالش بزرگ باقی مانده است.