Ученые из Университета Джазана в Саудовской Аравии создали портативный воздушно-водяной генератор, работающий на солнечной энергии. Разработка призвана помочь в регионах, где доступ к чистой воде затруднен. В лабораторных условиях устройство показало, что способно производить до двух литров воды в сутки при относительной влажности около 40 %.
Дефицит пресной воды усиливается по всему миру из-за роста населения, изменения климата и промышленного развития. Традиционные методы опреснения или транспортировки часто требуют больших затрат энергии и дорогой инфраструктуры, что делает их непрактичными для удаленных мест и общин. В качестве альтернативы исследователи предложили технологию получения воды прямо из влажного воздуха — с помощью конденсации.
Разработанный атмосферный генератор воды (Air Water Generator) питается от солнечных панелей мощностью 120 Вт и включает компактный нагреватель постоянного тока, теплоотвод и вентилятор. Совместная работа этих элементов создает условия для выпадения конденсата, который собирается в резервуар. Управление всеми процессами осуществляет интеллектуальный контроллер на языке C++, адаптирующий работу системы к погодным условиям. Аккумулятор емкостью 12 А·ч обеспечивает работу даже при недостатке солнечного света.
Ключевой инновацией стало внедрение алгоритма feedforward incremental conductance (FFINC), позволяющего солнечным панелям всегда работать в точке максимальной мощности, даже при изменении освещенности. Это повышает эффективность и снижает энергопотребление. Дополнительно команда разработала малогабаритный нагреватель из керамики и вольфрама с низкой стоимостью и высокой теплопроводностью.
Испытания показали, что система способна производить до 2 литров воды в сутки при относительной влажности воздуха около 40%. При этом себестоимость одного литра воды практически равна нулю, если не учитывать первоначальные затраты на оборудование. Для сравнения: существующие коммерческие аналоги тратят на производство того же количества воды около 0,59 доллара США за килограмм.
Исследователи рассчитывают, что их разработка найдет широкое применение и станет доступной технологией, особенно востребованной в чрезвычайных ситуациях.
