Auringon lämpöhaihdutus- ja ilmakehän veden talteenottotekniikoiden benchmarking ja suorituskyvyn arviointi

Tämän vuoksi professori Tan Swee Ching Singaporen kansallisesta yliopistosta ja muut julkaisivat äskettäin katsausartikkelin "Parhaat käytännöt aurinkovesituotantotekniikoille" luonnon kestävästä kehityksestä. Ongelmia ja väärinkäsityksiä ilmakehän veden talteenottoteknologian testauksessa, karakterisoinnissa ja raportoinnissa, parhaita käytäntöjä standardoituun testaukseen ja suorituskyvyn arviointiin yllä mainittujen ongelmien ratkaisemiseksi ehdotetaan ja niistä keskustellaan yksityiskohtaisesti, ja alan normeja ja standardeja niihin liittyvää testausta varten on muotoiltu. Tämä strategia tarjoaa uusia ideoita aurinkoveden tuotantoteknologian kehittämiseen.

a) Auringon fototerminen rajapinnan haihdutustekniikka, b) Kaaviokaavio adsorptioilmakehän veden talteenottotekniikan toimintaperiaatteesta.

Auringon fototermisen rajapinnan haihdutustekniikka: Artikkelissa korostetaan ensin AM 1.5:n vakaan ja tasaisen tehon merkitystä auringonvalon simuloimiseksi. Valonlähteestä ja ympäristöstä tulevan lisälämmön tukahduttamiseksi kirjoittajat suosittelevat ristikon käyttöä valotestaukseen ja suosittelevat lisäksi tarvittavaa testiä edeltävää fototermisen höyrystimen kapselointia, jotta voidaan vähentää lämpöä altistumattomien alueiden välillä ja ilmanlaadun vaihtoa. Tuuleton ympäristö on ratkaisevan tärkeä testitietojen oikeellisuuden ja vertailukelpoisuuden kannalta. Edellä mainittujen tekijöiden häiriön laimentamiseksi mahdollisimman paljon ja testitietojen tarkkuuden ylläpitämiseksi artikkelissa suositellaan suurikokoisten näytteiden käyttöä valon haihdutustestissä. Lisäksi kirjoittajat korostavat myöhemmin simulaatiotyökalujen merkitystä testausmenetelmän kohtuullisen validiteetin varmistamisessa ja validoinnissa.

Valotermisen haihdutuksen alalla yksi edustavimmista suorituskykyparametreista on haihtumisnopeus, mutta tämä parametri ei voi todella kuvastaa käytetyn höyrystimen veden saantoa pinta-ala- ja aikayksikköä kohti. Tämä johtuu siitä, että haihtumisnopeutta mitataan tarkkailemalla järjestelmän massahäviötä, jättäen huomioimatta järjestelmän kondensaatioprosessin, ja todella mielekästä vedentuotantokapasiteettia, vedenkeräysnopeutta, tulisi testata massan kasvun (massan nousun) suhteen. Artikkelissa kirjoittajat korostavat vedenkeräysmäärien raportoinnin tärkeyttä ja keskustelevat yksityiskohtaisesti lyhyen aikavälin vertailustrategiasta tehokkaalle fototermiselle haihtumiskondensaatiolle.

Artikkelissa tuodaan esiin suola-ionien pitoisuuden lisäksi, että orgaaninen ja mikrobitestaus on myös välttämätön linkki koko vedenlaadun testausprosessissa, johon myös akateemisen yhteisön tulee kiinnittää huomiota. Kirjoittajat muotoilevat edelleen mikronanorakenteen alla fototermisen rajapinnan haihtumisentalpian säätömekanismia ja arviointikriteerejä, mikä tarjoaa teoreettisen pohjan valotermisen haihdutusmekanismin selventämiselle.

Aurinkovoimalla toimiva adsorptiotyyppinen ilmakehän vedenkeruutekniikka: Artikkelissa korostetaan ensin täyskosteuden isotermisten adsorptiotestien merkitystä ja keskitytään 0-20 prosentin kosteusalueen tutkimiseen, koska se selvittää adsorptiokäyttäytymistä alhaisessa kosteudessa voi paremmin Se auttaa ymmärtämään kiinteän kaasun vuorovaikutusprosessia ja adsorptiokohtien suuntausta, ja se on hyödyllinen ohjaamaan kuiviin ilmastoihin sopivien korkean suorituskyvyn adsorptiomateriaalien suunnittelua. Kirjoittaja suosittelee myös monilämpötilaista isotermistä adsorptiotestiä ja monipaineista isobaarista desorptiotestiä simuloimaan ja ennustamaan ilmakehän veden valumamateriaalien toimintaominaisuuksia erilaisissa työolosuhteissa. On syytä huomioida, että artikkelissa huomautetaan, että ilmakehän veden adsorption ja desorption kinetiikka soveltuu paremmin kokeelliseen arviointiin suuren mittakaavan laitteilla, eikä pienimuotoisten näytteiden, kuten hiukkasten ja jauheiden, käyttöä testaamiseen suositella, koska edellinen voi realistisemmin palauttaa tosielämän toimintaskenaarioita. Lämmön ja massan siirto materiaalin sisällä.

Toinen nykytilanne, joka vaikeuttaa eri materiaalien vertailua ilmakehän veden talteenotossa, on se, että kirjallisuudessa käytetään usein erilaisia ​​ydinsuorituskykyparametreja valikoivaan raportointiin, ja suurin ristiriita on massasannossa (litra/kg·vrk) ja pinta-alatuotannossa. (litraa/m2 vrk). Kirjoittajat uskovat, että edellä mainituilla kahdella parametrilla on tärkeä viitearvo ilmakehän vettä keräävien materiaalien arvioinnissa ja ne kannattaa raportoida samanaikaisesti, koska on tärkeää saavuttaa korkea massasato ja pinta-alasato samanaikaisesti. Tämä johtuu siitä, että tulevaisuudessa ihanteellisilla ilmakehän vedenkeräysmateriaaleilla/-laitteilla tulisi olla miniatyrisoitumisen, keveyden ja korkean vedentuotantonopeuden ominaisuudet samanaikaisesti.

Lisäksi erilaisten työskentelymuotojen ja sykliaikojen rajoittamana on vaikea verrata tarkasti ilmakehän vettä keräävien materiaalien ja laitteiden päivittäisiä vedentuotantomääriä. Tätä silmällä pitäen kirjoittajat ehdottavat adsorptiomateriaalin desorptioenergiatarpeen kvantitatiivista arviointia, eli ominaisvedetuotannon raportointia: adsorptiomateriaalia litraa/kWh energiapanosyksikköä kohti. Tietyn kokonaissäteilyn tapauksessa eri materiaalien vedentuotantonopeuden raja voidaan arvioida tehokkaasti, jotta päästään eroon erilaisten työskentelymuotojen ja sykliolosuhteiden rajoituksista.

Itse aurinkovoimaisen puhtaan veden tuotantoteknologian etuna on se, että se on vihreä ja kestävä, joten sen käyttövaiheen kestävyys riippuu pitkälti itse materiaalista. Kilogrammimittakaavaisten korkean suorituskyvyn materiaalien valmistus, jolla on potentiaalia mittakaavassa, on kuitenkin edelleen suuri haaste.