WEC2P jest samowystarczalnym i niskoemisyjnym systemem zintegrowanej produkcji energii oraz nawadniania upraw. To innowacyjne rozwiązanie jest niezbędne na suchych terenach, na których dostęp do pitnej wody jest bardzo utrudniony.
WEC2P wykorzystuje właściwości paneli słonecznych za pomocą hydrożelu. Wówczas możliwe jest gromadzenie wilgoci z powietrza, aby mogła ona potem służyć roślinom.
Przeczytaj także: Wegański paracetamol — nowość na rynku farmaceutycznym
Pierwsze testy systemu WEC2P
Pomysłodawcami projektu są naukowcy z Uniwersytetu Nauki i Technologii Króla Abdullaha (KAUST) w Arabii Saudyjskiej. Przewodzi im Peng Wang, profesor nauk środowiskowych oraz inżynierii. Wspólnie opracowali ekonomiczną metodę chłodzenia paneli słonecznych. Ponadto, ich rozwiązanie połączone jest z rolnictwem oraz z próbą rozwiązania problemu z dostępem do wody pitnej.
Skuteczność działania systemu WEC2P została potwierdzona podczas dwutygodniowego testu w czerwcu 2021 roku na terenie Arabii Saudyjskiej.
Podczas testu naukowcy zamontowali WEC2P na dachu i udało im się wyhodować szpinak, którego wskaźnik przeżywalności wynosił 95%. Woda, którą pobierano z powietrza, została wykorzystana do nawodnienia 60 nasion szpinaku, które były zasadzone w specjalnej skrzyni do uprawy roślin.
Istotną częścią eksperymentu był panel słoneczny o wielkości biurka. W ciągu dwóch tygodni wygenerował on 1519 watogodzin energii elektrycznej. Jednak większym sukcesem okazało się wytworzenie około 2 litrów wody z wykorzystaniem hydrożelu, który pełnił funkcję chłodzenia paneli. Woda ta pozwoliła wykiełkować 57 z 60 nasion i osiągnąć roślinom wysokość 18 cm.
Potencjał systemu WEC2P został oficjalnie potwierdzony, jednak wymaga on teraz opracowania lepszego hydrożelu oraz obniżenia kosztu całego systemu. Naukowcy będą mogli wówczas urzeczywistnić swoją wizję stworzenia zintegrowanego systemu czystej energii, wody oraz produkcji żywności.
W jaki sposób działa WEC2P?
WEC2P składa się z ogniw fotowoltaicznych, które są pokryte tanim hydrożelem — czyli rodzajem gąbczastego polimeru absorbującego wodę. W istniejącym modelu panele zostały umieszczone na szczycie dużego zbiornika, który wykorzystuje skroploną parę wodną do hodowli roślin. Jeśli pojawi się taka potrzeba, system może również generować pitną wodę.
Zadaniem hydrożelu jest zasysanie pary wodnej z otoczenia, kiedy nadmiar ciepła z paneli solarnych wypycha wodę zaabsorbowaną z hydrożelu. Zimą oraz latem żel może pochłaniać wodę z wilgotnego powietrza w trakcie nocy, a później uwalniać ją, gdy temperatura w ciągu dnia wzrasta.
Warto podkreślić, że panele słoneczne nie przetwarzają całej energii pochodzącej ze słońca na energię elektryczną. Promienie słoneczne nagrzewają ogniwa, jednak przy wysokich temperaturach tracą one swoją wydajność. Zatem w rzeczywistości hydrożel umożliwia zwiększenie skuteczności paneli w generowaniu energii.
Sprawdź również: W Kalifornii resztki żywności będą kompostowane i zamieniane na biogaz
Czy system będzie odpowiedzią na brak dostępu do wody?
Profesor Peng Wang podkreśla, że część światowej populacji wciąż nie ma dostępu do czystej wody lub zielonej energii. Większość z nich żyje na wiejskich obszarach w klimacie pustynnym lub półpustynnym.
Dodaje również, że projekt produkuje wodę z powietrza, wykorzystując do tego czystą energię, która mogłaby się zmarnować. To rozwiązanie sprawdzi się w przypadku zdecentralizowanych, małych gospodarstw, które położone są w odległych miejscach, takich jak pustynie i wyspy oceaniczne
Zapewnienie mieszkańcom Ziemi dostępu do czystej wody i przystępnej cenowo energii to część Celów Zrównoważonego Rozwoju, które zostały wyznaczone przez ONZ. Naukowcy mają nadzieję, że WEC2P stanie się zdecentralizowanym systemem zasilania i wody do oświetlenia domów oraz podlewania upraw.
W celu realizacji wszystkich założeń projektu naukowcy będą musieli opracować hydrożel, który będzie w stanie wchłonąć więcej wody z powietrza.
