新型海水淡化系統(tǒng)可充分利用太陽能

據(jù)最新一期《自然·水》雜志發(fā)表的論文，美國麻省理工學(xué)院工程師開發(fā)了一種新型海水淡化系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠根據(jù)太陽光照的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)脫鹽速度。

這種創(chuàng)新的海水淡化裝置能夠與太陽能變化同步工作。隨著一天中陽光強(qiáng)度的增加，系統(tǒng)會(huì)相應(yīng)地加快脫鹽過程，并且能夠即時(shí)適應(yīng)陽光強(qiáng)度的任何突然波動(dòng)。例如，在云層遮擋時(shí)，系統(tǒng)會(huì)減慢脫鹽速率；而在天空放晴時(shí)，則會(huì)加速這一過程。

該系統(tǒng)對(duì)陽光變化具有高度敏感的響應(yīng)能力，能夠最大限度地利用太陽能資源。即使全天的光照條件多變，系統(tǒng)仍能穩(wěn)定地產(chǎn)出大量的清潔飲用水。與傳統(tǒng)的太陽能驅(qū)動(dòng)海水淡化方案相比，這項(xiàng)新技術(shù)不需要額外配備電池來存儲(chǔ)能量，也不依賴于電網(wǎng)等輔助電源的支持。

研究團(tuán)隊(duì)在美國新墨西哥州的一個(gè)地下水井社區(qū)進(jìn)行了為期六個(gè)月的實(shí)際測(cè)試，涵蓋了多種天氣狀況及水質(zhì)條件。盡管面臨著天氣和可用陽光的巨大變動(dòng)，該系統(tǒng)依然表現(xiàn)出色，平均利用了超過94%由太陽能板產(chǎn)生的電能，每天可提供高達(dá)5000升的凈化水。

為了消除對(duì)外部儲(chǔ)能設(shè)備的需求，工程師將系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間縮短到了幾分之一秒內(nèi)。這意味著，新系統(tǒng)每秒鐘可以更新3至5次脫鹽率。這樣的快速響應(yīng)機(jī)制使得系統(tǒng)能夠在無需外部能源補(bǔ)充的情況下，高效應(yīng)對(duì)日照條件的波動(dòng)。

實(shí)現(xiàn)這一靈活脫鹽方法的核心在于采用了“流量指令電流控制”技術(shù)。當(dāng)太陽能板產(chǎn)生的電量超出當(dāng)前需求時(shí)，控制器會(huì)自動(dòng)指示系統(tǒng)加大泵送力度，從而推動(dòng)更多的水流經(jīng)電滲析單元。同時(shí)，通過增大輸送給電滲析堆的電流，系統(tǒng)能夠從流速更快的水中更有效地去除鹽分。