(ATMOSPHERIC WATER HARVESTING)
Dünya çapında 600 GW’dan fazla fotovoltaik sistem kurulumu gerçekleşmiştir. Bu kapasite her geçen gün çok hızlı bir şekilde artmaktadır. Fotovoltaik dönüşüm sistemlerindeki önemli sorunlardan birisi sistemde ısı oluşturmasıdır.
Bu oluşan soruna yönelik bir alternatif ürün AWH (Atmosferik su toplama makinesi) Suudi Arabistanlı bilim insanlarından geldi. Bilim insanları bu enerji verimliliği düşümüne karşı hücreleri soğutacak bir alternatif çözüm öngördü. Bu cihaz gece atmosferik suyu toplamak için fotovoltaik panelden gelen atık ısıyı kullanarak daha sonra modülü soğutmak için gün boyunca serbest bırakarak soğutma ihtiyacını karşılar. Cihaz soğutma ihtiyacını karşılamanın yanında modüllerin temizlenmesinde kullanılabilecek sıvı su üretme için geliştirilebileceğini de öngörüyor.
Soğutma gücü
Araştırmalara göre bu sistem hem küçük ölçekli güneş enerji sistemlerinde hem de büyük güneş enerji sistemlerinde (solarcity gibi) kullanılabilir.
Yapılan araştırmalara göre; “Laboratuvar ortamında atmosferik su toplama makinesiz güneş hücresine göre %15 e varan güneş pili nominal tam güneş ışığına maruz kaldığında Atmosferik su toplama makinesinin ortalama soğutma gücü 295 W m–olmaktadır. Bu soğutma gücüde elektrik üretiminde artışa yol açarken aynı zamanda sıcaklıkta 10 derecelik bir düşüşe neden olmaktadır.” ifadelerine yer verilmiştir.
Arabistan içerisinde açık alan testleri yapıldı. Yaz ve kış aylarında yapılan bu testlerde modüllerin güç veriminin %13 ile %19 arasında artış gösterdiği belirlenmiş ve güneş pilleri karbon nanotüp gömülü çapraz bağlı poliakrilamidden yapılmış bir alt tabaka ve kalsiyum klorürden yapılmış bir su buharı emiciden meydana gelmektedir.
Temizlik
Projeyi hayata geçiren bilim insanları atmosferik su toplama makinesi sisteminin hidrojel soğutma katmanına bir su yoğunlaştırma bölmesi içine genişletilmiş bir usus yayma yüzey alanını entegre ederek temiz su üretmek için modifiye edileceğini de ifade etmiştir.
“Bir deneyde atmosferik su toplama makinesinin soğutma katmanının altına (5 x 5 x 0,5 ) ölçülerinde bir alüminyum yoğunlaşma odası monte edildi. Bu deney sırasında panelin 50 derecelik sabit bir yüzey sıcaklığına yol açtığı gözlemlenmiş olup “Bu yoğunlaşma odasından, cihazın ayrıca modüllerin temizlenmesi için veya sadece içilebilir su olarak da kullanılabilecek sıvı su üretmek için geliştirilebilmektedir.
Bilim insanları, cihazın su buharı soğurma-salınım kinetiklerini geliştirerek daha da geliştirilebileceğini eklerken bu ise güneş enerji kapasitesini artıracak ve malzeme korozyonunu azaltacaktır. Fotovoltaik sistemlerde panel atmosferik su soğurma-buharlaşma döngüsü ile soğutma yapılabileceği sürdürülebilirlik açısından önemli avantaj sağlayacağı da tahmin edilmektedir.
Abdullah ZORLU – Enerji Sistemleri Mühendisi – azorluu@outlook.com