سیستم جدید آب را نمک‌زدایی می‌کند، H2 و برق تولید می‌کند تا به کشاورزی در بیابان کمک کند
دانشمندان روشی جدید برای استفاده از یک سیستم مبتنی بر نیروگاه فتوولتائیک (PV) برای نمک‌زدایی آب و تولید هیدروژن سبز برای کشاورزی بیابانی پیشنهاد کرده‌اند. این سیستم که توسط دانشگاه حمد بن خلیفه قطر پیشنهاد شده است، نمک‌زدایی آب، تولید هیدروژن سبز، تهویه مطبوع و تولید برق را یکپارچه می‌کند.
این روش می‌تواند به انجام فعالیت‌های کشاورزی در مکان‌های دورافتاده بیابانی کمک کند، مکان‌هایی که به دلیل تقاضای بالای آب و انرژی و نبود زیرساخت‌های لازم با چالش‌های مهمی مواجه هستند.
این مطالعه که در مجله دسالنیشن منتشر شده است، یک سیستم نمک‌زدایی یخ‌زده مستقل، خورشیدی برای تولید آب شیرین و هیدروژن سبز از آب زیرزمینی شور در مناطق دورافتاده بیابانی پیشنهاد می‌کند.
سیستم به راه‌حل‌های بازیابی و ذخیره انرژی مجهز است
پژوهشگران ادعا کردند که سیستم به چندین راه‌حل بازیابی و
ذخیره
انرژی مجهز است، مانند مخزن، تهویه مطبوع با ذخیره یخ، و قوطی‌های فلزی هیدرید همراه با سلول‌های سوختی، تا انرژی و آب را به صورت کارآمد استفاده کند و تغییرات در تابش خورشیدی را جبران کند.
این سیستم یکپارچه بر اساس اصول ترمودینامیکی مدل‌سازی و تحلیل شده است، و نتایج نشان داد که سیستم روزانه قادر به تولید ۵۲.۸ متر مکعب آب شیرین، ۶.۳ مگاوات-ساعت برای تهویه مطبوع، ۱۷۷ کیلوگرم هیدروژن و ۲.۴ مگاوات-ساعت برق با استفاده از سیستم‌های فتوولتائیک دوبعدی با سطحی به مساحت ۱۰۷۸۵ متر مربع است، بر اساس گفته‌های
پژوهشگران
.
آن‌ها مدعی شدند که کارایی انرژی و اکسرژی سیستم به ترتیب ۱۷.۸٪ و ۱۳.۵٪ در روز و ۵۶٪ و ۳۴.۹٪ در شب محاسبه شده است.
هر ماژول با توان 600 وات و کارایی 23.2٪ تولید می‌کند
سیستم دارای ۱۰۷۸۵ متر مربع پنل‌های فتوولتائیک دوگانه با تکنولوژی سیلیکون کَریستالی است، که هر ماژول تحت شرایط استاندارد تست با توان ۶۰۰ وات و کارایی 23.2٪ عمل می‌کند. سیستم ۱.۵ مگاوات برق تولید می‌کند، که ۱۰۰ کیلووات آن برای تأمین مستقیم انرژی برای کشاورزان تخصیص داده شده است. بقیه انرژی برای سیستم مستقل که آب زیرزمینی را ابتدا پمپاژ و سپس پیش‌خنک می‌کند، به کار می‌رود، طبق گزارش
مجله‌ی PV
.
پژوهشگران همچنین بیان کردند که طراحی سیستم دارای ترکیب منحصر به فردی از فتوولتائیک‌های دوبعدی، تولید آب زیرزمینی شور، نمک‌زدایی انجمادی با تهویه مطبوع با ذخیره یخ، تولید هیدروژن سبز، ذخیره و سلول سوختی است که به‌صورت حرارتی با قوطی‌های ذخیره هیدروژن متصل شده است. این تلفیق هم‌افزا به استفاده کارآمد از انرژی ورودی و ذخیره سازی آن به اشکال مفید برای زمان‌هایی که انرژی خورشیدی ناکافی یا در دسترس نیست، هدف دارد، بر اساس
مطالعه
.
پژوهشگران توضیح دادند که هیدروژنی که در طول روز تولید می‌شود در مخازن فلزی هیدرید با حجم کل 3 متر مکعب نگهداری می‌شود تا برای عملیات مداوم یک سلول سوختی 229.7 کیلوواتی در طول شب استفاده شود.
آزادسازی هیدروژن از مخازن هیدرید فلزی با اعمال حرارت (129.2 کیلووات) بازیافته از پشته سلول سوختی تسهیل می‌شود. کل سطح غشا برای پشته‌های الکترولایزر و سلول سوختی به ترتیب 52.6 متر مربع و 36.7 متر مربع محاسبه شده‌اند، طبق گزارش مجله PV .
در این مطالعه، پژوهشگران همچنین تأکید کردند که فتوولتائیک‌های دوبعدی با گرفتن نور خورشید از هر دو سو به حداکثر استفاده از انرژی‌تجدیدپذیر و تولید قدرت کمک می‌کنند. با کارایی 23.6٪، منطقه BPV به مساحت 10456 متر مربع برای تأمین نیروی اجزای الکتریکی سیستم و تولید یک توان اضافی 100 کیلوواتی لازم است. همچنین ادعا کردند که تابش خورشیدی تأثیر عمده‌ای بر ارقام خروجی سیستم دارد.
