新型設備可以收集大氣中的水在不使用電力的情況下冷卻太陽能電池

沙烏地阿拉伯的研究人員發明了一種新設備，可以收集大氣中的水，在不使用電力的情況下冷卻太陽能電池。這項永續技術還有望降低營運成本，並將乾旱地區的集水率提高一倍。

沙烏地阿拉伯在太陽能電池技術方面的大量投資，加上充足的陽光，使其成為再生能源的主要出口國。目前，太陽能佔沙烏地阿拉伯王國再生能源輸出的80%以上。然而，有一個固有的悖論：這些太陽能電池由於工作強度大，有過熱的危險。為了解決這個問題，冷卻系統是必不可少的，儘管其中許多系統仍然依賴電力。

由昆士蘭科技大學教授甘巧強領導的國際研究小組設計出了潛在的解決方案。他們的設備不需要電力，因為它只利用重力從空氣中提取水，並依賴廉價的現成材料。除了保持太陽能電池和其他半導體技術的冷卻外，這些水還可以重新用於灌溉、洗滌、冷卻放置太陽能電池的建築物以及其他用途。

科學家估計，大氣中的水量是河川中淡水總量的六倍。甘說：”這些水可以透過大氣集水技術收集起來。雖然這些技術效果不錯，但在沙烏地阿拉伯這樣的乾旱環境中，它們需要電力才能收集到實際數量的水。這種需求有可能阻礙太陽能電池在沙烏地阿拉伯農村地區的應用，因為那裡的電力基礎設施成本高。

效率低的原因之一是水附著在收集裝置的表面。 Dan Daniel教授和Gan研究小組的博士後Shakeel Ahmad發現，透過添加一種商用聚合物和矽油混合的潤滑塗層，他們可以只依賴重力收集更多的水。

“大氣集水系統面臨的一個共同挑戰是，水滴往往會釘在[設備]表面，因此必須主動收集冷凝水。我們的塗層有效地消除了針狀現象，實現了真正由水驅動的被動集水，”艾哈邁德說。 “由於系統完全依靠被動輻射冷卻運行，因此不消耗任何電力。”

該解決方案基於甘巧強先前的技術，他稱之為”垂直雙面結構”。該系統最初的設計目的是將熱量反射回天空，以保持太陽能電池的冷卻，但不是為了收集所產生的水。

新設備在吉達以北約100 公里的圖瓦勒鎮的自然條件下進行了為期一年的六次測試，與其他大氣集水技術相比，集水率幾乎提高了一倍。

除了集水效率，Daniel對採用這種技術的經濟效益同樣感到興奮。

“該系統不消耗任何電力，從而節省了能源。此外，它不依賴壓縮機或風扇等任何機械部件，比傳統系統減少了維護工作，從而進一步節約了成本，」他說。

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