爱吱声

标题: 荒漠光伏可以和空气取水相结合 [打印本页]
作者: 晨枫    时间: 2023-9-29 23:31
标题: 荒漠光伏可以和空气取水相结合
不管城市光伏如何发展，荒漠光伏肯定是极端重要的。这不仅发电，还减慢荒漠的继续荒漠化。降低地表温度，清洗水流到地面浇灌，长草进一步吸收光热，降低地表温度，保持水土。这是良性循环的开始。问题是：荒漠里本来就缺水，水从哪来？
  K' O. a; F( \# m
; y$ @7 ]3 }6 r8 N; ` : Y" v* W: a$ l# S9 Y
4 A  z; g1 e) s# s, N4 S6 T
' a( \! ^9 Q% l9 O. B" u! J

7 Q/ O0 J$ e4 {. L( @8 U0 v实际上，光伏发电和荒漠的空气取水可能是有用的组合。3 {3 F+ a0 P, A' s* Q! L7 ?
8 J6 u: d( }; `) J
沙漠里干燥，但沙漠空气里也是有水份的。在适宜居住的地方，空气湿度一般在30%到90%，沙漠里的干燥空气的相对湿度是20%左右。但靠近海岸的沙漠里，空气湿度更高，以色列内格夫沙漠的空气湿度达到64%。问题是水份滞留在空气里，不肯变成雨下来。波斯湾沿岸沙漠都有一样的问题。3 D# _( w& Q9 M6 l) |( _3 L
( T2 v) q; c; j; m0 o8 ~+ s0 S
中国沙漠都在内陆，华北不是沙漠，但也缺水。( x5 ]6 O6 x8 s- o8 l

% u/ t* n+ [2 q$ c- ~: [3 Y在缺水的海岛上，也是一样的问题。4 S9 `' g6 v: s! s0 E+ _$ N+ N  V

& F4 r: B* O* I$ u$ l在30℃下，湿度100%的空气含水是每立方米30.38克，而0℃下，每立方米空气最多含水就只有约4.3克了。也就是说，把饱和空气从30度冷冻到0度，就可以析出26.08克液态水。30度、20%相对湿度的沙漠空气每立方米含水6克，冷冻到0度，也能析出1.7克。如果进风量为360立方米/小时（相当于一平方米进风口0.1米/秒的风速），每天最多可从空气冷冻中分离出14.7公斤的液态水，代价是耗电。
; H' q8 l- u) x, G0 z: {" u  p2 V7 x; @/ f% t4 [, Z" V" s+ N$ u
可巧，荒漠光伏最不缺的还就是电。) |- F$ Z1 h: J$ ]+ d1 t

& |* ]' ?5 w% Z% E5 I除了冷冻法，还有吸收-解析法。简单点说，就是在低温提高空气的相对湿度时，将水份吸附在海绵上；然后升温使得水份蒸发、脱离海绵，再自然冷凝就成为液态水。6 t# j5 E  g/ E) R0 B% }

! Q% t5 _% R+ K0 ]* M4 c( W具体情况需要仔细测算，但荒漠光伏与空气取水联合循环，应该可以生产远超过自己清洁需要的水产量。这是清洁的饮用水，用于沙漠里的农业工业、人民生活的好处就不用多说了。还需要说明的一点：沙漠里不是一点水源也没有，有地下水，还有季节河。空气取水是补充。海岛上也是一样，但主要目的不再是向外输电，而是自给自足。/ r1 z" J3 M; y7 r9 o0 U* M

% C+ g5 ^3 t( e  R9 h- d
4 J* S$ l0 Z) N3 v8 T: w! P# c: E2 T: B+ ^1 E3 ~1 l

# `4 I2 f" b" W0 S+ z& }
/ [  B6 I$ P+ N% b5 L4 b更重要的是，光伏板清洁不仅有湿法，还有干法。用带静电的软刷做日常清洁，再定期用水清洗，可能就足够了，不需要不断大量用水。
0 N9 w7 q, ]8 P  n
8 ?' |1 n2 X# |' M ! M  P1 J$ X) S- x8 @
; [, H6 A& J1 `) S3 h) J$ c4 d/ D* n
光伏板下与种草、放羊结合起来，养殖、固沙两不误，冲刷光伏板的水正好流到地面浇灌。如果在设计的时候就考虑好，不沿着板沿自然滴落，而是在板下做一个分布板，把水均匀地洒向板下地面，效果会更好。
7 ^) s* b3 U! N
- h# y& j- ?, L3 M, v8 y9 i8 G
, b. V& I  ?7 h( E! P  o  B% b( w
# n' y2 v0 X, {2 G. c+ }0 E' D % u0 {6 y1 C+ u" X; X( @
+ P: w% X  E+ q8 g  f% a- W
光伏运维可能成为很大的新兴产业，吸收大量劳动力，而且具有分布式的特点，不集中于大城市，很值得重视。8 H* u+ ]8 `9 A7 ?/ O, P" o
9 e( L) |6 c# F) b+ ~8 \* g" m- b
另一方面，在荒漠里，滴落的水并不就此消失。水是循环的，在自然界里在气态、液态之间循环。对于荒漠光伏来说，冲刷光伏板后的水流到地面，浇灌草地，然后挥发回到空气中，进入下一次循环，唯一消耗的是能量，由太阳能提供。其实有一部分渗入沙土，被沙土吸收。但这部分在一定时间后是达到平衡的，所以i循环是完全的。
4 e0 u9 p" [2 S, G, l1 `. P, ?- P; \6 @% s: U6 B, d
这样，光伏发电和空气取水联合，会对缺水缺电的荒漠是非常有用的组合，而且改善生态。
( l0 S" q5 I- ~' o* J$ }. f; @$ a' ]5 B' i" t( q: L
这些可能性都来自低成本的光伏板，中国恰好是世界上绝对最大的光伏板产地。
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2023-9-30 00:42
马斯克说中国如果愿意，可以轻易用内陆的太阳能供应全国用电。
作者: testjhy    时间: 2023-9-30 06:24
短暂研究过空气取水，当时有人来联系做青稞饮料机，其中一个方案就是不接入自来水管网，直接用空气取水机过滤。西北空气湿度更小些，好像只有15%。
作者: 晨枫    时间: 2023-9-30 10:29
testjhy 发表于 2023-9-29 16:24# I. Y0 K& h  K! l. Q
短暂研究过空气取水，当时有人来联系做青稞饮料机，其中一个方案就是不接入自来水管网，直接用空气取水机过 ...
8 n% s) x  X9 ?
后来呢？经济上可行吗？
作者: testjhy    时间: 2023-9-30 11:35
晨枫 发表于 2023-9-30 10:29
7 l( O% L2 \+ N, i; ~9 y后来呢？经济上可行吗？
# `) m9 B- O3 x% O6 z
很短暂，就是成本太高，细节忘得差不多了，青稞饮品采用这种方案可能收回成本直接延长2年左右。
作者: 常挨揍    时间: 2023-9-30 12:50
华北人均水资源是最低的。
1 g; g( z) i0 L5 m! U5 h



欢迎光临 爱吱声 (http://129.226.69.186/bbs/) Powered by Discuz! X3.2