一位工程師坐在一輛拖車上，拖車里裝有電滲析海水淡化系統(tǒng)。
圖片來源：美國麻省理工學院
據(jù)最新一期《自然·水》雜志發(fā)表的論文，美國麻省理工學院工程師開發(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調節(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。隨著一天中陽光強度的增加，系統(tǒng)會相應地加快脫鹽過程，并且能夠即時適應陽光強度的任何突然波動。例如，在云層遮擋時，系統(tǒng)會減慢脫鹽速率；而在天空放晴時，則會加速這一過程。
該系統(tǒng)對陽光變化具有高度敏感的響應能力，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)定地產出大量的清潔飲用水。與傳統(tǒng)的太陽能驅動海水淡化方案相比，這項新技術不需要額外配備電池來存儲能量，也不依賴于電網(wǎng)等輔助電源的支持。
研究團隊在美國新墨西哥州的一個地下水井社區(qū)進行了為期六個月的實際測試，涵蓋了多種天氣狀況及水質條件。盡管面臨著天氣和可用陽光的巨大變動，該系統(tǒng)依然表現(xiàn)出色，平均利用了超過94%由太陽能板產生的電能，每天可提供高達5000升的凈化水。
為了消除對外部儲能設備的需求，工程師將系統(tǒng)的響應時間縮短到了幾分之一秒內。這意味著，新系統(tǒng)每秒鐘可以更新3至5次脫鹽率。這樣的快速響應機制使得系統(tǒng)能夠在無需外部能源補充的情況下，高效應對日照條件的波動。
實現(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。當太陽能板產生的電量超出當前需求時，控制器會自動指示系統(tǒng)加大泵送力度，從而推動更多的水流經(jīng)電滲析單元。同時，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。
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