Trinkwasser aus dem Solarkraftwerk: Die perfekte Meerwasserentsalzung.

Künstlerische Darstellung eines Solarkraftwerks.

Solarkraftwerk liefert wertvolles Trinkwasser

Die moderne Technik ist immer für Innovationen bereit: Jetzt fanden die Forscher eine perfekte, Kombination aus einer Solarzelle und einem Membranmodul, damit eine Meerwasserentsalzung stattfinden kann. Zusätzlich zum Strom kann ein Solarkraftwerk auch Trinkwasser liefern. Die technischen Forscher haben diese pfiffige Kombination in Saudi-Arabien aus Solarzellen und den Modulen für die Meerwasserentsalzung produziert. Damit könnte künftig Trinkwasser aus dem Solarkraftwerk optimal hergestellt werden.

Solarkraftwerke benötigen viel Strom für die Entsalzung von Meerwasser

Sicher haben Sie schon gehört, dass Solaranlagen viel Strom benötigen für die Entsalzung von Meerwasser. Außerdem werden große Flächen benötigt und es entstehen hohe Baukosten. Technische Forscher haben nun herausgefunden, dass eine ideale Kombination von Solarzellen und Modulen für die Meerwasserentsalzung perfekt wäre. In Saudi-Arabien konnten Forscher feststellen, dass sich die Auswirkungen der negativen Aspekte reduzieren lassen. Sie berichten in der Zeitschrift „Nature Communications“, dass der Prototyp dieser Entsalzungsanlage, die mit Solarstrom arbeitet, hohe Wirkungsgrade aufweist. Diese Entwicklung weist die Grundlage für eine Doppelnutzung von Solaranlagen in ariden Gebieten auf, die ausgeklügelt und wirtschaftlich arbeitet. Trinkwasser aus dem Solarkraftwerk ist somit keine Zukunftsmusik mehr.

Kombination aus der Erzeugung von Solarstrom und der effektiven Meerwasserentsalzung

Das komplette Spektrum des Sonnenlichtes bietet die Möglichkeit, eine thermische Meerwasserentsalzung mit der Erzeugung von Solarstrom zu kombinieren. Bei Solarzellen wird der kurzwellige Spektral-anteil genutzt, die eher langwellige Wärmestrahlung lässt hingegen das Wasser verdunsten. In der Abdullah University of Science and Technology in Thuwal konnte der Forscher Peng Wang mit seinen Kollegen mit den üblichen Solarzellen aus polykristallinem Silizium für ihren Prototyp punkten. Sie montierten auf der Rückseite dieser Solarzelle ein mehrschichtiges „Entsalzungs-Modul“.

Drei Wasserkreisläufe

Die Forscher wollten eine hohe Ausbeute an Trinkwasser erzielen. Sie wissen, dass in vielen Ländern das Trinkwasser Mangelware ist, daher ist dieser Teil der technischen Forschung ein wichtiger Aspekt für die Zukunft. Die Forscher lagerten daraufhin drei Wasserkreisläufe exakt übereinander. Wenn das salzige Meerwasser in eine Richtung hindurchfloss, wurde es durch die Restwärme (solar) teilweise verdampft und erhitzt. Dieser Wasserdampf konnte durch eine dünne Membran wandern und an der faserartigen Quarz-Glasstruktur kondensieren. Schließlich ließ er sich an einem Auslass abzapfen. Dieser geschickte Aufbau ermöglichte, dass die Schwerkraft und die Kapillar-Kräfte den Wasserstrom aufrechterhalten konnten.

Hoher Wirkungsgrad der Methode

In den Testläufen zeigte sich, dass unter einer genormten Sonneneinstrahlung die Solarzellen einen Wirkungsgrad von sogar elf Prozent lieferten. Es wurden so durch reine Sonnenwärme ca. 1,6 Liter Wasser in der Stunde pro Quadratmeter produziert bzw. aufgearbeitet. Für ein dreischichtiges Entsalzungs-Modul war dies ein hohes Ergebnis. Sie können anhand dieses Ergebnisses die Vorzüge der Methode erkennen.

Investitionskosten senken

Durch diese Kombination können die Investitionskosten gesenkt werden. Beim Kraftwerksbau teilen sich die Solarzellen und die Entsalzungs-Module die gleiche Fläche. Außerdem ist es laut den aktuellsten Schätzungen der Forscher möglich, die Leistung der Kraftwerke bis 2025 um 969 Gigawatt zu steigern. Wenn die Solarkraftwerke mit den Entsalzungs-Modulen ausgestattet werden, könnten die Anlagen im Jahr bis zu vier Mrd. Kubikmeter an Meerwasser optimal entsalzen. Das wäre ein Zehntel des Trinkwasserbedarfes der Welt im Jahr.

Das Meerwasser mit unserem Sonnenlicht entsalzen

Die Forscher wollen die Trinkwasser-Ausbeute durch diese Methode immer weiter steigern. Trinkwasser aus dem Solarkraftwerk soll kein Traum mehr bleiben. Die Wasserproduktion wird mit diesem Forschungsaspekt erhöht und die Produktionskosten reduziert. Das System ist nicht an einen bestimmten Solarzellentyp gebunden, sondern ist für alle Arten von Solarzellen möglich. Viele Photovoltaik-Anlagen stehen ohnehin in sonnenreichen und eher wasserarmen Bereichen und eine ständige Trinkwasseraufbereitung würde sich gerade in diesen Regionen besonders auszahlen. Die Hybrid-Module sind auch transportabel, um bei schlimmen Naturkatastrophen die wichtige Notfallversorgung mit wertvollem Trinkwasser zu gewährleisten.

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