新型海水淡化系統最大限度地利用太陽能資源

據最新一期《自然·水》雜志發表的論文，美國麻省理工學院工程師開發了一種新型海水淡化系統。該系統能夠根據太陽光照的變化自動調節脫鹽速度。

這種創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，系統仍能穩定地產出大量的清潔飲用水。與傳統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，該系統依然表現出色，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，工程師將系統的響應時間縮短到了幾分之一秒內。這意味著，新系統每秒鐘可以更新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加大泵送力度，從而推動更多的水流經電滲析單元。同時，通過增大輸送給電滲析堆的電流，系統能夠從流速更快的水中更有效地去除鹽分。