BerandaComputers and TechnologyUS Doe Mengumumkan Perempatfinalis dalam Hadiah Solar Desalination $ 9 juta

US Doe Mengumumkan Perempatfinalis dalam Hadiah Solar Desalination $ 9 juta

GAMBAR @KELINCI BETINA

The American-Made Challenges: Solar Desalination Prize adalah kompetisi berhadiah empat tahap senilai $ 9 juta, memberikan dukungan tambahan $ 1 juta, yang dirancang untuk mempercepat pengembangan sistem desalinasi berbiaya rendah yang menggunakan tenaga surya tenaga untuk menghasilkan air bersih dari air asin. Para kontestan akan menerima hadiah uang tunai saat mereka maju melalui setiap tahap kompetisi, yang berpuncak pada hadiah utama $ 1 juta untuk pengujian dan demonstrasi yang berhasil dari prototipe sistem desalinasi panas-matahari yang menjanjikan.

Hadiahnya diumumkan 23 September 2019, dan diluncurkan 28 April 2020. Peserta dapat mengikuti kompetisi sebagai individu atau tim, tetapi semua peserta yang melampaui tahap pertama harus membentuk tim. Pesaing mungkin termasuk perusahaan swasta, organisasi nirlaba, lembaga akademik, mahasiswa, dan peneliti di National Laboratories.

Gambaran

Untuk mengikuti kompetisi, peserta harus menyerahkan ide-idenya untuk komponen desalinasi panas-matahari atau prototipe sistem, bersama dengan jalur komersialisasi. Jika ide mereka dipilih, pesaing akan menerima uang tunai $ 50.000, maju ke fase kedua untuk membentuk tim, dan menyempurnakan rencana untuk sistem desalinasi panas-matahari yang beroperasi penuh.

Tim yang dipilih untuk maju ke fase ketiga akan menerima uang tunai $ 250.000 dan voucher $ 100.000 yang dapat ditukarkan di Laboratorium Nasional dan / atau fasilitas mitra yang memenuhi syarat untuk merancang sistem mereka. Sementara mereka menyelesaikan desain mendetail dari sistem mereka di fase ketiga, tim juga harus mendapatkan izin dan dokumentasi persetujuan yang diperlukan untuk membangunnya.

Tim yang terpilih untuk maju ke fase keempat dan terakhir kompetisi akan mendapatkan hadiah uang tunai sebesar $ 750.000 dan voucher $ 100.000 lainnya. Tim ini kemudian akan membangun sistem mereka, mendemonstrasikan operasi mereka, dan memvalidasi metrik kinerja utama. Departemen Energi A.S. akan menentukan pemenang, yang akan menerima hadiah uang tunai $ 1 juta.

Pesaing dapat memanfaatkan keahlian industri, mengakses modal swasta, dan memperoleh bimbingan serta dukungan melalui American-Made Network, sekelompok National Laboratories, inkubator, investor, dan pakar industri. Jaringan juga menyediakan akses ke kemampuan lokal yang akan membantu mempercepat pengembangan prototipe sistem desalinasi mereka.

Kompetitor

Dari 162 pelamar, terpilih 19 perempatfinalis dari 12 negara bagian untuk maju ke fase kedua kompetisi. Mereka diumumkan pada tanggal 19 Oktober 2020. Mereka adalah:

Penyimpanan Panas untuk Desalinasi Tenaga Surya 24 Jam
Lokasi: Arcadia, CA
Ringkasan Proyek: Element 16 adalah perusahaan kecil yang mengembangkan teknologi penyimpanan energi panas berbasis sulfur (TES) untuk menghasilkan uap bertekanan rendah untuk desalinasi. Belerang memiliki titik leleh rendah (105 ° Celcius) dan biaya rendah ($ 80 / ton). Dengan menggunakan bahan penahanan berbiaya rendah, proyek ini bertujuan untuk mengurangi biaya TES sulfur hingga di bawah $ 15 / per kilowatt-termal dan mengurangi biaya penukar panas, untuk mencapai biaya air yang diratakan di bawah $ 0,50 per meter kubik (m

3 ).

Penguapan yang Ditingkatkan Termal Surya
Lokasi: Minneapolis, MN
Ringkasan Proyek: Para peneliti dari University of Minnesota mengusulkan sistem desalinasi humidifikasi-dehumidifikasi yang akan menangani air garam volume kecil dari fasilitas industri yang berfungsi seperti pelapisan listrik, yang melapisi logam ke permukaan, pewarnaan, dan penambangan. Proyek ini akan menggunakan kipas besar, evaporator, dan sistem kondensasi yang digerakkan oleh pompa panas untuk mengelola air garam yang dicampur dengan logam industri. Tim berencana untuk mencari evaporator aliran-paksa dan kipas untuk mencapai biaya air yang diratakan tidak lebih dari $ 1 / m 3 .

NoAir: Distilasi NanoMembran Super-Vacuum Gap
Lokasi: Gainesville, FL
Ringkasan Proyek: Tim ini, yang dipimpin oleh perusahaan kecil Focused Sun, mengusulkan sistem kolektor surya Fresnel linier yang akan menghasilkan uap untuk proses yang disebut kompresi uap termal (TVC) guna menyediakan daya pemompaan untuk sistem. Brine akan dipanaskan terlebih dahulu oleh sistem membrane desalination (MD), yang kemudian diumpankan dengan brine dari sistem TVC untuk selanjutnya menghilangkan garam dan memulihkan air. Sistem MD-TVC ini dapat mencapai efisiensi energi tinggi pada tekanan rendah dan digunakan untuk mengolah air yang dihasilkan dari ekstraksi minyak dan gas, tanpa masukan listrik.

TSSE Desalinasi dari Hypersaline Brines
Lokasi: Santa Barbara, CA
Ringkasan Proyek: Tim yang dipimpin oleh Universitas Columbia mengusulkan teknik desalinasi menggunakan pelarut yang, ketika dipanaskan, menarik air garam dalam air bersalinitas tinggi, memisahkannya dari air tawar. Peningkatan suhu air umpan akan menyebabkan air bersih mengapung di atas pelarut, memungkinkan penggunaan kembali pelarut pada siklus berikutnya. Metode ini berpotensi menjadi sangat efisien secara termal karena tidak memerlukan penguapan dan kondensasi, tidak seperti pada sistem desalinasi konvensional

Teknologi ZLD Berbasis Sorption
Lokasi: Houghton, MI
Ringkasan Proyek: Sebuah tim peneliti dari Oak Ridge National Laboratory, Michigan Technological University, dan perusahaan Artic Solar mengusulkan untuk menambahkan sistem adsorpsi-desorpsi ke sistem desalinasi efek ganda (MED) untuk mencapai pelepasan cairan nol (ZLD). Mereka telah mengidentifikasi cairan yang dapat mengekstraksi semua volume uap air dari bubur air asin sistem MED, sehingga memungkinkan pengolahan ZLD modular yang hemat energi

Pengolahan Portabel Air Limbah Minyak / Gas dengan ZLD
Lokasi: Corvallis, ATAU
Ringkasan Proyek: Sebuah tim peneliti dari Oregon State University dan Michigan State University berencana untuk memajukan proses pelembapan-dehumidifikasi yang dapat memulihkan air bersih dari air yang dihasilkan oleh ekstraksi minyak dan gas. Pemisah siklon baru, yang dapat dengan mudah dirancang dalam skala kecil agar mudah dibawa, memisahkan garam dari udara lembab dan memungkinkan proses tersebut. Dengan memisahkan udara lembab dari partikel garam padat, teknologi ini bisa menjadi metode hemat biaya untuk mencapai pelepasan cairan nol (ZLD). Tim bermaksud untuk mendemonstrasikan sistem mereka dengan air asin produksi nyata yang terintegrasi dengan energi panas matahari dan ditingkatkan hingga 250 kilogram per jam.

Forward Osmosis – Biomimikri di Tempat Kerja
Lokasi: Rohnert Park, CA
Ringkasan Proyek: Tim peneliti dari Laboratorium Energi Alam Hawaii dan Sistem Trevi, sebuah perusahaan kecil yang mengembangkan teknologi desalinasi novel forward osmosis (FO), mengusulkan untuk membangun 500 m 3 / hari sistem FO dengan kolektor surya sebagai sumber panas. Tim akan memajukan solusi draw FO-nya dengan meningkatkan throughput secara signifikan dan menurunkan kebutuhan energi sistem.

STREED – Desalinasi Pertukaran Energi Resonan
Lokasi: Houston, TX
Ringkasan Proyek: Sebuah tim yang dipimpin oleh para peneliti dari Rice University telah mengembangkan prototipe teknologi distilasi membran berpemanas surya yang dipanaskan dengan tenaga surya dengan efisiensi tinggi dan pemeliharaan rendah berbasis nanopartikel. Tim berencana untuk mengembangkan desain sistem yang dapat dikomersialkan yang menggunakan arsitektur luka spiral untuk meminimalkan jejak fisik pabrik.

Penyuling Adsorpsi Multi-efek Pelepasan Nol
Lokasi: Trenton, NJ
Ringkasan Proyek: GreenBlu akan mengembangkan prototipe pabrik lengkap dari sistem desalinasi panas matahari tanpa cairan dengan pemulihan mineral menggunakan teknologi distilasi adsorpsi multi-efek. Konsep ini memiliki potensi untuk menjadi jauh lebih efisien secara termal, dan membutuhkan pengoperasian dan pemeliharaan yang lebih sederhana, dibandingkan dengan teknologi distilasi konvensional.

Modular Inexpensive Solar-Thermal Evaporative Desal
Lokasi: Andover, MA
Ringkasan Proyek: Physical Sciences, Inc. mengusulkan untuk mengintegrasikan penerima tenaga surya konsentrasi rendah dengan evaporator flash multistage dalam satu perangkat untuk mengurangi biaya modal. Evaporator secara efisien menyuling air dengan menggabungkan berbagai tahap distilasi sehingga masing-masing menggunakan keluaran panas dari tahap sebelumnya. Evaporator beroperasi pada suhu rendah, yang memungkinkan penggunaan optik silinder berbiaya rendah. Tim bermaksud untuk membangun perangkat flash multistage 20 tahap di dalam penerima tabung silinder untuk menghasilkan 100 m 3 / hari air desalinasi.

Solar Aqua Flex: Off-Grid Solar Still
Lokasi: Nashville, TN
Ringkasan Proyek: Tim ini, yang dipimpin oleh para peneliti dari Vanderbilt University, akan mengembangkan sistem distilasi membran bertingkat yang terbuat dari “tikar” yang mengambang, fleksibel, dan berlapis untuk desalinasi air. Matras memiliki lapisan atas yang tidak keropos dan menyerap panas; lapisan air yang menguap; lapisan distilat tempat uap berakhir setelah bergerak melalui membran untuk mengembun; lapisan air umpan; dan lapisan konduktif yang memanaskan air umpan. Konsep ini memiliki potensi untuk menjadi modular dan portabel, dengan produksi yang lebih tinggi daripada sistem serupa yang sudah ada.

Konsentrasi Brine dengan Managed Salt Precipitates
Lokasi: Hopewell, NJ
Ringkasan Proyek: Tim ini, dipimpin oleh AIL Research, telah mengusulkan sistem desalinasi membran yang mampu menangani air bersalinitas sangat tinggi dan menggunakan panas yang diperoleh untuk memanaskan lebih dulu umpan air garam. Membran tidak harus tahan korosi karena ion yang mudah mengendap, seperti magnesium dan kalsium, dapat membuat jenuh dan mengkristal dalam tangki air garam di atas membran. Mengelola pengendapan garam dan menggunakan panas yang diperoleh memungkinkan lebih banyak pemulihan air dari air asin dengan salinitas tinggi.

Urban Solar-Desal Building
Lokasi: College Park, MD
Ringkasan Proyek: Sebuah tim yang dipimpin oleh Pusat Teknik Lingkungan Energi Universitas Maryland akan mengembangkan sistem desalinasi terpadu bangunan untuk wilayah perkotaan. Kolektor panas-matahari akan menjadi sumber energi untuk memanaskan membran vakum bertingkat dalam sistem. Konsep ini berpotensi untuk mendesentralisasikan desalinasi pada titik penggunaan.

Distilasi Membran dengan Membran Keramik
Lokasi: Storrs, CT
Ringkasan Proyek: Tim ini, yang dipimpin oleh para peneliti dari University of Connecticut, akan mengintegrasikan teknologi membran keramik yang baru saja dikembangkan dan didanai SETO dengan sistem pengumpul surya untuk mengolah air asin bersalinitas tinggi atau kompleks secara kimiawi. Membran keramik memberikan stabilitas termal dan kimiawi yang memungkinkan mereka memproses air garam yang menantang.

Meniru Siklus Hujan Menggunakan Manik-manik Cairan Bepergian
Lokasi: Los Angeles, CA
Ringkasan Proyek: Tim ini, yang dipimpin oleh para peneliti dari University of California, Los Angeles, sedang mengembangkan proses humidifikasi-dehumidifikasi yang menurunkan biaya pembuatan komponen dengan area permukaan tinggi. Dengan menggunakan arsitektur string polimer berbiaya rendah dalam proses dehumidifikasi, tim mengharapkan desalinasi air salinitas tinggi yang hemat biaya dan hemat energi.

Ekstraksi Air Pelarut Switchable dari Brine
Lokasi: Rohnert Park, CA
Ringkasan Proyek: Sebuah tim termasuk peneliti dari Idaho National Laboratory dan Trevi Systems sedang mengembangkan proses ekstraksi cairan / cairan bertenaga surya yang menghilangkan ion “keras”, seperti kalsium dan magnesium, dalam air garam yang diumpankan ke reverse osmosis, proses desalinasi konvensional . Metode ini dapat meningkatkan efisiensi osmosis balik dengan memungkinkan proses beroperasi pada kondisi masukan air garam yang lebih luas dan memerlukan lebih sedikit perawatan untuk menghilangkan kerak yang disebabkan oleh ion keras.

X-VAP: Distilasi Mandiri
Lokasi: Houston, TX
Ringkasan Proyek: Katz Water Technologies sedang mendesain ulang sistem distilasi ringkas dan mandiri untuk menggunakan energi panas matahari sebagai pengganti gas alam. Sistem mendistilasi dan memisahkan air yang dimurnikan dalam penukar panas loop tertutup. Teknologi ini berpotensi menjadi sistem modular dan portabel yang dapat memasok air bersih jika diperlukan.

CCR’s LTDis Technology
Lokasi: Frisco, TX
Ringkasan Proyek: Crystal Clearwater Resources sedang mengembangkan teknologi evaporator “LTDis”, yang dapat menggunakan panas matahari untuk menangani aliran limbah yang menantang dan mencapai pembuangan cairan nol. Konsep ini menggunakan ruang penguapan dan kondensasi berbasis semprot untuk mengganti tahapan dengan tabung (permukaan yang digunakan untuk kondensasi dan penguapan) di pabrik desalinasi efek ganda konvensional. Penguapan langsung dan kondensasi semprotan di ruang vakum menghilangkan masalah korosi dan mengurangi ukuran dan biaya kapal.

100% Solar Transcritical Water Desalination
Lokasi: Pittsburgh, PA
Ringkasan Proyek: Sistem Air Tenaga Surya Epiphany telah mengembangkan unit desalinasi dan kristalisasi air yang menggunakan energi panas matahari untuk desalinasi air dengan meningkatkan suhu dan tekanan secukupnya untuk menyebabkan air beralih ke fase superkritis, di mana garam tidak larut. Sistem yang terintegrasi penuh akan menggunakan kolektor surya untuk menyediakan panas, pemulihan panas dari distilat air superkritis untuk meningkatkan efisiensi, dan crystallizer untuk memisahkan garam dari distilat. Teknologi ini berpotensi lebih efisien secara termal daripada teknik distilasi konvensional.

Linimasa

  • Inovasi: Fase pertama dibuka 28 April 2020, dan ditutup Juli 16, 2020. Kompetitor diumumkan 19 Oktober 2020.
  • Tim: Fase kedua dibuka 19 Oktober 2020, dan ditutup 12 Januari 2021. Pengumuman tim akan dilakukan pada 12 Maret 2021.
  • Rancangan: Fase ketiga dibuka pada 12 Maret 2021, dan akan ditutup ketika pesaing telah menyelesaikan desain mereka dan memperoleh dokumen yang diperlukan, paling lambat 12 Maret 2024.
  • Uji: Tahap keempat juga dibuka pada 12 Maret 2021. Finalis memiliki waktu tiga tahun untuk mengirimkan sistem prototipe mereka untuk bersaing memperebutkan hadiah Tes. Pengiriman hadiah tes akan dievaluasi setiap hari Senin kedua di bulan Maret, mulai tahun 2022. Pemenang akan ditentukan setelah kunjungan ke situs sistem yang baru mereka bangun.

Belajarlah lagi

Solar Desalination Prize dikelola oleh National Renewable Energy Laboratory dan merupakan bagian dari dari Tantangan Buatan Amerika .

Sumber: Kantor Departemen Energi Amerika Serikat Efisiensi Energi dan Energi Terbarukan

Print Friendly, PDF & Email

Read More

RELATED ARTICLES

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Most Popular

Recent Comments