Da sie keine teure Energiespeicherung für Zeiten ohne Sonnenschein benötigt, könnte die Technologie Gemeinden zu geringen Kosten mit Trinkwasser versorgen.

Anpassung an das Sonnenlicht

Das solarbetriebene System entzieht dem Wasser Salz in einem Tempo, das sich eng an die Veränderungen der Sonnenenergie anpasst. Wenn die Sonneneinstrahlung im Laufe des Tages zunimmt, fährt das System seinen Entsalzungsprozess hoch und passt sich automatisch an jede Veränderung des Sonnenlichts an, indem es beispielsweise bei einer vorbeiziehenden Wolke herunterfährt oder bei klarem Himmel wieder hochfährt.

Da das System schnell auf geringfügige Veränderungen reagieren kann, maximiert es den Nutzen der Solarenergie, indem es trotz der Schwankungen des Sonnenlichts im Laufe des Tages große Mengen an sauberem Wasser produziert. Im Gegensatz zu anderen solarbetriebenen Entsalzungskonzepten benötigt das MIT-System weder zusätzliche Batterien zur Energiespeicherung noch eine zusätzliche Stromversorgung, z. B. über das Stromnetz.

Tausende Liter Wasser täglich produzieren

Die Ingenieure testeten sechs Monate lang einen Prototyp im kommunalen Maßstab an Grundwasserbrunnen in New Mexico und arbeiteten dabei mit unterschiedlichen Wetterbedingungen und Wasserarten. Das System nutzte im Durchschnitt über 94 Prozent der von den Solarzellen des Systems erzeugten elektrischen Energie, um trotz großer Schwankungen des Wetters und der verfügbaren Sonneneinstrahlung bis zu 5.000 Liter Wasser pro Tag zu produzieren.

„Herkömmliche Entsalzungstechnologien haben einen konstanten Stromverbrauch und benötigen Batteriespeicher, um eine variable Stromquelle wie die Solarenergie auszugleichen. Durch die kontinuierliche Anpassung des Stromverbrauchs an die Sonneneinstrahlung nutzt unsere Technologie die Sonnenenergie direkt und effizient zur Wassergewinnung“, sagt Amos Winter, Germeshausen-Professor für Maschinenbau und Direktor des K. Lisa Yang Global Engineering and Research (GEAR) Center am MIT. „Trinkwasser mit erneuerbaren Energien herzustellen, ohne dass eine Batteriespeicherung erforderlich ist, ist eine große Herausforderung. Und wir haben es geschafft.“

Entsalzung von Brackwasser

Das System ist auf die Entsalzung von Brackwasser ausgerichtet – eine salzhaltige Wasserquelle, die in unterirdischen Reservoirs zu finden ist und häufiger vorkommt als frisches Grundwasser. Die Forschenden sehen in Brackwasser eine riesige ungenutzte Trinkwasserquelle, zumal die Süßwasserreserven in einigen Teilen der Welt knapp sind. Sie stellen sich vor, dass das neue erneuerbare, batterielose System dringend benötigtes Trinkwasser zu niedrigen Kosten bereitstellen könnte, insbesondere für Gemeinden im Landesinneren, wo der Zugang zu Meerwasser und Netzstrom begrenzt ist.

„Die Mehrheit der Bevölkerung lebt so weit von der Küste entfernt, dass die Meerwasserentsalzung sie niemals erreichen könnte. Sie sind daher stark auf Grundwasser angewiesen, vor allem in abgelegenen, einkommensschwachen Regionen. Und leider wird dieses Grundwasser aufgrund des Klimawandels immer salziger“, sagt Jonathan Bessette, MIT-Doktorand im Bereich Maschinenbau. „Diese Technologie könnte nachhaltiges, erschwingliches sauberes Wasser in unterversorgte Gebiete auf der ganzen Welt bringen.“

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