TEKNOFEST 2018 Uzay Havacılık ve Teknoloji Festivali
ATMOSFERİK HAVADAN SU HASAT SİSTEMİ TASARIMI
GİRİŞ
“Temiz içme suyuna ve hıfzıssıhhaya erişim, yaşamdan ve tüm insan haklarından faydalanmak için temel bir insan hakkı olarak tanınmaktadır.”
28 Temmuz 2010 tarihli bir kararla Birleşmiş Milletler, suya erişim hakkını temel insan hakkı olarak tanımıştır. BM verilerine göre dünyada şu an 884 milyon insanın güvenli içme suyuna erişimi yok. 2050 yılı itibariyle bu sayının 5.7 milyara çıkması bekleniyor.
Havadaki nemin suya dönüştürülmesi çok eski tarihlerden beri bilinmekte ve günümüzde de birçok araştırmacı tarafından Dünyanın su sorununa çözüm önerisi olarak gösteriliyor. Günümüzdeki araştırmaların temel amacı Yenilenebilir Enerji sistemleri ile verimi yüksek doğal sistemler ile kaliteli su elde edilmesidir.
Duygu Keskin’in proje yürütücüsü olarak yer aldığı ve Avrasya Üniversitesi ile birlikte yürüttüğü çalışmalar sokak hayvanları için, Damla sulama ile Tarım ve Sanayide kullanım amaçlı kaliteli su elde etmek üzerine yoğunlaşmıştır.
2. GENEL BİLGİLER
Projenin çalışma Sistemi;
Proje kapsamında ilk olarak, güneş enerjisi güneş panelleri ile elektrik enerjisine dönüştürülmekte ve elde edilen elektrik enerjisi Peltier aracılığı ile yeniden ısı enerjisine dönüştürülmektedir. Isı iletimi iyi iletken metallerin, Peltier aracılı ile, havadaki nemin yoğunlaşma sıcaklığının altına düşürülmesi ile havada bulunan saf suya yakın damla damla su hasat edilmektedir.
40 Wattlık bir güneş paneli ve 12 Volt luk bir akü kullanılarak depolanan enerjinin sürekli ve düzenli kullanımı elde edilmiştir. Kullanılan Peltierler 12 V, 40W lık güce sahiptir. Sistemin verimi oldukça düşüktür. Böyle bir sistem yeniden buharlaşmanın da önlendiği bir sistem ile yaklaşık 10 saatte 200 ml kadar (yaklaşık bir su bardağı) saf suya yakın su hasat edebilmektedir. Bu süre içinde 0,4 kWh enerji harcamaktadır. Verim düşüklüğü sistemin yaygın kullanımı günümüz şartlarında sınırlamaktadır.
Projedeki yenilikler;
Duygu KESKİN tarafından, Dünyada bilinen ve yukarıda sözü edilen, sisteme getirilen yeniliklerden biri Biyotaklit biliminin kullanılarak Termit Baca Sistemi ile Peltierin sıcak yüzeyinin doğal bir baca sistemi ile soğutulması sonucunda Fan kullanımına gerek kalmamasıdır.
Termitler tarafından inşa edilen baca sistemleri dışarıdaki hava değişikliği 5˚C ile 33 ˚C arasında seyrederken, içerideki havanın her zaman 21˚C olmasını sağlamaktadır (Pawlyn M., 2011). Peltierin sıcak tarafının 21 dereceye kadar soğutulması durumunda soğuk yüzeyine konulan bir metalin sıcaklığı suyun donma noktası sıfır derece yakınlarına kadar düşürülebilmektedir. Bu da havadaki nemin metal yüzeyinde damlalar halinde yoğuşmasını sağlamaktadır (Peltier yüzeyleri arasında 67 derece fark oluşturulabilir. Metalin sıfır derecenin altına kadar soğutulması donmaya neden olduğundan istenmeyen bir durumdur).
Sisteme getirilen diğer bir yenilik te elde edilen suyun kalitesinin artırılmasında Kevek taşı kullanımıdır. Havadaki nemin hasat edilmesi sonucu elde edilen su saf suya yakındır. İçinde gerekli mineraller olmadığından insan sağlığına uygun değildir, gerekli mineraller dışardan eklenebilmektedir. Elde edilen su her ne kadar saf suya yakınsa da havada bulunan toz zerreleri ve bu tozlara yapışmış zararlı mikro canlıları içerebilmektedir.
Kars yöresinde çıkarılan ve volkanik bir taş olan Kevek taşı köylerde su şebekesinin olmadığı zamanlardan beri kullanılmaktadır. Dere suyunu temizlemek için Kevek taşında süzdüren yöre halkı suyun lezzetinin arttığını ve görece donmasının zorlaştığını iddia etmektedir. Konu üzerindeki akademik çalışmalar Avrasya Üniversitesi tarafından yapılmaktadır.
Duygu KESKİN tarafından tasarlanan ve yağmur suyunun da eklenerek su kapasitesinin artırılıp Kevek taşından geçirileceği sistem ile suyun kalitesi artırılmaktadır.
Sistemi benzerlerinden ayıran en önemli özellik hiçbir hareketli parça içermemesidir. Buda hiçbir müdahale olmadan 30-40 yıl kendi başına yeten bir sistem haline gelmesini sağlamaktadır. Gelinen nokta özellikle uzay çalışmalarında kullanılması noktasında umut vericidir.
Elde edilen suyun aşağıdaki amaçlar için kullanması hedeflenmektedir;
Sokak hayvanları için tamamen kendi kendine yeten otomatik bir su içme sistemi
Tarım amaçlı otomatik damla sulama sistemi
Evrende Dünyalaştırmaya uygun gezegenlerde (TEKNOFEST İstanbul projemizdeki sunduğumuz Mars gibi gezegenler) damla sulama ile tarım.
