5. Performance of PV electrochemical system
A few researchers investigated PV electrooxidation and electroreduction systems for treating wastewater having high organics concentrations with the generation of hydrogen gas. This is one of the green technology approaches to generate hydrogen, since most of industrial scale hydrogen production is carried out through steam–methane reformation (SMR) at high temperatures. In addition, SMR method is associated with high emissions of carbon oxides. So far, a method of hydrogen generation through water electrolysis is less popular as it is also associated with high energy and cost [57], [83] and [84]. In this regard, PV system is a promising alternative method to provide electrical power in hydrogen production. Navarro-Solís et al. (2010) demonstrated H2 production as a byproduct of synthetic textile effluent treatment. Effect of different electrode materials (stainless steel and carbon steel), applied electric potential (ΔEcell) and supporting electrolyte were investigated for hydrogen production. H2 was generated at the cathodic side; whereas decolorization of synthetic dye wastewater was occurred at the anodic side through oxidation by iron ions produced by the sacrificial Fe-anode that reacted with H2O2 to form Fenton׳s reagent. The anodic and cathodic compartments were separated by a cation permeable membrane. The complete oxidation of dye wastewater is a fast process and H2 production allowed its conversion into electrical energy to decrease overall energy consumption [56].
A hybrid PV electrochemical reactor was developed by Park et al. (2008) to generate molecular hydrogen at the stainless steel cathode and to oxidize organic substrate at the titanium anode coated with BiOx–TiO2. A commercial amorphous silicon PV panel with power rating of 6.4 W and active surface area of 1280 cm2 was connected to the electrodes to supply the voltage and current to the system. Hydrogen production rate at the cathode was influenced by anodic oxidation of organic substrate, where it was seen that the energy efficiency was increased about 53% for H2 generation at neutral pH [57]. Fikret Kargi (2011) also investigated the hydrogen gas generation from electro-hydrolysis of organic compounds present in industrial wastewater by using electrical power produced by PV system. Three types of electrodes (graphite, stainless steel and aluminum) having diameter of 0.9 cm and length of 49.5 cm were used, and the total hydrogen production was compared. Aluminum electrodes gave the highest accumulative hydrogen gas evolution. It was concluded that the system is fast and energy efficient to produce hydrogen gas and to remove organic compounds from the wastewater simultaneously [85].
Another hybrid photovoltaic electrochemical system was used to treat urea and urine which is capable to produce hydrogen gas simultaneously. BiOx–TiO2 and stainless steel were used as anode and cathode material respectively. Three different electrolytes namely NaCl, LiClO4 and Na2SO4 were used to investigate the efficiency of the system. LiClO4 and Na2SO4 electrolytes showed the lowest reduction of urea and no hydrogen gas was produced. NaCl electrolytes showed great results mostly due to the crucial role of chloride ions. During chloride electrolysis, different types of active chlorine species such as Cl2, HOCl and OCl− were formed at anodic side and they were electrochemically reduced at the cathode. The urea was oxidized by active chlorine species to form carbon dioxide, ammonia and nitrate as final products. Active chlorine species also increased the quantity of hydrogen production. The electrolysis of urine was successful to generate H2 even in the absence of added electrolytes since sufficient amount of chloride and other ionic species are originally present in the urine [86].
Dominguez-Ramos et al. (2010) designed a single compartment electrochemical reactor where boron-doped diamond anode and cathode were placed in parallel configuration having 1 mm of inter-electrode gap to remove the organic materials from a lignosulfonate solution. Four of monocrystalline photovoltaic modules were connected to give a total peak power of 640W. The solar panel was installed on the roof of ETSllyT, University of Cantabria (W3°47׳52.17”, N43°28׳22.33”) tilted at 38° at the southern orientation (20°W). There was no shadowing effect during the experiments. The PV modules were directly connected to the electrochemical reactor through a fuse box. It was found that PV electrooxidation provided removal of 90% of TOC in 240 minutes and it greatly depended on the electrode area and photovoltaic module area [59].
Valero et al. (2008) constructed a PV electrocoagulation reactor to remove dyes from the synthetic textile wastewater. A central aluminum anode was placed in between two stainless steel cathodes and total anodic area was 235 cm2. A PV module made from poly-crystalline silicon with a peak power of 38.4W was installed facing to the south (0.4°W) at University of Alicante (38.3877°N, 0.5186°W) with a tilt of 55°. The highest decolorization efficiency was reached up to 98.1% when the current density and flow rate were 17 mA/cm2 and 2 L/h respectively. The research verified that the PV array configuration depends on the instantaneous solar irradiation and its rearrangement is important to maintain the capacity of power generation [58]. Valero et al. (2010) repeated the work by replacing the anode and cathode with DSA-O2 and carbon felt respectively. The reactor was a divided filter-press with a cation exchange membrane and 40 PV modules were connected in parallel or 2 stacks were connected in series (20 modules in parallel per stack). The objectives were to compare the dye degradation efficiency by using conventional electric power source and PV electrocoagulation system, and the effect of PV configuration on dye removal efficiency. The results showed that decolorization of dye compounds by using PV-electrocoagulation can be successfully carried out at various atmospheric conditions (sunny and partly clouded). It was again confirmed that the optimum PV array configuration was influenced by the solar irradiation intensity, conductivity of the solution and pollutants concentration [71].
Figueroa et al. (2009) studied decolorization of textile wastewater by using the Fenton׳s reagent. It was demonstrated that Fenton׳s reagent can be produced at a lower cost through oxygen reduction on the cathode of the PV system. A perforated plane shaped carbon with 60 pores per square inch was used as cathode and stainless steel gauze having 25 cm2 area was utilized as anode material. The effect of electrolyte nature, its concentration, current density and rate of Fenton׳s reagent electro-production were investigated. The results showed that textile effluent compounds can be effectively oxidized at pH 2.8 in 0.05 M Na2SO4 solution. Higher removal efficiency was expected by changing the anode material to iron electrode [82].
The discussed study on the applications of electrochemical methods coupled with PV technology provides in-situ electric energy for the treatment of water and wastewater. Further development and improvement of PV technology is an ongoing progressive expansion covering numerous countries worldwide with serious interest to invest in and benefit from renewable solar energy generation.
5. Performance of PV electrochemical systemA few researchers investigated PV electrooxidation and electroreduction systems for treating wastewater having high organics concentrations with the generation of hydrogen gas. This is one of the green technology approaches to generate hydrogen, since most of industrial scale hydrogen production is carried out through steam–methane reformation (SMR) at high temperatures. In addition, SMR method is associated with high emissions of carbon oxides. So far, a method of hydrogen generation through water electrolysis is less popular as it is also associated with high energy and cost [57], [83] and [84]. In this regard, PV system is a promising alternative method to provide electrical power in hydrogen production. Navarro-Solís et al. (2010) demonstrated H2 production as a byproduct of synthetic textile effluent treatment. Effect of different electrode materials (stainless steel and carbon steel), applied electric potential (ΔEcell) and supporting electrolyte were investigated for hydrogen production. H2 was generated at the cathodic side; whereas decolorization of synthetic dye wastewater was occurred at the anodic side through oxidation by iron ions produced by the sacrificial Fe-anode that reacted with H2O2 to form Fenton׳s reagent. The anodic and cathodic compartments were separated by a cation permeable membrane. The complete oxidation of dye wastewater is a fast process and H2 production allowed its conversion into electrical energy to decrease overall energy consumption [56].A hybrid PV electrochemical reactor was developed by Park et al. (2008) to generate molecular hydrogen at the stainless steel cathode and to oxidize organic substrate at the titanium anode coated with BiOx–TiO2. A commercial amorphous silicon PV panel with power rating of 6.4 W and active surface area of 1280 cm2 was connected to the electrodes to supply the voltage and current to the system. Hydrogen production rate at the cathode was influenced by anodic oxidation of organic substrate, where it was seen that the energy efficiency was increased about 53% for H2 generation at neutral pH [57]. Fikret Kargi (2011) also investigated the hydrogen gas generation from electro-hydrolysis of organic compounds present in industrial wastewater by using electrical power produced by PV system. Three types of electrodes (graphite, stainless steel and aluminum) having diameter of 0.9 cm and length of 49.5 cm were used, and the total hydrogen production was compared. Aluminum electrodes gave the highest accumulative hydrogen gas evolution. It was concluded that the system is fast and energy efficient to produce hydrogen gas and to remove organic compounds from the wastewater simultaneously [85].Another hybrid photovoltaic electrochemical system was used to treat urea and urine which is capable to produce hydrogen gas simultaneously. BiOx–TiO2 and stainless steel were used as anode and cathode material respectively. Three different electrolytes namely NaCl, LiClO4 and Na2SO4 were used to investigate the efficiency of the system. LiClO4 and Na2SO4 electrolytes showed the lowest reduction of urea and no hydrogen gas was produced. NaCl electrolytes showed great results mostly due to the crucial role of chloride ions. During chloride electrolysis, different types of active chlorine species such as Cl2, HOCl and OCl− were formed at anodic side and they were electrochemically reduced at the cathode. The urea was oxidized by active chlorine species to form carbon dioxide, ammonia and nitrate as final products. Active chlorine species also increased the quantity of hydrogen production. The electrolysis of urine was successful to generate H2 even in the absence of added electrolytes since sufficient amount of chloride and other ionic species are originally present in the urine [86].Dominguez-Ramos et al. (2010) designed a single compartment electrochemical reactor where boron-doped diamond anode and cathode were placed in parallel configuration having 1 mm of inter-electrode gap to remove the organic materials from a lignosulfonate solution. Four of monocrystalline photovoltaic modules were connected to give a total peak power of 640W. The solar panel was installed on the roof of ETSllyT, University of Cantabria (W3°47׳52.17”, N43°28׳22.33”) tilted at 38° at the southern orientation (20°W). There was no shadowing effect during the experiments. The PV modules were directly connected to the electrochemical reactor through a fuse box. It was found that PV electrooxidation provided removal of 90% of TOC in 240 minutes and it greatly depended on the electrode area and photovoltaic module area [59].Valero et al. (2008) constructed a PV electrocoagulation reactor to remove dyes from the synthetic textile wastewater. A central aluminum anode was placed in between two stainless steel cathodes and total anodic area was 235 cm2. A PV module made from poly-crystalline silicon with a peak power of 38.4W was installed facing to the south (0.4°W) at University of Alicante (38.3877°N, 0.5186°W) with a tilt of 55°. The highest decolorization efficiency was reached up to 98.1% when the current density and flow rate were 17 mA/cm2 and 2 L/h respectively. The research verified that the PV array configuration depends on the instantaneous solar irradiation and its rearrangement is important to maintain the capacity of power generation [58]. Valero et al. (2010) repeated the work by replacing the anode and cathode with DSA-O2 and carbon felt respectively. The reactor was a divided filter-press with a cation exchange membrane and 40 PV modules were connected in parallel or 2 stacks were connected in series (20 modules in parallel per stack). The objectives were to compare the dye degradation efficiency by using conventional electric power source and PV electrocoagulation system, and the effect of PV configuration on dye removal efficiency. The results showed that decolorization of dye compounds by using PV-electrocoagulation can be successfully carried out at various atmospheric conditions (sunny and partly clouded). It was again confirmed that the optimum PV array configuration was influenced by the solar irradiation intensity, conductivity of the solution and pollutants concentration [71].Figueroa et al. (2009) studied decolorization of textile wastewater by using the Fenton׳s reagent. It was demonstrated that Fenton׳s reagent can be produced at a lower cost through oxygen reduction on the cathode of the PV system. A perforated plane shaped carbon with 60 pores per square inch was used as cathode and stainless steel gauze having 25 cm2 area was utilized as anode material. The effect of electrolyte nature, its concentration, current density and rate of Fenton׳s reagent electro-production were investigated. The results showed that textile effluent compounds can be effectively oxidized at pH 2.8 in 0.05 M Na2SO4 solution. Higher removal efficiency was expected by changing the anode material to iron electrode [82].The discussed study on the applications of electrochemical methods coupled with PV technology provides in-situ electric energy for the treatment of water and wastewater. Further development and improvement of PV technology is an ongoing progressive expansion covering numerous countries worldwide with serious interest to invest in and benefit from renewable solar energy generation.
การแปล กรุณารอสักครู่..
5. การดำเนินงานของระบบไฟฟ้า PV
นักวิจัยไม่กี่สอบสวน PV electrooxidation และระบบ electroreduction สำหรับบำบัดน้ำเสียที่มีความเข้มข้นของสารอินทรีย์สูงกับรุ่นของก๊าซไฮโดรเจน นี้เป็นหนึ่งในวิธีการเทคโนโลยีสีเขียวเพื่อสร้างไฮโดรเจนเนื่องจากส่วนใหญ่ของการผลิตไฮโดรเจนระดับอุตสาหกรรมจะดำเนินการผ่านการปฏิรูปไอก๊าซมีเทน (SMR) ที่อุณหภูมิสูง นอกจากนี้วิธีการ SMR มีความเกี่ยวข้องกับการปล่อยมลพิษสูงของคาร์บอนออกไซด์ จนถึงวิธีการของคนรุ่นไฮโดรเจนผ่านกระแสไฟฟ้าน้ำได้รับความนิยมน้อยลงในขณะที่มันยังเกี่ยวข้องกับพลังงานสูงและค่าใช้จ่าย [57] [83] และ [84] ในการนี้ระบบ PV เป็นวิธีทางเลือกที่มีแนวโน้มที่จะให้พลังงานไฟฟ้าในการผลิตไฮโดรเจน วาร์Solísและคณะ (2010) แสดงให้เห็นถึงการผลิต H2 เป็นผลพลอยได้จากการบำบัดน้ำเสียสิ่งทอสังเคราะห์ ผลของวัสดุไฟฟ้าที่แตกต่างกัน (สแตนเลสและเหล็กคาร์บอน) ใช้ศักย์ไฟฟ้า (ΔEcell) และสนับสนุนอิเล็กโทรถูกตรวจสอบสำหรับการผลิตไฮโดรเจน H2 ถูกสร้างขึ้นที่ด้านข้าง cathodic; ในขณะที่การกำจัดสีของน้ำเสียสีย้อมสังเคราะห์ได้รับการเกิดขึ้นที่ด้านขั้วบวกผ่านออกซิเดชันโดยไอออนเหล็กผลิตโดยการเสียสละ Fe-ขั้วบวกที่ทำปฏิกิริยากับ H2O2 ในรูปแบบสารเฟนตัน ช่องขั้วบวกและ cathodic ถูกแยกออกโดยไอออนบวกเยื่อดูดซึม ออกซิเดชันที่สมบูรณ์ของน้ำเสียสีย้อมเป็นกระบวนการที่รวดเร็วและการผลิตที่ได้รับอนุญาต H2 แปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าเพื่อลดการใช้พลังงานโดยรวม [56]. ไฮบริด PV เครื่องปฏิกรณ์ไฟฟ้าได้รับการพัฒนาโดยพาร์คและคณะ (2008) ในการสร้างโมเลกุลไฮโดรเจนที่แคโทดสแตนเลสและออกซิไดซ์สารตั้งต้นอินทรีย์ที่ขั้วบวกไทเทเนียมเคลือบด้วย BiOx-TiO2 ซิลิคอนอสัณฐานพาณิชย์แผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีคะแนนพลังของพื้นที่ผิว 6.4 W และใช้งาน 1280 cm2 เชื่อมต่อกับขั้วไฟฟ้าแรงดันไฟฟ้าในการจัดหาและปัจจุบันกับระบบ อัตราการผลิตก๊าซไฮโดรเจนที่แคโทดรับอิทธิพลมาจากไลซิสของพื้นผิวอินทรีย์ที่ได้รับการเห็นได้ว่าประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่เพิ่มขึ้นเกี่ยวกับ 53% สำหรับคนรุ่น H2 ที่ pH เป็นกลาง [57] Fikret Kargi (2011) นอกจากนี้ยังมีการตรวจสอบการสร้างก๊าซไฮโดรเจนจากไฟฟ้าย่อยสลายของสารอินทรีย์ที่อยู่ในน้ำเสียอุตสาหกรรมโดยใช้พลังงานไฟฟ้าที่ผลิตโดยระบบ PV สามประเภทของขั้วไฟฟ้า (กราไฟท์, สแตนเลสและอลูมิเนียม) มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 0.9 ซม. และความยาวของ 49.5 ซม. ถูกนำมาใช้และการผลิตไฮโดรเจนรวมเมื่อเทียบ ขั้วไฟฟ้าอลูมิเนียมให้วิวัฒนาการก๊าซไฮโดรเจนสะสมสูงสุด ก็สรุปได้ว่าระบบเป็นไปอย่างรวดเร็วและประหยัดพลังงานในการผลิตก๊าซไฮโดรเจนและเพื่อเอาสารอินทรีย์ในน้ำเสียพร้อมกัน [85]. อีกไฮบริดไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ระบบไฟฟ้าที่ถูกใช้ในการรักษายูเรียและปัสสาวะที่มีความสามารถในการผลิตก๊าซไฮโดรเจนพร้อม ๆ กัน BiOx-TiO2 และสแตนเลสถูกนำมาใช้เป็นขั้วบวกและขั้วลบวัสดุตามลำดับ สามอิเล็กแตกต่างกันกล่าวคือโซเดียมคลอไรด์, LiClO4 Na2SO4 และถูกนำมาใช้ในการตรวจสอบประสิทธิภาพของระบบ LiClO4 และอิเล็กโทร Na2SO4 แสดงให้เห็นว่าการลดลงต่ำสุดของยูเรียและไม่มีก๊าซไฮโดรเจนถูกผลิต อิเล็กโทรโซเดียมคลอไรด์แสดงให้เห็นผลลัพธ์ที่ยอดเยี่ยมส่วนใหญ่เกิดจากบทบาทที่สำคัญของคลอไรด์ไอออน ในช่วงที่กระแสไฟฟ้าคลอไรด์ชนิดที่แตกต่างกันของสายพันธุ์คลอรีนที่ใช้งานเช่น Cl2, HOCl และ OCl- กำลังก่อตัวขึ้นที่ด้านข้างขั้วบวกและพวกเขาลดลง electrochemically ที่แคโทด ยูเรียที่ถูกออกซิไดซ์ชนิดคลอรีนที่ใช้งานในรูปแบบก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์แอมโมเนียและไนเตรตเป็นผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย คลอรีนชนิดที่ใช้งานนอกจากนี้ยังเพิ่มปริมาณการผลิตไฮโดรเจน กระแสไฟฟ้าของปัสสาวะที่ประสบความสำเร็จในการสร้าง H2 แม้กระทั่งในกรณีที่ไม่มีของอิเล็กโทรเพิ่มตั้งแต่ปริมาณที่เพียงพอของคลอไรด์อิออนและสายพันธุ์อื่น ๆ ที่มีมา แต่เดิมอยู่ในปัสสาวะ [86]. มิ-รามอสและคณะ (2010) ได้รับการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ไฟฟ้าช่องเดียวที่เพชรเจือโบรอนขั้วบวกและขั้วลบถูกวางไว้ในการกำหนดค่าขนานมี 1 มมของช่องว่างระหว่างขั้วไฟฟ้าเพื่อเอาวัสดุอินทรีย์จากการแก้ปัญหา LIGNOSULFONATE สี่ของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ monocrystalline ถูกเชื่อมต่อที่จะให้อำนาจสูงสุดรวมของ 640W แผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่ติดตั้งอยู่บนหลังคาของ ETSllyT, มหาวิทยาลัย Cantabria (W3 ° 47 '52.17 ", N43, ุ° 28' 22.33") เอียง 38 °ที่ปฐมนิเทศภาคใต้ (20 ° W) ไม่มีผลกระทบแชโดว์ในระหว่างการทดลองคือ แผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่ถูกเชื่อมต่อโดยตรงกับเครื่องปฏิกรณ์ไฟฟ้าผ่านกล่องฟิวส์ นอกจากนี้ยังพบว่าการกำจัดให้ electrooxidation PV จาก 90% ของ TOC ใน 240 นาทีและมันมากขึ้นอยู่กับพื้นที่ขั้วและพื้นที่แผงเซลล์แสงอาทิตย์ [59]. Valero และคณะ (2008) สร้าง PV ด้วยไฟฟ้าของเครื่องปฏิกรณ์ที่จะเอาสีย้อมจากน้ำเสียสิ่งทอสังเคราะห์ อลูมิเนียมขั้วบวกกลางวางอยู่ในระหว่างสอง cathodes สแตนเลสและพื้นที่ anodic รวม 235 cm2 เซลล์แสงอาทิตย์ที่ทำจากโพลีซิลิคอนผลึกที่มีอำนาจสูงสุดของ 38.4W ถูกติดตั้งหันหน้าไปทางทิศใต้ (0.4 ° W) จาก University of Alicante (38.3877 ° S, 0.5186 ° W) ที่มีความลาดเอียง 55 องศา ประสิทธิภาพการกำจัดสีสูงสุดสูงถึง 98.1% เมื่อความหนาแน่นกระแสและอัตราการไหลอยู่ที่ 17 mA / cm2 และ 2 ลิตร / ชั่วโมงตามลำดับ การวิจัยการตรวจสอบแล้วว่าการกำหนดค่าแผงเซลล์แสงอาทิตย์จะขึ้นอยู่กับการฉายรังสีแสงอาทิตย์ทันทีและปรับปรุงใหม่ของมันเป็นสิ่งสำคัญที่จะรักษาความสามารถของการผลิตกระแสไฟฟ้า [58] Valero และคณะ (2010) ทำซ้ำการทำงานโดยการเปลี่ยนขั้วบวกและขั้วลบกับ DSA-O2 และคาร์บอนรู้สึกตามลำดับ เครื่องปฏิกรณ์ถูกแบ่งออกกรองกดด้วยเมมเบรนแลกเปลี่ยนไอออนและ 40 แผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่เชื่อมต่อในแบบคู่ขนานหรือ 2 กองถูกเชื่อมต่อในซีรีส์ (20 โมดูลในแบบคู่ขนานต่อสแต็ค) โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อเปรียบเทียบประสิทธิภาพการย่อยสลายสีย้อมโดยใช้แหล่งพลังงานไฟฟ้าแบบดั้งเดิมและระบบ PV ด้วยไฟฟ้าและผลกระทบของการกำหนดค่า PV ที่มีต่อประสิทธิภาพการกำจัดสีย้อม ผลการศึกษาพบว่าการกำจัดสีของสารสีย้อมโดยใช้ PV-ด้วยไฟฟ้าสามารถดำเนินการประสบความสำเร็จในการที่สภาพบรรยากาศต่างๆ (แดดและเมฆบางส่วน) มันได้รับการยืนยันอีกครั้งว่าการกำหนดค่าที่เหมาะสมแผงเซลล์แสงอาทิตย์ได้รับอิทธิพลจากความเข้มของรังสีแสงอาทิตย์การนำของการแก้ปัญหาและความเข้มข้นของสารมลพิษ [71]. เกรอและคณะ (2009) ศึกษาการกำจัดสีของน้ำเสียสิ่งทอโดยใช้สารเฟนตัน มันก็แสดงให้เห็นว่าสารเฟนตันสามารถผลิตได้ในราคาที่ต่ำผ่านการลดออกซิเจนในแคโทดของระบบ PV เครื่องบินพรุนคาร์บอนรูปทรงที่มีรูขุมขน 60 ต่อตารางนิ้วถูกใช้เป็นแคโทดและตาข่ายสแตนเลสมี 25 cm2 พื้นที่ถูกนำมาใช้เป็นวัสดุขั้วบวก ผลกระทบของลักษณะของอิเล็กโทรเข้มข้นของความหนาแน่นกระแสและอัตราของสารเฟนตันการผลิตไฟฟ้าที่ได้รับการตรวจสอบ ผลการศึกษาพบว่าสารน้ำทิ้งสิ่งทอสามารถออกซิไดซ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพที่ pH 2.8 0.05 M Na2SO4 การแก้ปัญหา ประสิทธิภาพในการกำจัดสูงกว่าที่คาดโดยการเปลี่ยนวัสดุที่ขั้วบวกขั้วเหล็ก [82]. กล่าวถึงการศึกษาเกี่ยวกับการใช้วิธีการทางเคมีไฟฟ้าควบคู่ไปกับเทคโนโลยี PV ให้ในแหล่งกำเนิดพลังงานไฟฟ้าสำหรับการบำบัดน้ำและน้ำเสีย ส่งเสริมการพัฒนาและการปรับปรุงเทคโนโลยี PV คือการขยายตัวของความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องครอบคลุมหลายประเทศทั่วโลกที่มีความสนใจอย่างจริงจังที่จะลงทุนและได้รับประโยชน์จากการผลิตพลังงานทดแทนจากแสงอาทิตย์
การแปล กรุณารอสักครู่..
5 . ประสิทธิภาพของระบบ PV ไฟฟ้า
กี่นักวิจัยศึกษา electrooxidation PV และระบบ electroreduction น้ำเสียที่มีสารอินทรีย์ความเข้มข้นสูงกับรุ่นของแก๊สไฮโดรเจน นี้เป็นหนึ่งในเทคโนโลยีสีเขียว แนวทางการสร้างไฮโดรเจนเนื่องจากส่วนใหญ่ของการผลิตไฮโดรเจนระดับอุตสาหกรรมเป็นไปผ่านไอน้ำและก๊าซมีเทนการปฏิรูป ( Smooth Criminal ) ที่อุณหภูมิสูง นอกจากนี้ วิธีการซึ่งเกี่ยวข้องกับการปล่อยก๊าซสูง ออกไซด์ของคาร์บอน ดังนั้นไกล , วิธีการของการผลิตก๊าซไฮโดรเจนจากน้ำด้วยกระแสไฟฟ้าได้รับความนิยมน้อยลงมันเป็นยังเกี่ยวข้องกับพลังงานและค่าใช้จ่ายสูง [ 57 ] [ 83 ] และ [ 84 ] ในการนี้ระบบพลังงานแสงอาทิตย์เป็นวิธีทางเลือกสัญญาเพื่อให้พลังงานไฟฟ้าในการผลิตไฮโดรเจน นาวาร์โรซอลí s et al . ( 2010 ) แสดงให้เห็นว่าการผลิต H2 เป็น byproduct ของสิ่งทอสังเคราะห์และการรักษา ผลของวัสดุขั้วไฟฟ้าที่แตกต่างกัน ( สแตนเลสและเหล็กคาร์บอน ) , ใช้ศักย์ไฟฟ้า ( Δเซลล์ ) และสนับสนุนทำการศึกษาการผลิตไฮโดรเจนH2 ถูกสร้างขึ้นที่ด้านแคโทด และการกำจัดน้ำเสียสีย้อมสังเคราะห์เกิดขึ้นที่ด้านการผ่านออกซิเดชันโดยเหล็กไอออนที่ผลิตโดยเซ่นเหล็กแอโนดที่ทำปฏิกิริยากับสารเคมีเฟนตัน׳ H2O2 ในรูปแบบของ . ช่องและการกัดกร่อนได้แยกจากกันโดยการซึมผ่านเยื่อแผ่นออกซิเดชันที่สมบูรณ์ของน้ำเสียเป็นขั้นตอนที่รวดเร็วและ H2 ผลิตอนุญาตการแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า เพื่อลดการใช้พลังงานโดยรวม [ 56 ] .
ไฮบริดไฟฟ้าของเครื่องปฏิกรณ์ที่ถูกพัฒนาโดย PV ปาร์ค et al . ( 2008 ) เพื่อสร้างโมเลกุลไฮโดรเจนที่แคโทดสแตนเลสและออกซิไดซ์สารอินทรีย์พื้นผิวที่เคลือบด้วยไทเทเนียมแอโนดไบโอเ กซ์ ( ) .แผงค้าซิลิคอนอสัณฐาน PV ด้วยพลังระดับ 6.4 W และพื้นที่ใช้งานของ 1280 CM2 ได้เชื่อมต่อกับขั้วไฟฟ้าที่จะจ่ายแรงดันและกระแสให้กับระบบ การผลิตไฮโดรเจนเท่ากันที่แคโทดได้รับอิทธิพลจากการออกซิเดชันของอินทรีย์สาร ซึ่งจะเห็นได้ว่าประสิทธิภาพพลังงานเพิ่มขึ้นประมาณ 53 % H2 รุ่นที่เป็นกลาง PH [ 57 ]fikret kargi ( 2011 ) ยังสืบสวนก๊าซไฮโดรเจนรุ่นจากการย่อยสลายสารอินทรีย์ที่มีอยู่ในโรงบำบัดน้ำเสียอุตสาหกรรมโดยการใช้พลังงานไฟฟ้าที่ผลิตโดยระบบ PV . สามชนิดของขั้วไฟฟ้า ( กราไฟท์ , สแตนเลสและอลูมิเนียม ) มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.9 ซม. และความยาวของ 49.5 ซม. ใช้และการผลิตไฮโดรเจนโดยเปรียบเทียบลวดอลูมิเนียมให้สูงสุดสะสมก๊าซไฮโดรเจนวิวัฒนาการ สรุปได้ว่า ระบบที่รวดเร็วและประหยัดพลังงานในการผลิตก๊าซไฮโดรเจนและกำจัดสารอินทรีย์จากน้ำเสียพร้อมกัน [ 85 ] .
อีกแผงเซลล์แสงอาทิตย์ระบบไฮบริดไฟฟ้าใช้รักษายูเรียและปัสสาวะที่สามารถผลิตก๊าซไฮโดรเจนได้พร้อมกันไบโอเ กซ์ ( TiO2 และสแตนเลสถูกใช้เป็นแอโนดและแคโทดวัสดุตามลำดับ ทั้งสามต่างขนลุกขนพอง คือ NaCl และ liclo4 na2so4 ถูกใช้เพื่อตรวจสอบประสิทธิภาพของระบบ liclo4 na2so4 อิเล็กโทรไลต์และพบต่ำสุดของยูเรียและไม่มีการลดก๊าซไฮโดรเจนผลิตได้ เกลืออิเล็กโทรไลต์ พบผลลัพธ์ที่ยอดเยี่ยมมาก เนื่องจากบทบาทสำคัญของคลอไรด์อิออนในการชนิดที่แตกต่างกันของชนิดคลอไรด์ , คลอรีนที่ใช้งาน เช่น cl2 hocl OCL − , และเกิดการข้างในและพวกเขา electrochemically ลดลงที่แคโทด ยูเรียก็จะถูกออกซิไดซ์โดยคลอรีนชนิดที่ใช้งานในรูปแบบก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ , แอมโมเนีย และไนเตรทเป็นผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย คลอรีนชนิดที่ใช้งานก็ควรเพิ่มปริมาณของการผลิตไฮโดรเจนelectrolysis ของปัสสาวะ ประสบความสำเร็จในการสร้างแรงแม้ในกรณีที่ไม่มีเกลือแร่เพิ่มเนื่องจากปริมาณที่เพียงพอของคลอไรด์อิออน และชนิดอื่น ๆเดิมที่มีอยู่ในปัสสาวะ [ 86 ] .
Dominguez รามอส et al .( 2010 ) ออกแบบช่องเดียวใช้เครื่องปฏิกรณ์ที่ขั้วแอโนดและแคโทดเป็นเจือโบรอนเพชรอยู่ในการตั้งค่าแบบขนานมี 1 มม. ช่องว่างระหว่างขั้วไฟฟ้าลบวัสดุอินทรีย์จากสารละลายลิกโนซัลโฟเนต . สี่ monocrystalline แผงเซลล์แสงอาทิตย์เชื่อมต่อกับเอาพลังทั้งหมดของ 640w . แผงเซลล์แสงอาทิตย์ติดตั้งบนหลังคาของ etsllyt ,มหาวิทยาลัยกันตาเบรีย ( W3 ° 47 ׳ 52.17 " n43 องศา 28 ׳ 22.33 ) เอียง 38 องศาที่วางใต้ ( 20 ° W ) ไม่มีเงาผลระหว่างการทดลอง มีแผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่ถูกเชื่อมต่อโดยตรงกับเครื่องปฏิกรณ์เคมีไฟฟ้าผ่านกล่อง ฟิวส์พบว่า electrooxidation PV ให้เอา 90% ของ TOC 240 นาทีและมันเป็นอย่างมากขึ้นอยู่กับพื้นที่ขั้วไฟฟ้าเซลล์แสงอาทิตย์และโมดูลพื้นที่ [ 59 ] .
Valero et al . ( 2008 ) สร้าง PV วิ่งหนีเครื่องปฏิกรณ์เพื่อลบสีจากน้ำเสียสังเคราะห์ เป็นโลหะอลูมิเนียมกลางอยู่ระหว่างสอง cathodes สแตนเลสและการมีพื้นที่ทั้งหมด 235 cm2เป็นแผงที่ทำจากโพลีซิลิคอนผลึกที่มีพลังสูงสุดของ 38.4w ถูกติดตั้งหันหน้าไปทางทิศใต้ ( 0 ° W ) ที่มหาวิทยาลัย Alicante ( 38.3877 ° N , 0.5186 ° W ) กับเอียง 55 องศา . ประสิทธิภาพการกำจัดสูงถึงถึง 98.1 % เมื่อความหนาแน่นและอัตราการไหลประมาณ 17 มา / cm2 และ 2 ลิตรต่อชั่วโมง ตามลำดับการวิจัยยืนยันว่าอาร์เรย์ PV ค่าขึ้นอยู่กับระบบพลังงานแสงอาทิตย์และรูปแบบเป็นสิ่งสำคัญที่จะรักษาความสามารถในการผลิตกระแสไฟฟ้า [ 58 ] Valero et al . ( 2010 ) ซ้ำงานแทนขั้วบวกและขั้วลบกับ dsa-o2 และคาร์บอนรู้สึกตามลำดับเครื่องปฏิกรณ์ถูกแบ่งแยกให้กดตัวกรองด้วยเมมเบรนแลกเปลี่ยนไอออนประจุบวกและ 40 แผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่เชื่อมต่อแบบขนานหรือ 2 กองเชื่อมต่อในชุด ( 20 โมดูลขนานต่อ stack ) มีวัตถุประสงค์เพื่อเปรียบเทียบประสิทธิภาพการย่อยสลายสี โดยใช้แหล่งพลังงานไฟฟ้าและระบบการรวมตะกอนด้วยไฟฟ้าแบบ PV และผลของค่า PV ประสิทธิภาพการดูดซับสีย้อมผลการศึกษา พบว่า การกำจัดสีโดยใช้สารรวมตะกอนด้วยไฟฟ้าแสงอาทิตย์สามารถประสบความสำเร็จดำเนินการที่สภาวะอากาศต่างๆ ( แดดและฝนเมฆ ) มันเป็นอีกครั้งที่อาร์เรย์ PV การยืนยันว่าได้รับอิทธิพลจากความเข้มรังสีแสงอาทิตย์ , ไฟฟ้าของสารละลายและมลพิษความเข้มข้น [ 71 ] .
ฟิกโกโร et al .( 2009 ) ได้ศึกษาการกำจัดน้ำเสียโดย ใช้สารเคมีน้อย׳ s มันแสดงให้เห็นว่า׳ด้วยสารเคมีเฟนตัน สามารถผลิตได้ด้วยต้นทุนที่ต่ำผ่านออกซิเจนรีดักชันในขั้วลบของระบบ PV . เครื่องปรุรูปคาร์บอน 60 รูต่อตารางนิ้ว ใช้เป็นแคโทด และตาข่ายสแตนเลสมีพื้นที่ 25 ตร. ซม. ใช้เป็นวัสดุแอโนดผลของความเข้มข้นของเกลือแร่ธรรมชาติ ความหนาแน่นกระแสและคะแนนของเฟนตันรีเอเจนต์׳ของโรงผลิต คือ ผลการศึกษาพบว่าปริมาณสารออกซิไดซ์สิ่งทอสามารถได้อย่างมีประสิทธิภาพที่ pH 2.8 ใน 0.05 M na2so4 โซลูชั่น ประสิทธิภาพการกำจัดสูงกว่าที่คาด โดยเปลี่ยนวัสดุขั้วบวกขั้วเหล็ก [ 82 ] .
กล่าวถึงการศึกษาการประยุกต์ใช้วิธีการทางเคมีไฟฟ้าควบคู่ไปกับเทคโนโลยีแสงอาทิตย์ให้พลังงานไฟฟ้าควบคู่เพื่อการบำบัดน้ำและน้ำเสีย การพัฒนาและการปรับปรุงเทคโนโลยี PV เป็นอย่างต่อเนื่องก้าวหน้าขยายครอบคลุมหลายประเทศทั่วโลกที่มีความสนใจอย่างจริงจังที่จะลงทุน และได้รับประโยชน์จากการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์พลังงานทดแทน
การแปล กรุณารอสักครู่..