Systém S.A.W.E.R.

Solar Air Water Earth Resource

Proměnit suchou a horkou poušť v zelenou krajinu mohlo donedávna znít jako sen nebo pohádka. Autonomní systém S.A.W.E.R. však dokáže i v extrémně suchém a horkém klimatu získat vodu, kterou je možné použít pro lidskou spotřebu, napájení hospodářských zvířat nebo pro zavlažování rostlin.

S.A.W.E.R. je využíván jako dvojstupňový systém, ve kterém se v první fázi použije desikant – materiál, jenž na svůj povrch váže vodní páru adsorpcí. Ten venkovnímu vzduchu odebere vodní obsah a zadrží ho na svém povrchu. Odvlhčený vzduch se pak odvede zpátky do venkovního prostředí.

Zároveň se do systému nasaje další venkovní vzduch se svým přirozeným obsahem vodní páry, který se nejdříve ohřeje na tak vysokou teplotu, aby bylo možné z povrchu desikantu vodní páru uvolnit a tím pouštní vzduch navlhčit. Vzduch při zvýšené teplotě do sebe totiž může vázat větší množství vodní páry. Na chladič pak přichází výrazně vlhčí vzduch, než je venkovní vzduch z pouště. Díky tomu lze chladičem získat daleko více vody kondenzací ze vzduchu.

Typová jednotka S.A.W.E.R. využívá celkový průtok venkovního vzduchu 2000 m³/h a v suchém a horkém prostředí pouště (klimatické podmínky Rijád) vyprodukuje v autonomním provozu průměrně 100 litrů vody denně. Pokud je zařízení napojeno na síť, produkce je zhruba dvojnásobná. V takovém prostředí má zařízení S.A.W.E.R. oproti běžným čistě kondenzačním zařízením osmkrát vyšší produkci vody.

Hlavním specifikem systému S.A.W.E.R. je autonomní provoz. Energetické potřeby systému jsou plně hrazeny ze sluneční energie (solární fototermické kolektory, fotovoltaické moduly, akumulace tepla a elektrické energie). Vedlejším produktem technologického systému je pak teplá voda pro sprchování a chladný vzduch pro klimatizaci budovy. Skvěle se proto hodí do oblastí, kde chybí jakákoliv infrastruktura.

Zařízení S.A.W.E.R. se skládá ze dvou kontejnerových jednotek. Produkční kontejner obsahuje sorpční jednotku, zásobník vody a úpravnu na pitnou vodu. Produkční kontejner lze zapojit na třífázovou elektrickou síť a samostatně dodávat pitnou vodu. Pro autonomní provoz je nutné přidat energetický kontejner, který obsahuje bateriové úložiště, akumulátory tepla a chladu a dále solární střechu realizovanou nad oběma kontejnery. Propojením střechy a kontejnerů je možné pitnou vodu produkovat a dodávat autonomně bez napojení na energetické sítě. Kontejnery mají vnější půdorysné rozměry 2,4 x 6,0 m a výšku 2,9 m.

S myšlenkou vzniku systému S.A.W.E.R. přišel v únoru 2017 Jiří F. Potužník v rámci koncepce účasti České republiky na EXPO 2020 v Dubaji, jejímž ústředním tématem je získávání vody ze vzduchu a kultivace pouště na úrodnou zahradu. Odborný vývoj a realizaci technologie převzal na podzim 2017 tým Univerzitního centra energeticky efektivních budov ČVUT vedený Tomášem Matuškou. Patenty a licenční práva k zařízení proto patří této výzkumné instituci.

V létě 2019 spustili vědci z ČVUT UCEEB zkušební provoz systému v poušti Sweihan ve Spojených arabských emirátech. Během šestiměsíčního testování si ověřili, že S.A.W.E.R. dokáže získávat vodu ze vzduchu v reálném pouštním prostředí, v němž odolal vysokým teplotám, jemnému písku a dalším nepříznivým vlivům.

Poznatky získané během zkušebního provozu prvního prototypu byly využity při výrobě výkonnějšího zařízení s produkční kapacitou 500 litrů vody denně. Tato verze systému S.A.W.E.R. byla v únoru 2020 vypravena na cestu z buštěhradských laboratoří ČVUT UCEEB do Dubaje, kde se stane součástí pavilonu České republiky na Všeobecné světové výstavě EXPO 2020.