Återvinning av vatten från torkningsavfall med hjälp av en termoelektrisk kylare och PV/T-stöd

Förvandla torkningsavfall till färskt vatten

I många landsbygdsområden brottas bönder med två problem samtidigt: hur man bevarar mat utan att bränna dyrt bränsle och hur man säkrar tillräckligt rent vatten. Denna studie presenterar ett nytt solenergidrivet system som tar itu med båda utmaningarna samtidigt. Det torkar frukt och grönsaker med solen och fångar samtidigt upp vattnet som avdunstar från maten och luften runtom, och omvandlar det till drickbart vatten — i praktiken görs ”torkningsavfall” till en värdefull resurs.

En soldriven tork- och dryckesmaskin

Kärnan i systemet är en hybrid solpanel kallad en fotovoltaisk/termisk (PV/T) kollektor. Till skillnad från en vanlig solpanel som endast genererar elektricitet fångar denna även upp värme från solen. Elektriciteten driver små fläktar och kylmoduler, medan den uppvärmda luften blåses in i en kompakt, välisolerad torklåda fylld med brickor med tomatskivor. När varm, torr luft passerar över skivorna dras fukt ut, vilket bevarar maten för säker lagring utan behov av fossila bränslen.

Hur systemet fångar osynligt vatten

I en vanlig tork maskin ventileras den fuktiga luften som lämnar kammaren helt enkelt utomhus, vilket slösar både vatten och den energi som användes för att förånga det. Här leds den utgående fuktiga luften genom en särskild kanal utrustad med termoelektriska kylare — fasta komponenter som blir varma på ena sidan och kalla på den andra när de matas med elektricitet. Den varma sidans spillvärme skickas tillbaka till torkprocessen, medan den kalla sidan kyler den fuktiga luften under dess daggpunkt. När luften svalnar kondenserar vattenångan till droppar på kalla ytor och samlas upp i en behållare. Forskarna kallar denna kombinerade metod ”From Drying to Drinking”, eller D2D, eftersom ingen energi eller massa avsiktligt kastas bort.

Inuti testet: tomater, luftflöde och solsken

Teamet byggde och testade systemet i New Damietta City vid Egyptens medelhavskust, en region med måttligt solsken och relativt fuktig luft — gynnsamt för vattenåtervinning. Två PV/T-paneler värmde luften i en grund kanal under dem och drev fyra små fläktar. Den uppvärmda luften flödade in i en torkkammare i form av en 40-centimeterskub med tre lager tomatskivor. Sensorer registrerade temperaturer, luftfuktighet, lufthastighet och solintensitet under dagen. Under typiska förhållanden arbetade torken mellan cirka 30 och 53 °C, i genomsnitt runt 40–43 °C — tillräckligt milt för att skydda matens kvalitet samtidigt som fukten effektivt avlägsnades.

Hur mycket energi och vatten som sparades

Under en åttatimmars solperiod torkade systemet ett kilo färska tomater och minskade deras fukthalt från över 900 gram vatten per kilo till cirka 100 gram per kilo — säkert för lagring och transport. Samtidigt fångade vattenåtervinningsenheten ungefär 3,9 liter rent vatten, en blandning av fukt som frigjorts från tomaterna och vatten som tagits upp ur omgivande luft. Solutrustningen presterade väl: termisk verkningsgrad (andel solinstrålning omvandlad till nyttig värme) nådde cirka 53 %, elektrisk verkningsgrad toppade nära 17 % och den kombinerade verkningsgraden för värme plus el översteg 70 %. De termoelektriska kylarna fungerade med måttlig effektivitet, men deras smarta placering gjorde det möjligt för samma enheter både att assistera torkningen och att kondensera vatten, vilket pressade fram mer värde ur varje watt solenergi.

Varför detta är viktigt för bönder och samhällen

För en icke-specialist är huvudbudskapet enkelt: denna teknik använder solsken för att samtidigt torka mat och framställa vatten med liten spill. Genom att återvinna värme och fånga vatten som normalt skulle försvinna i luften minskar systemet beroendet av bränsle, sänker klimatpåverkande utsläpp och erbjuder en ny källa till säkert vatten — särskilt viktigt i torra eller off-grid-regioner. Medan ytterligare utveckling och uppskalning krävs, pekar detta ”torkning-till-dricka”-koncept mot framtida gårdar och små livsmedelsföretag som kan bevara skördar, säkra vatten och minska föroreningar med endast solens kraft.

Citering: Elbrashy, A., El-fakharany, M.K., Al-Sood, M.A. et al. Water recovery of drying waste using a thermoelectric cooler and PV/T assisted. Sci Rep 16, 4087 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35137-w

Nyckelord: soltorkning, vattenåtervinning, hybrid PV/T, termoelektrisk kylning, hållbart jordbruk