Experimental characterization of a humidification-dehumidification (HDH) system coupled with photovoltaic/thermal (PV/T) panels

Ensuring global access to clean water will become increasingly challenging in the years ahead. In remote regions, local desalination stands out as a viable alternative to transporting freshwater over long distances. This study focuses on the experimental analysis of a prototype plant designed for fresh water production, which uses HDH desalination technology in a CAOW-WH configuration, coupled with a PV/T field. The panels supply heat to the plant and also generate electricity to power the auxiliary components within the system. The pilot plant is currently operational at the SolarTech Lab of Politecnico di Milano, where the experimental campaign was conducted between June and October 2023. During this period, the plant demonstrated a daily production rate of 5 kg/day of potable water, with a recovery ratio (RR) ranging between 0.3% and 1.1%, specific thermal consumption (STC) averaging between 1000 and 2700 kWh/m3, and specific energy consumption (SEC) in the range of 300-1000 kWh/m3. This type of system, able to achieve complete self-sufficiency in both thermal and electrical energy,is well-suited for deployment in remote areas with availability of solar energy.

Negli anni a venire garantire l'accesso all'acqua potabile su scala globale diventerà una sfida sempre più grande . Nelle regioni rurali e più isolate, la dissalazione in loco si presenta come un'alternativa valida al trasporto di acqua potabile su lunghe distanze. Questo studio si concentra sull'analisi sperimentale di un prototipo di impianto progettato per la produzione di acqua potabile, che utilizza la tecnologia di dissalazione HDH in una configurazione CAOW-WH, accoppiato a un campo fotovoltaico/termico (PV/T). I pannelli forniscono calore all'impianto e generano elettricità per alimentare i componenti ausiliari del sistema. L'impianto pilota è attualmente operativo presso il SolarTech Lab del Politecnico di Milano, dove la campagna sperimentale si è svolta tra giugno e ottobre 2023. Durante questo periodo, l'impianto ha dimostrato una produzione giornaliera di 5 kg/giorno di acqua potabile, con un recovery ratio (RR) compreso tra lo 0,3% e l'1,1%, un consumo termico specifico (STC) tra 1000 e 2700 kWh/m3 e un consumo energetico specifico (SEC) compreso tra 300 e 1000 kWh/m3. Questo tipo di sistema, in grado di raggiungere la completa autosufficienza sia in termini di energia termica che elettrica, è adatto all'installazione in zone remote con disponibilità di energia solare.