Harmatfogás

Mi ez?

Passzív módszer víz kinyerésére a levegő páratartalmából, tisztán kondenzáció útján — energia-bevitel nélkül. A víz megszerzésének egyik formája (nem meglévő, szennyezett víz tisztítása, hanem új víz "kicsapása" a levegőből).

Mire jó?

Olyan régiókban hasznos, ahol kevés a csapadék, de éjszaka jelentős páratartalom-ingadozás és tiszta égbolt van (sivatagi, félsivatagi éghajlat). Zéró energiaigénye miatt bármilyen infrastruktúra-kiesésnél is működik — nincs szüksége se elektromosságra, se tüzelőanyagra.

Fizikai alapja

Éjszaka minden felület, aminek szabad rálátása van a tiszta égboltra, hosszúhullámú infravörös sugárzás formájában hőt ad le a világűr felé (a tiszta éjszakai égbolt effektív sugárzási hőmérséklete kb. -270 °C körüli, "hidegebb", mint bármi a Földön) — ez a sugárzási lehűlés. Emiatt a felület a környező levegőnél several fokkal hidegebbre hűlhet. Amikor a felület hőmérséklete a levegő aktuális harmatpontja alá esik, a levegőben lévő vízgőz azon kondenzálódik — ez a harmat.

A hatékonyságot két anyagtulajdonság befolyásolja: az emisszivitás a légköri ablak (8-13 mikron hullámhossz) tartományában — minél jobban sugároz itt egy anyag, annál hatékonyabban hűl —, és a felület nedvesíthetősége (hidrofil felületen egyenletesebben, vékonyabb rétegben terül szét a kondenzátum, hidrofób felületen gyöngyökben gyűlik).

Története

Ősi, elterjedt gyakorlat — az amish közösségek, mediterrán "harmattavak" (dew ponds), és számos sivatagi kultúra évszázadok óta használja. A modern, tervezett harmatfogó fóliák kutatása az 1990-es évektől kezdődött (Daniel Beysens és az OPUR kutatócsoport), célja az optimális anyagösszetétel megtalálása a maximális éjszakai lehűléshez.

Egyszerű megoldás

Egy sima fólia- vagy hálófelület éjszakára lejtősen kihelyezve (hogy a lecsapódott víz lefolyjon), az alsó élén egy gyűjtőcsatornával, ami egy tárolóedénybe vezet. Nincs mozgó alkatrész, nincs energiaigény — csak megfelelő anyag és szabad rálátás az égboltra.

Haladó megoldás

Kifejezetten erre tervezett, radiatív hűtésre optimalizált fóliák (speciális polietilén-összetételek), amik maximalizálják az infravörös kisugárzást a légköri ablakban, miközben napközben minimalizálják a napsugárzás elnyelését. Nagyobb felületű, több panelből álló kondenzáló rendszerek.

Ipari megoldás

Nagyléptékű harmatgyűjtő telepítések (pl. kísérleti projektek Horvátországban, Izraelben), gyakran ködfogó rendszerekkel kombinálva part menti sivatagi régiókban.

Saját építés

Lejtős panel (fólia vagy háló), az alsó élen gyűjtőcsatorna, tárolóedény. Fontos a tájolás: szabad rálátás az égboltra (fák, épületek árnyékolása rontja a sugárzási lehűlést), lehetőleg déli szélcsendes helyen. Éjszaka tesztelendő, tiszta égbolt mellett.

Tipikus hibák

• Akadályozott rálátás az égboltra (fák, épületek csökkentik a sugárzási lehűlést)
• Rossz anyagválasztás — egyes műanyagok gyenge emisszivitással rendelkeznek a 8-13 mikronos légköri ablakban
• Elégtelen lejtésszög, aminek következtében a kondenzátum nem folyik le, hanem elpárolog, mielőtt begyűjtenénk
• Nem megfelelő gyűjtőcsatorna-tömítés, veszteség szivárgás miatt

Mérési módszerek

Higrométer (relatív páratartalom, harmatpont becslése), felületi hőmérő (az elért lehűlés mértéke a környezeti hőmérséklethez képest), hozammérés (ml/m² felület/éjszaka) — ez teszi összehasonlíthatóvá a különböző anyagokat/kialakításokat.

Videók

(TODO)

Letölthető PDF

(TODO)