正弦型盆衬结合相变材料提升单斜面太阳能蒸馏器性能评估及其在可持续水处理中的应用价值

来自某研究团队通过构建单斜面太阳能蒸馏器系统，评估采用正弦型盆衬结构（SSBL）及两种相变材料（PCM）对产水效率的提升作用。研究显示，添加肉豆蔻酸（PCM I）和棕榈酸（PCM II）分别使总产水量提升16%和9%，夜间冷凝产量显著增加75%和38%，其中PCM I实现最高热效率（44.0%）和?效率（6.9%），具备最佳经济性与可持续性（成本仅$0.0116/升，可持续指数达1.076），为太阳能驱动的水净化技术提供重要优化路径。

　　

研究人员设计了一种单斜面太阳能蒸馏器，通过采用正弦形盆衬结构（Sinusoidal-Shaped Basin Liners, SSBL）并结合相变材料（Phase Change Material, PCM）以提升蒸馏效能。系统底部与四壁采用0.79 mm厚铝板制作，基座与内置铜管（外径15 mm）的铝层耦合，整体封装于19 mm厚胶合板箱体中以减少热损失。

实验选用肉豆蔻酸（Myristic Acid, PCM I）与棕榈酸（Palmitic Acid, PCM II）作为PCM，填充于铜管内。在日照阶段，PCM通过显热吸收能量直至达到熔融温度；夜间则释放凝固潜热至水体，促进冷凝过程。通过能量平衡与内部传热方程分析玻璃盖与水体间热交换行为。

研究设置三组对比：无PCM、使用PCM I与PCM II，各维持6升水量（水深2 cm）。结果表明，相较于无PCM组，PCM I与PCM II分别提高总产水量16%和9%，夜间产水量更是大幅提升75%和38%。其中PCMⅠ在热效率（44.0%）、?效率（6.9%）、单位水量成本（$0.0116/L）及可持续性指标（Sustainability Index, 1.076）方面均表现最优。该设计显著提升太阳能蒸馏系统的热能利用效率与夜间持续运作能力，为偏远地区或资源受限环境下的可持续淡水供应提供具有潜力的技术方案。