Forscher der University of South Australia haben ein selbstnährendes, solargetriebenes System entwickelt, um vertikale Meeresfarmen zu erschaffen, die Süßwasser und Nutzpflanzen produzieren. Die vertikale schwimmende Meeresfarm besteht aus einer oberen verglasten Kammer und einer unteren Wasserauffangkammer. Das System verwendet Solarverdunster, um Meerwasser aufzusaugen, Salze einzufangen, sauberes Wasser in die Luft abzugeben und es im oberen Pflanzenanbauabschnitt zu kondensieren. Bei einem Feldversuch gelang es den Forschern, drei Gemüsesorten auf Meereswasserflächen ohne zusätzliche Bewässerung anzubauen. Das System wird ausschließlich mit Solarenergie betrieben und hat Vorteile gegenüber anderen Designs, da es die Fläche für die Nahrungsmittelproduktion maximiert, vollautomatisiert, kostengünstig und einfach zu bedienen ist. Das gewonnene recycelte Wasser erwies sich als trinkbar. Die Entwicklung erfolgt vor dem Hintergrund der Vorhersage der Vereinten Nationen, dass bis 2050 2,4 Milliarden Menschen von Wasserknappheit betroffen sein werden, während die Bewässerung für die Landwirtschaft um 19% abnehmen wird. Die Forscher hoffen, das Design zu skalieren und die Pflanzenproduktion mithilfe einer kleinen Anordnung von Einzelgeräten zu steigern.
Einführung
In diesem Artikel wird ein Durchbruch in der landwirtschaftlichen Technologie erforscht, bei dem Forscher der University of South Australia ein selbsttragendes, solarbetriebenes System entwickelt haben, um vertikale Meeresfarmen zu schaffen, die Süßwasser und Pflanzen produzieren. Durch die Nutzung von Solarenergie und innovativem Design bietet dieses System eine nachhaltige Lösung, um dem wachsenden Problem des Wassermangels und des schwindenden landwirtschaftlichen Ressourcen weltweit entgegenzuwirken.
Verständnis der vertikalen schwimmenden Meeresfarm
Die vertikale schwimmende Meeresfarm ist eine zweischichtige Struktur, bestehend aus einer oberen glashausähnlichen Schicht und einer unteren Wassersammlungs- und Aufbereitungskammer. Dieses einzigartige Design maximiert die Nutzung des verfügbaren Raums für die Lebensmittelproduktion und nutzt gleichzeitig Solarenergie effektiv für den autonomen Betrieb. Die obere Schicht dient als Pflanzenwachstumskammer, während die untere Kammer als Wassersammel- und Reinigungssystem fungiert.
Ablauf des Betriebs
Im System werden Solarevaporatoren verwendet, um Meerwasser aus der unteren Kammer aufzusaugen, Salze zurückzuhalten und sauberen Wasserdampf in die Luft abzugeben. Der Dampf wird dann kondensiert und für die Verwendung in der oberen Pflanzenwachstumskammer gesammelt, um eine kontinuierliche Versorgung mit Süßwasser für die Bewässerung zu gewährleisten.
Vorteile gegenüber herkömmlichen Designs
Die solarbetriebene vertikale Meerfarm bietet mehrere Vorteile gegenüber traditionellen Anbaumethoden und anderen Designs:
- Maximierte Fläche: Durch die Nutzung des vertikalen Raums optimiert das System die verfügbare Fläche für die Lebensmittelproduktion und ermöglicht einen höheren Ertrag mit einem relativ kleinen Fußabdruck.
- Automatisierung und geringer Wartungsaufwand: Das System ist vollautomatisiert und reduziert somit den Bedarf an manueller Arbeit und Wartung. Sobald das System eingerichtet ist, funktioniert es mit minimalem menschlichem Eingriff.
- Geringe Kosten und einfache Bedienung: Das Design der vertikalen Meerfarm ist kostengünstig und einfach zu bedienen, was es für eine breite Palette von Landwirten und Gemeinschaften zugänglich macht.
Ergebnisse des Feldtests
In einem vom Forscherteam durchgeführten Feldtest wurden drei verschiedene Gemüsesorten erfolgreich mit Meerwasserflächen angebaut, ohne zusätzliche Bewässerung oder Wartung. Die Pflanzen gediehen in der kontrollierten Umgebung der oberen glashausähnlichen Schicht.
Wasserreinheit
Das von der vertikalen Meerfarm recycelte Wasser erwies sich als ausreichend rein, um es trinken zu können, was die Wirksamkeit des Aufbereitungsprozesses des Systems unterstreicht. Dadurch können nicht nur Pflanzen angebaut, sondern auch die wachsende Nachfrage nach sauberem, trinkbarem Wasser in wasserknappen Regionen gedeckt werden.
Bewältigung zukünftiger Herausforderungen
Die Entwicklung solarbetriebener vertikaler Meerfarmen kommt zu einer kritischen Zeit, da die Vereinten Nationen einen deutlichen Anstieg von Wasserknappheit und einen Rückgang der Wasserverfügbarkeit für landwirtschaftliche Bewässerung bis 2050 vorhersagen. Um diese innovative Lösung weiter zu verbessern, konzentrieren sich die Forscher darauf, das Design zu skalieren und die Pflanzenproduktion durch die Nutzung einer kleinen Anzahl von individuellen Geräten zu steigern.
Design-Skalierung
Die Skalierung des Designs beinhaltet die Implementierung der vertikalen Meerfarmen in größerem Maßstab, um der steigenden Nachfrage nach Lebensmittel- und Wasserrressourcen gerecht zu werden. Die Forscher haben das Ziel, die Technologie zu perfektionieren, die Effizienz zu optimieren und die Kosten in der Massenproduktion zu senken.
Steigerung der Pflanzenproduktion
Durch den Einsatz einer kleinen Anzahl von individuellen Geräten ist es möglich, die Pflanzenproduktion zu steigern, während die Nachhaltigkeit und Selbstversorgungsfähigkeit des Systems erhalten bleiben. Dadurch könnten eine breitere Palette von Pflanzen und ein höherer Ertrag erreicht werden, was zur globalen Ernährungssicherheit beitragen würde.
Fazit
Die Entwicklung von selbsttragenden solarbetriebenen vertikalen Meerfarmen bietet eine innovative Lösung für die Herausforderungen des Wassermangels und des rückläufigen landwirtschaftlichen Ressourcen. Mit der Fähigkeit, Süßwasser und Pflanzen auf kompakte und kostengünstige Weise zu produzieren, hat diese Technologie das Potenzial, die Zukunft der Landwirtschaft zu revolutionieren und den Druck einer wachsenden Weltbevölkerung zu mindern.
