Krotitelé živlů z ČVUT: malé Expo v Buštěhradě

V Univerzitním centru energeticky efektivních budov (UCEEB) ČVUT vymysleli technologii, jak dostat vodu i z pouštního vzduchu. Stejně tak ale dokáží „vyždímat“ energii také ze slunce, země nebo ohně.

Buštěhradská budova UCEEB, kde technologie S.A.W.E.R. vznikala, hostí řadu špičkových laboratoří. Foto: UCEEB

Poušť je obvykle považována za mrtvé území bez života. Stačí ji ale zavlažit a promění se v kvetoucí oázu. Životodárná voda přitom nemusí pocházet jen ze studní nebo zavlažovacích kanálů, ale paradoxně i z extrémně suchého okolního vzduchu. Dokazuje to technologie S.A.W.E.R. (z anglického Solar Air Water Earth Resources), kterou vyvinul UCEEB ve spolupráci s Fakultou strojní ČVUT na své badatelské základně v Buštěhradě. Získávání vody ze vzduchu není nic převratného a na principu kondenzace pracuje řada přístrojů. Ne ovšem v pouštním prostředí s vlhkostí, která klesá pod pět gramů vody na kilogram vzduchu. Experti z ČVUT nicméně našli způsob, jak „vyždímat“ i tento vzduch. Vypomohli si fyzikálním procesem sorpce, kdy se vzdušná vlhkost nejprve naakumuluje, pak teplem uvolní a nakonec vysráží na chladiči.

Vývoj zařízení S.A.W.E.R. začal v Buštěhradě před čtyřmi lety, v roce 2019 se pak prototyp zkoušel v poušti Sweihan ve Spojených arabských emirátech, kdy první prototyp českého vynálezu dokázal vyrobit 100 litrů vody denně. S.A.W.E.R. tvoří dva kontejnery, z nichž v jednom je samotná sorpční jednotka a zásobník vody, ve druhém, energetickém boxu, pak bateriové úložiště a skladovací prostor pro solární kolektory. Nad oběma kontejnery je totiž při provozu rozvinutá solární střecha z fotovoltaických panelů. Umožňuje vytvořit autonomní systém, který není závislý na jakýchkoliv dodávkách energie.

S.A.W.E.R. už pracuje také v českém pavilonu v Dubaji – byť jde o elegantnější řešení, které se obejde bez kontejnerů. Dubajská „ždímačka vzduchu“ bude napojená na fotobioreaktor z dílny Botanického ústavu Akademie věd ČR, který kultivuje mikrořasy, míchá je s vodou a formou podpovrchové zálivky pak probouzí k životu zahradu v okolí českého pavilonu. Druhou finesou, kterou se S.A.W.E.R. na výstavě EXPO představí, je propojení s mineralizační jednotkou WatiMin firmy EuroClean. Ze závlahové vody se tak stává voda pitná, kterou je možné načepovat si kohoutkem přímo do sklenice.

Přestože v samotné Dubaji, kde je vlhké klima, S.A.W.E.R. nedokáže naplno ukázat své schopnosti, ještě před otevřením bran EXPO bylo jasné, že samotný výstavní exponát nestačí. Původně plánovaná kapacita 500 litrů denně pro závlahu zahrady nestačila, maximum „výstavního“ výrobníku bylo tedy navýšeno na 800 litrů.

Výrobník vody z pouštního vzduchu se testoval ve Sweihanu ve Spojených arabských emirátech. Foto: UCEEB

SAWER A SPOL.

Souběžně s technologií S.A.W.E.R. v Buštěhradě pracují i na jeho menší sestře, která dostala jméno MAGDA (z anglického Mobile Autonomous water Generator from Desert Air). Funguje na podobném fyzikálním principu jako její větší, kontejnerový bratr. S tím rozdílem, že jde o dva boxy na kolečkách, které je možné naložit na korbu pick-upu. Menším rozměrům odpovídá i denní produkce, která by se mohla pohybovat kolem 10 litrů pitné vody. MAGDA není ale poslední z řady „ždímaček vzduchu“, kterou v Buštěhradě vyvíjejí. Nejmenším přírůstkem je zařízení s pracovním názvem Čutora. Polní láhev napojená na fotovoltaickou plachtu, která míří do stadia prototypu, by mohla produkovat dostatek vody pro jednoho člověka – třeba vojáka v poušti.

„Ukázalo se, že požadavky potenciálních zákazníků se rozbíhají dvěma směry. V případě technologie S.A.W.E.R. by si přáli větší denní produkci vody, poptávka je ale i po menších, mobilních řešeních. Jdeme tak cestou zvyšování produkce, ale i menších přenosných zařízení,“ vysvětluje Robert Jára, ředitel UCEEB. Jak S.A.W.E.R., tak MAGDA podle něj mají „nápadníky“, a to nejen z řad českých firem. Kromě Emirátů se nadějně jeví také Saúdská Arábie, Singapur, Malajsie nebo Austrálie. V Buštěhradě každopádně nic nenechali náhodě a jedinečnost svých výrobníků vody si pojistili. S.A.W.E.R. má český, australský i americký patent, čeká na udělení toho izraelského a v procesu je také patent Rady pro spolupráci arabských zemí v Zálivu (GCC). Jeho sestra MAGDA je patentově chráněna v Česku. V Austrálii a Izraeli byl podán návrh na rozšíření patentové ochrany. Domácí patent by brzy měla získat i zmíněná „čutora“.  Že by se buštěhradské laboratoře UCEEB proměnily ve fabriku a staly se výrobní základnou, je samozřejmě nereálné. „Chceme jít cestou licenční výroby, z níž nám poplynou poplatky,“ nastiňuje Robert Jára.

UMĚLÉ SLUNCE NEZAPADÁ

S.A.W.E.R. je sice zdaleka nejznámějším vynálezem UCEEB, byla by ale škoda buštěhradskou experimentální základnu ČVUT spojovat jen s tímto pouštním výrobníkem vody. Uvnitř budovy, mimochodem největší dřevostavby ve střední Evropě, se skrývá řada laboratoří, které významně přispívají k efektivnímu využívání jiných živlů, než je voda. V přízemí UCEEB pracuje třeba solární laboratoř SOLAB2. „Naše umělé slunce je schopné simulovat různé intenzity přirozeného osvitu, testujeme tu fotovoltaické panely a celé sestavy. Měli jsme tu i křídlo letadla, kde jsme zkoušeli, jak se bude chovat, pokud bude mít jinou povrchovou barvu, než je bílá nebo šedá,“ vysvětluje Robert Jára.

O pár dveří dál zase vznikala mikroelektrárna WAVE, která dodává elektřinu a teplo zcela soběstačně, nezávisle na distribuční síti. Základem je kotel na dřevěné peletky, jako zdroj energie ale může posloužit i dřevní štěpka horší kvality. Mikroelektrárna je zároveň téměř učebnicovým příkladem, jak původně disertační práci „překlopit“ v hotový výrobek a ten pak poslat do světa. Od roku 2019 funguje WAVE jako referenční projekt v Mikolajicích na Opavsku, další technologie je nainstalována v Písku. Kvůli mikroelektrárně vznikl studentský startup a dnes již technologii pod sloganem „jediný kotel, který vydělává“ nabízí soukromá firma v rámci licence.

Buštěhradská budova UCEEB vznikla sice již před sedmi lety, přesto stále nabízí vysoký standard pro práci i místo, kde zaměstnanci tráví společný čas s kolegy. Leží v místě bývalého brownfieldu Třineckých železáren, což má i své výhody. V okolí je místa dost a jednotlivé projekty tak mohou přirozeně expandovat mimo samotnou budovu. V rámci experimentálních prefabrikovaných bytovek, na nichž UCEEB spolupracoval se stavební firmou RD Rýmařov, tak v Buštěhradě stojí i domek s několika bytovými jednotkami, splňující velmi vysoké energetické standardy. A hned vedle je již pozemek připravený pro český tým trénující na soutěž Solar Decathlon, která se příští rok koná v německém Wuppertalu. Studentský tým desetibojařů si v Buštěhradě postaví domek, kde bude cvičit disciplíny, jako je udržitelnost, design nebo inovace.

Nakonec tak úplně nevadí, že jediným reprezentantem UCEEB na EXPO 2020 v Dubaji bude S.A.W.E.R., a to ještě schovaný v útrobách českého pavilonu. Letmá prohlídka Univerzitního centra energeticky efektivních budov dává tušit, že své malé výstavní EXPO mají v Buštěhradě už teď.

BLAHOSLAV HRUŠKA