آب شیرین کن از نوع خورشیدی
در آب شیرین کن حرارتی، برای تامین انرژی مورد نیاز برای حرارت دادن به آب و همچنین انرژی خورشیدی بهره گرفته می شود که حتی می توان انواعی را که در قبل به آن اشاره شد به نوعی، آب شیرین کن خورشیدی تبدیل کرد، ولی چون تولید حرارت برای بخار کردن آب نیاز به گرمای بسیار دارد تا دمای آب را به میزان دلخواه و مورد نیاز بالا ببرد، تبدیل سیستم های حرارتی به خورشید نیاز به تکنولوژی بالایی دارد.
انواع آب شیرین کن خورشیدی
- آب شیرین کن رطوبتی (گلخانه ای)
- آب شیرین کن خورشیدی با کلکتور تخت
- آب شیرین کن خورشیدی با کلکتور تخت
- آب شیرین کن خورشیدی کف پله ای
- آب شیرین کن خورشیدی با استفاده از متمرکز کننده
- آب شیرین کن خورشیدی با لوله های خلأ با استفاده از متمرکز کننده
- آب شیرین کن فتو ولتاییکی
- آب شیرین کن خورشیدی ترکیبی
با توجه به شرایط اقلیمی کشور، نیاز به تولید آب شرب در ظرفیت های پایین و برای مناطق کم جمعیت و دور افتاده، موضوعی است که تاکنون کمتر مورد توجه قرار گرفته است.
کاربرد آب شیرین کن خورشیدی
در مناطق خشک و کویری که دارای وسعت زیادی در نقاط مرکزی ایران هستند، از طرف نیاز به آب شیرین به عنوان یکی از مشکلات اساسی مردم این مناطق به شمار می آید و از طرف دیگر، انرژی خورشید با شدت تابش مناسب در این مناطق به شمار می آید و از طرف دیگر، انرژی خورشید به شدت تابش مناسب در این مناطق در دسترس است.
Ro خورشیدی
روش HD، روش نسبتا جدیدی برای تولید آب شرب بر مبنای فرآیند رطوبت زنی و رطوبت زدایی هواست که از اوایل دهه ۹۰ میلادی مورد توجه محققان قرار گرفته است. چند نمونه آزمایشگاهی و نیمه صنعتی در کشور های مالزی، اردن، مصر و تونس ساخته شده است.
نتایج تحقیقات نشان می دهد این روش شدت مصرف انرژی پایین تری نسبت به دیگر روش دارد. از طرفی، کل انرژی حرارتی این روش را می توان از انرژی خورشید تامین کرد؛ بنابراین با توجه به شدت تابش مناسب خورشید در بیشتر نقاط ایران، این روش برای مناطق خشک حاشیه کویر با جمعیت کم، بسیار مناسب است. ro خورشیدی همان آب شیرین کن خورشیدی است.
مزیت آب شیرین کن خورشیدی
اهداف اصلی که در اجرا این طرح مورد توجه مجریان آن قرار داشته است را شامل استفاده از انرژی خورشید به عنوان منبع حرارتی در دسترس در نقاط خشک و کویری، تولید غیر متمرکز آب شیرین در ظرفیت های پایین، بهبود کیفیت آب آشامیدنی مصرفی در مناطق فاقد آب شیرین با کیفیت مطلوب و کاهش هزینه تولید آب شیرین در ظرفیت های پایین می داند. دستاورد های اجرایی شدن این طرح متنوع و با اهمیت هستند.
رفع نیاز مردم مناطق خشک و کویری کشور به آب شیرین با استفاده از انرژی خورشیدی، تامین کل انرژی حرارتی مورد نیاز آب شیرین کن HD با استفاده از انرژی خورشیدی و حذف اثرات منفی انرژی در روش HD نسبت به روش های متداول حرارتی از مهم ترین این دستاورد ها هستند.
در ضمن با استفاده از بهینه سازی به روش برنامه ریزی ریاضی می توان مصرف انرژی را در آب شیرین کن HD به حداقل ممکن رساند تا طراحی بهینه حاصل شود.
ویژگی های آب شیرین کن خورشیدی
روشهای معمول شیرین سازی آب که بیشتر برای ظرفیت های بالا کاربرد دارند، شامل تقطیر ناگهانی چند مرحله ای (MSF)، تقطیر چند مرحله ای (ME)، تراکم بخار (VC) و اسمز معکوس (Ro) هستند.
اما در بخش های وسیعی از کشور نیاز به تولید آب شیرین به صورت متمرکز و در ظرفیت های بالا وجود ندارد، بخصوص در نقاط کوچک و کم جمعیت که ظرفیت های پایین، پاسخگوی نیاز هستند که از ویژگی های آب شیرین کن از نوع خورشیدی می باشد.
نکته دیگر این که روشهای مزبور انرژی نسبتا زیادی مصرف می کنند و روشهای حرارتی شامل MED,MSF و TVC نیازمند بخار داغ هستند.
از طرف دیگر انرژی خورشید به عنوان یک منبع رایگان انرژی در بیشتر نقاطی که نیاز به شیرین سازی آب دارند، با شدت تابش مناسبی در دسترس است؛ بنابراین آب شیرین کن های خورشیدی یکی از مناسب ترین گزینه ها برای تولید غیر متمرکز آب شیرین هستند.
آب شیرین کن HD
بیشتر تحقیقات در زمینه آب شیرین کن های HD از دهه ۹۰ میلادی به بعد و در کشور های نظیر مصر، اردن، مالزی، تونس و چین صورت گرفته است؛ اما طرح حاضر در ایران نه تنها جدید ترین تحقیقات روز دنیا در این زمینه را می رود استفاده قرار داده، بلکه مدعی است برای نخستین بار در دنیا بهینه سازی جامع روی این نوع از آب شیرین کن ها صورت گرفته است که باعث کاهش حجم دستگاه و افزایش بازده آن شده است. بنابراین گامی در جهت تجاری کردن آب شیرین کن HD برداشته شده است.
تولید آب در دل کویر
فرآیند شیرین سازی آب به روش HD بر این واقعیت استوار است هوا توانایی مخلوط شدن با مقدار قابل توجهی بخار آب را دارد. مقدار بخاری که می تواند به وسیله هوا حمل شود با بالا رفتن دما افزایش می یابد.
به عنوان مثال یک کیلوگرم هوای خشک وقتی دمای آن از ۳۰ به ۸۰ درجه سانتی گراد افزایش یابد، قابلیت حمل ۰٫۵ کیلو گرم بخار آب و حدود ۶۷۰ کیلوکالری گرما پیدا می کند.
رابطه آب شور با هوای گرم
هنگامی که یک جریان هوا در تماس با آب شور قرار گیرد، مقداری آب خالص با استفاده از گرمای محسوس آب شور یا هوای گرم، بخار شده و جذب هوا می شود. این بخار سپس می تواند با عبور هوای حامل آن از روی سطوح سرد، تقطیر و بازیافت شود تا به این وسیله آب با املاح بسیار پایین تولید می شود.
بر این اساس، یک سیستم آب شیرین کن HD از ۳ بخش اصلی منبع حرارتی، بخش رطوبت زنی و بخش رطوبت زدایی تشکیل می شود.
در مرحله نخست اجرای این طرح، مطالعات دقیق و نسبتا طولانی روی روش های مختلف تولید آب شیرین انجام شد و پتانسیل های موجود در روش های مختلف برای استفاده از انرژی های تجدید پذیر در فرآیند شیرین سازی آب مورد بررسی قرار گرفت.
نتایج مطالعات نشان می دهد روش نسبتا جدید رطوبت زنی و رطوبت زدایی هوا بسیار سازگار با انرژی خورشید است و در حال حاضر نیز تحقیقات بر روی این روش به منظور بهبود بازده و تجاری کردن آن در دیگر نقاط دنیا ادامه دارد؛
بنابراین پس از انتخاب این روش به عنوان روش نهایی اجرای طرح، مرحله شبیه سازی و بهینه سازی فرآیند به منظور بهینه کردن آن آغاز شده است.
سیستم آب شیرین کن خورشیدی راندمان بالا همراه با بازیافت حرارتی
روش متداولی که برای تأمین آب شرب در مناطق خشک بکار گرفته می شود، استفاده از سیستم های معمول آب شیرین کن می باشد
که مشکلات تأمین انرژی و سوخت مورد نیاز، تکنولوژی بالا در اینگونه سیستم، هزینه بالای ساخت و تعمیر و نگهداری، ظرفیت بالا و عدم کاربری آن برای مناطق با جمعیت محدود باعث می شود که استفاده از این گونه سیستم برای مصارف زیاد توجیه اقتصادی داشته باشد
می توان نتیجه گیری کرد که در تأمین آب شیرین برای چنین مناطقی باید نکاتی ذیل مد نظر قرار گیرد
- اقتصادی بودن سیستم آب شیرین کن
- بکارگیری آب شیرین کن های با قدرت تصفیه آب شور و جداسازی انواع نمکها، میکرو ارگانیزم ها، باکتری ها، انگلها و فلزات سنگین از آب
- استفاده از منابع انرژی مجانی یا ارزان
- سادگی سیستم و قابلیت استفاده آسان برای روستاهای محروم
- هزینه های پایین ساخت، تعمیر و نگهداری
بررسی ها نشان می دهد تنها سیستمی که بتواند حائز تمامی شرایط فوق باشد، سیستم های آب شیرین کن خورشیدی می باشند.
برای دریافت مشاوره در مورد دستگاه اسمز معکوس و فرآیندهای تصفیه آب با کارشناسان تماس حاصل فرمایید.