تصفیه آب با انرژی خورشیدی

تصفیه آب با انرژی خورشیدی

دستگاه های آب شیرین کن خورشیدی را به واسطه فناوری های متفاوت تولید می کنند. فناوری های معروف تولید آب شیرین و تصفیه شده به دو دسته حرارتی و غشایی تقسیم می شوند. مشکل کمبود آب شرب در بیشتر منطقه هایی که ازپتانسیل بالای انرژی خورشیدی برخوردار می باشند، باعث شده تا استفاده از انرژی خورشیدی برای تولید آب شور و قابل شرب مورد اهمیت قرار بگیرد. در این مقاله قصد داریم در رابطه با انواع آب شیرین کن های خورشیدی و مکانیزم عملکرد هر یک مطالبی را بیان کنیم.

دستگاه های آب شیرین کن خورشیدی را به واسطه فناوری های متفاوت تولید می کنند. فناوری های معروف تولید آب شیرین و تصفیه شده به دو دسته حرارتی و غشایی تقسیم می شوند. مشکل کمبود آب شرب در بیشتر منطقه هایی که از پتانسیل بالای انرژی خورشیدی برخوردار می باشند، باعث شده تا استفاده از انرژی خورشیدی برای تولید آب شور و قابل شرب مورد اهمیت قرار بگیرد. در این مقاله قصد داریم در رابطه با انواع آب شیرین کن های خورشیدی و مکانیزم عملکرد هر یک مطالبی را بیان کنیم.

آب شیرین کن خورشیدی چیست؟

 آب شیرین کن خورشیدی دستگاهی است که به روش اسمز معکوس عمل کرده تا فرایند نمک زدایی، سختی گیری، از بین بردن میکروب ها، میکرو ارگانیسم ها و تمامی مشکلات آب های شور را از طریق نور و انرژی خورشید انجام دهد. در این فرآیند با استفاده از نور خورشید و انرژی حرارتی آب شور دریا بخار شده و در میعان حاصله تبدیل به آب شیرین می شود. در آب شیرین کن خورشیدی حرارتی، انرژی حرارتی خورشید بر اساس نیروگاه های خورشیدی سهموی خطی یا کلکتورهای فرنل، برای تامین انرژی مورد نیاز برای تبخیر استفاده می شود. آب شیرین کن خورشیدی مبتنی بر اسمز معکوس نیز از الکتریسیته حاصل از فناوری فتوولتائیک برای تامین انرژی لازم برای موتورهای الکتریکی پمپ آب شیرین کن فشار قوی استفاده می کنند.

دلایل استفاده از آب شیرین کن های خورشیدی

مصرف آب های تصفیه نشده و آلوده موجب بیماری های فراوانی از جمله بیماری های گوارشی و پوست و مو و در نهایت سرطان می شوند از این رو نوشیدن آب سالم از اهمیت زیادی برخوردار خواهد بود. همانطور که گفته شد دسترسی به آب های شیرین و معدنی در سرتاسر جهان رو به کاهش است و اکثر کشورهای جهان به طراحی و ساخت دستگاه های آب شیرین کن خورشیدی روی آورده اند. از دستگاه های آب شیرین کن خورشیدی برای تبدیل آب های غیر قابل مصرف به آب شیرین قابل مصرف استفاده می شود. تصفیه آب های غیر قابل مصرف مهم است زیرا منابع آب شیرین در سطح جهان به سرعت در حال کاهش می باشد و آب شرب شیرین در سلامتی انسان بسیار تاثیرگذار است. برای انجام این پروسه از دستگاه های RO و به کمک نور، اشعه خورشید و چندین مرحله فیلتراسیون، آب های آلوده به آب های قابل مصرف تبدیل می شود.

انواع آب شيرين کن های خورشيدی کدامند؟

آب شیرین کن خورشیدی از انرژی خورشیدی استفاده می کند تا انرژی مورد نیاز شیرین سازی آب های شور از طریق فناوری توان حرارتی خورشیدی متمرکز یا فتوولتائیک را تامین کند. آب شیرین کن های مبتنی بر فناوری توان حرارتی خورشیدی بر فرآیندهای حرارتی تمرکز می کنند و فرآیند نمک زدایی را از طریق تبخیر و تراکم بخار آب انجام می دهند.

در آب شیرین کن های خورشیدی ،غشایی فرایند اسمز معکوس فناوری شیرین سازی آب با استفاده از غشای نیمه تراوا می باشد. در نتیجه به طور کلی استفاده از دستگاه های تصفیه آب به روش اسمز معکوس با استفاده از انرژی خورشیدی مقرون به صرفه بوده و به حفاظت از محیط زیست و ذخیره انرژی کمک شایانی می کند. در ادامه انواع مختلف آب شیرین کن های خورشیدی را معرفی خواهیم کرد.

آب شيرين کن خورشیدی غيرفعال

آب شيرين کن خورشيدی حوضچه ای تك مرحله ای

آب شيرين کن خورشيدی چند مرحله ای

آب شيرين کن خورشيدی بازتابنده

آب شيرين کن خورشيدی فتيله ای

آب شيرين کن خورشيدی پلکانی

آب شيرين کن خورشيدی دودکشی

آب شيرين کن خورشيدی لوله ای هم مرکز

آب شيرين کن خورشيدی فعال

5 کاربرد مهم آب شیرین کن خورشیدی

شاید همه ما فکر کنیم که آب شیرین کن های خورشیدی جهت مصارف خانگی و اداری قابل استفاده هستند؛ اما این دستگاه کاربردهای زیادی در زمینه های مختلف صنعتی دارد که به آنها می پردازیم.

استفاده به عنوان آب باتری در صنعت باتری سازی

جهت تبدیل آب شور دریا به آب شیرین مصرفی

استفاده در بیمارستان جهت استریل کردن

جهت مصارف آزمایشگاهی

جهت مصارف صنعتی

اهمیت استفاده از دستگاه RO خورشیدی

در عصر امروز استفاده از دستگاه های آب شیرین کن صنعتی در جهان اهمیت زیادی دارد و بیشتر صنایع رو به این دستگاه ها آورده اند. از حدود 25 میلیون متر مکعب آب شیرین تولیدی روزانه در دنیا، کمتر از 5 درصد آن با استفاده از انرژی خورشیدی تولید می شود. تولید آب شیرین و تمیز با استفاده از روش‌های مرسوم مانند نمک‌زدایی، اسمز معکوس و MSF انرژی مصرف می‌کند و این روش‌ها مبتنی بر سوخت‌های فسیلی می باشد.

اما استفاده از آب شیرین کن خورشیدی نه تنها ارزان و مقرون به صرفه است، بلکه از سوخت های معمولی استفاده می کند و باعث صرفه جویی در منابع انرژی می شود. آب شیرین کن خورشیدی از اهمیت زیادی برخوردار می باشد و دارای ویژگی ها و مزایای بی شمار است که آن را به یک کالای پرمخاطب مبدل کرده است و می توان از آن در مکان و محیط های متفاوت استفاده کرد.

همچنین استفاده از دستگاه آب شیرین کن خورشیدی دارای مزایای زیادی است که در ادامه آنها را شرح می دهیم.

استفاده اتوماتیک و بدون نیاز به اپراتور جهت نصب و راه اندازی

عدم نیاز به تجهیزات خاص برای نصب و راه اندازی

امکان ساخت دستگاه در محل مورد نظر

تولید آب خالص و تصفیه شده

عدم نیاز به برق متداول

هزینه پایین و مناسب

روش کار آب شیرین‌کن خورشیدی

آب شیرین کن خورشیدی، دستگاهی است که با گرفتن انرژی خورشیدی، به طور مستقیم یا غیرمستقیم، آب شور را به آب آشامیدنی تبدیل می کند تا سیکل شیرین سازی آب تکمیل شود. نمک‌ گیری خورشیدی از چرخه آب طبیعی کره زمین تقلید می‌کند و به عنوان اولین سیستم تصفیه آب از دوران عصر باستان توسط بشر انجام شده است. ساختن یک واحد مستقیم یا فعال، که در اکثر موارد یک دستگاه خورشیدی ثابت نامیده می شود، می تواند ساده و کم هزینه باشد.

آب نمک موجود در واحد نمک زدایی توسط خورشید گرم می‌شود و مایع را به بخار آب (گاز) تبدیل می‌کند. همانطور که آب نمک گرم می شود، بخار آب روی محفظه داخلی جمع شده و به شکل مایع (میعان) به عنوان آب شیرین در یک ظرف جمع آوری جداگانه متراکم می شود. از آنجایی که نمک نمی‌تواند به گاز تبدیل شود، بنابراین در واحد اصلی باقی می‌ماند.