تحلية المياه بالطاقة الشمسية
تحلية المياه بالطاقة الشمسية، تعد الطاقة الشمسية من أفضل الطرق لتحلية المياه المالحة، وذلك لأن الطاقة الشمسية طاقة متجددة ونظيفة ومتوفرة، وسوف نعرض في هذا المقال عبر موقع مقال maqall.net طرق وأنواع تحلية المياه بالطاقة الشمسية.
محتويات المقال
طرق تحلية المياه بالطاقة الشمسية
الطريقة الأولى
- هي الطريقة المباشرة، وتعرف بطريقة المجمع الشمسي الذي يقرن بالتقطير، حيث أنها تنفذ هذه العملية في دورة واحدة بسيطة.
- وهذا النوع ينص عليه في أدلة البقاء على قيد الحياة البحرية، ويتم استخدامها في العديد من محطات التحلية الصغيرة والتقطير.
- كما تنتج المياه بالطريقة المباشرة التقطير مع المجمع الشمسي، بحيث أن تكون متناسبة مع مساحة السطح الشمسي، ومتناسبة أيضا مع زاوية حدوثه.
- ويتم تقدير متوسط قيمة هذه الطريقة للتحلية من 3 إلى 4 أيام.
- وبسبب هذا التناسب والتكلفة المرتفعة نسبيا لممتلكات ومواد البناء، التي نحتاج إليها لكي نبني مكان تقطير الذي يكون مستخدما في هذه الطريقة المباشرة.
- يجعلنا ذلك أن نفضل أن تكون النباتات التي تستخدم في هذه الطريقة النباتات ذات القدرات الإنتاجية الأقل من 200 مليمتر.
ولا يفوتك قراءة مقالنا عن: الطاقة الشمسية الحرارية
الطريقة الثانية
هي طريقة التحلية الشمسية غير المباشرة، حيث يتم فيها استخدام نظامين منفصلين:
- النظام الأول: مجموعة تجمع الطاقة الشمسية، حيث أنها تكون متكونة من المجمعات الحرارية الضوئية أو السوائل.
- النظام الثاني: فيها هو عبارة عن محطة تحلية تقليدية منفصلة.
- والإنتاج بطرق غير مباشرة يكون معتمدا على كفاءة المصنع وتخفيض تكلفة الوحدة التي يتم إنتاجها عموما بزيادة في الحجم.
- ويحلل العديد من الترتيبات النباتية المختلفة نظريا، وتختبر تجريبيا في بعض الحالات التي يتم تثبيتها.
- وهذه الطريقة تكون مشتملة، على الترطيب المتعدد التأثير، والتقطير بالوميض متعدد المراحل، والتقطير المتعدد التأثير.
- كما أنها تشتمل أيضا على الغليان المتعدد التأثير، والترطيب والتجفيف، والأسموزية العكسية، تجميد تأثير التقطير، وكل ذلك على سبيل المثال لا الحصر.
- وتعد أنظمة التحلية الشمسية غير المباشرة باستخدام الألواح الكهروضوئية والتناضح العكسي من الأنظمة التي يتم إتاحتها تجاريا، حيث يتم استخدامها منذ عام 2009.
- ويكون وصول الإنتاج فيها عندما يجئ عام 2013 إلى 1600 لتر، حيث أنها تنتج 420 لترا في الساعة لكل نظام، و200 لترا في اليوم لكل متر مربع من لوحة.
ولا تتردد في زيارة مقالنا عن: بحث عن الطاقة الشمسية ومصادرها
أنواع تحلية المياه بالطاقة الشمسية
- توجد طريقتان رئيسيتان لتتحقق تحلية المياه باستخدام الطاقة الشمسية، وذلك من خلال أن تتغير المرحلة عن طريق المدخلات الحرارية.
- أو يكون ذلك في مرحلة واحدة من خلال أن يتم استخدام الفصل الميكانيكي.
- ومن الممكن أن تتحقق تغير المرحلة أو متعددة المراحل بطريقتين، حيث يكون ذلك إما عن طريق التقطير الشمسي المباشر أو غير المباشر.
- حيث يكون من الممكن أن تنجز المرحلة الواحدة في الغالب بأن نستخدم الخلايا الضوئية لننتج الكهرباء حتى ندفع المضخات.
- على الرغم من أنه توجد طرق تجريبية يتم إجراء بحثها عن طريق أن تستخدم جمع الطاقة الشمسية الحرارية لكي توفر هذه الطاقة الميكانيكية.
- التقطير الفلاش متعدد المراحل: هو أحد الطرق التقليدية التي تنتشر في تغير الطور لتحقق تحلية المياه.
- وهذا النوع من التقطير يكون ممثلا لقيمة 45٪ من إجمالي طاقة التحلية العالمية و93٪ من جميع الطرق الحرارية.
أمثلة لمصانع تحلية المياه باستخدام الطاقة الشمسية
وتتم دراسة المشتقات الشمسية، وفي بعض الحالات قد تنفذ هذه الطاقة في مصانع صغيرة ومتوسطة الحجم في جميع أنحاء العالم، ومن أمثلة هذه المصانع ما يلي:
- مصنع مارغريتا دي سافويا، حيث يوجد في إيطاليا مصنع من مصانع تحلية المياه بالطاقة الشمسية ويتراوح إنتاجه بين 50 و60 مترا مكعبا في اليوم.
- وذلك باستخدام بركة شمسية تقوم بإدراج الملوحة، وذلك لتوفير الطاقة الحرارية وقدرة التخزين.
- في إل باسو، تكساس هناك مشروع مماثل في العملية التي تقوم بإنتاج 19 م 3 / يوم.
- وفي الكويت، قد قاموا ببناء مرفق تابع للدولة عن طريق أنهم استخدموا جامعات الحوض الصغير المكافئ.
- وذلك ليوفر الطاقة الحرارية الشمسية اللازمة لينتج 100 متر مكعب من المياه العذبة يوميا.
- وفي شمال الصين هناك عملية تجريبية وتلقائية وغير مأهولة تقوم باستخدام 80 متر مربع من مجمعات الأنبوب الفراغي الشمسي.
- هذا إلى جانب توربينات الرياح كيلوواط، وذلك لتدفع عدة مضخات صغيرة، حتى تنتج 0.8 م 3 من الماء العذب في اليوم.
- ونجد أن بيانات الإنتاج تظهر بأن التقطير الشمسي التابع لديها، تكون قدرته الإنتاجية متراوحة ما بين 6-60 لتر / متر مربع كل يوم.
- وذلك في مقابل الإنتاج القياسي 3 -4 لتر / متر مربع كل يوم من الطاقة الشمسية.
عيوب تواجه المصانع الصغيرة عند تحلية المياه بالطاقة الشمسية
- عيب هذه المصانع الوحيد هو أنها تكون في معاناة من كفاءة ضعيفة جدا خلال فترات البدء أو انخفاض الطاقة.
- وذلك من أجل أن تقوم بتحقيق أعلى مستوى من الكفاءة، حيث يكون ذلك متطلبا لقطرات الضغط التي تقوم بالسيطرة عليها بعناية.
- وذلك يكون عبر كل مرحلة ومدخلات الطاقة ثابتة.
- ونتيجة لذلك، تكون التطبيقات الشمسية متطلبة لشكل من أشكال تخزين الطاقة الحرارية، وذلك لكي يتم التعامل مع التداخلات السحابية.
- وأيضا مع أنماط الطاقة الشمسية المختلفة، والتشغيل الليلي، والتغيرات الموسمية في درجة حرارة الهواء المحيط.
- كما أنه من الممكن الزيادة من قدرة تخزين الطاقة الحرارية، حيث يمكن أن يحقق ذلك عملية أكثر استمرارية، ويكون معدلات الإنتاج بها نهج له أقصى قدر من الكفاءة.
اقرأ أيضا: بحث عن تطبيقات الطاقة الشمسية ومستقبلها فى مجالات الطاقة النظيفة والمستحدثة
بذلك نكون قد وصلنا لنهاية مقالنا، وقد عرضنا فيه طرق تحلية المياه بالطاقة الشمسية، وأنواعها، والمصانع التي تستخدم هذه الطريقة لتحلية المياه، والعيوب التي تواجه تلك المصانع.