تحلية المياه بالطاقة الشمسية، تعتبر الطاقة الشمسية من أفضل الطرق لتحلية المياه المالحة لأن الطاقة الشمسية هي طاقة متجددة ونظيفة وبأسعار معقولة.
طرق تحلية المياه بالطاقة الشمسية
الطريقة الأولى
- إنها طريقة مباشرة تُعرف باسم طريقة تجميع الطاقة الشمسية جنبًا إلى جنب مع التقطير لأنها تؤدي هذه العملية في دورة واحدة بسيطة.
- هذا النوع مذكور في أدلة البقاء على قيد الحياة البحرية ويستخدم في العديد من محطات تحلية المياه الصغيرة ومعامل التقطير.
- ينتج الماء أيضًا عن طريق التقطير المباشر بمجمع شمسي بحيث يتناسب مع مساحة سطح الشمس ويتناسب أيضًا مع زاوية سقوطه.
- يقدر متوسط تكلفة طريقة تحلية المياه هذه بحوالي 3 إلى 4 أيام.
- بسبب هذا التناظر والتكلفة العالية نسبيًا للممتلكات ومواد البناء، يجب أن نبني معمل تقطير يستخدم هذه الطريقة المباشرة.
- هذا يجعلنا نفضل أن تكون النباتات المستخدمة في هذه الطريقة نباتات ذات عائد أقل من 200 مم.
ولا تفوت قراءة مقالتنا. الطاقة الحرارية الشمسية
الطريقة الثانية
إنها طريقة غير مباشرة لتحلية المياه بالطاقة الشمسية يتم فيها استخدام نظامين منفصلين.
- النظام الأول، المصفوفة الشمسية، حيث يتكون من مجمعات حرارية ضوئية أو سائلة.
- النظام الثاني عبارة عن محطة تحلية مشروطة منفصلة.
- يعتمد الإنتاج غير المباشر على كفاءة المصنع وخفض تكلفة الوحدة التي يتم إنتاجها بشكل عام عن طريق زيادة الأحجام.
- يتم تحليل العديد من التركيبات المختلفة للنباتات من الناحية النظرية، وفي بعض الحالات تم اختبارها تجريبياً، وتم إثباتها.
- تتضمن هذه الطريقة الترطيب متعدد التأثيرات، والتقطير الومضي متعدد المراحل، والتقطير متعدد التأثيرات.
- ويشمل أيضًا الغليان متعدد الوظائف، والترطيب والتجفيف، والتناضح العكسي، وتأثيرات التقطير بالتجميد، على سبيل المثال لا الحصر.
- تتوفر أنظمة تحلية المياه بالطاقة الشمسية غير المباشرة باستخدام الألواح الكهروضوئية والتناضح العكسي تجاريًا وهي قيد الاستخدام منذ عام 2009.
- سيصل إنتاجها إلى 1600 لتر بحلول عام 2013، حيث تنتج 420 لترًا في الساعة لكل نظام، و 200 لترًا يوميًا لكل متر مربع من الألواح.
ولا تتردد في زيارة مقالتنا. البحث عن الطاقة الشمسية ومصادرها
أنواع تحلية المياه بالطاقة الشمسية
- هناك طريقتان رئيسيتان لتحلية المياه باستخدام الطاقة الشمسية، تغيير الطور مع المدخلات الحرارية.
- أو أنها في مرحلة واحدة عن طريق الفصل الميكانيكي.
- يمكن تحقيق تغيير الطور أو متعدد الأطوار بطريقتين: التقطير الشمسي المباشر أو غير المباشر.
- حيث يمكن في الغالب تنفيذ مرحلة واحدة باستخدام الخلايا الكهروضوئية لتوليد الكهرباء لتشغيل المضخات.
- على الرغم من وجود طرق تجريبية يتم استكشافها باستخدام الحصاد الحراري الشمسي لتوفير هذه الطاقة الميكانيكية.
- التقطير الومضي متعدد المراحل. هذه إحدى الطرق التقليدية والمستخدمة على نطاق واسع لتغيير الطور لتحقيق تحلية المياه.
- يمثل هذا النوع من التقطير 45٪ من إجمالي قدرة التحلية العالمية و 93٪ من جميع الطرق الحرارية.
أمثلة على محطات تحلية المياه بالطاقة الشمسية
يتم استكشاف مشتقات الطاقة الشمسية، وفي بعض الحالات، يمكن دمج هذه الطاقة في المصانع الصغيرة والمتوسطة الحجم حول العالم. من أمثلة هذه المصانع ما يلي:
- يبلغ إنتاج محطة Margherita di Savoia، التي تحتوي على محطة لتحلية المياه بالطاقة الشمسية في إيطاليا، من 50 إلى 60 مترًا مكعبًا في اليوم.
- استخدام البركة الشمسية التي تحتوي على الملوحة لتوفير الطاقة الحرارية وسعة التخزين.
- يعمل مشروع مماثل في إل باسو بولاية تكساس، ينتج 19 مترًا مكعبًا في اليوم.
- في الكويت، قاموا ببناء مؤسسة عامة باستخدام جامعات المجلس المعادلة.
- وذلك لتوفير الطاقة الحرارية الشمسية اللازمة لإنتاج 100 متر مكعب من المياه العذبة يوميًا.
- هناك عملية تجريبية وآلية وغير مأهولة في شمال الصين باستخدام مجمعات الطاقة الشمسية ذات الأنابيب المفرغة 80 مترًا مربعًا.
- يقترن ذلك مع توربينات رياح كيلو وات التي تدير عدة مضخات صغيرة حتى تنتج 0.8 متر مكعب من المياه العذبة يوميًا.
- نجد أن بيانات الإنتاج تظهر أن الطاقة الشمسية لا تزال تتمتع بقدرة إنتاجية تبلغ 6-60 لترًا / متر مربع في اليوم.
- يتناقض هذا مع إنتاج الطاقة الشمسية القياسي الذي يبلغ 3-4 لترات لكل متر مربع في اليوم.
عيوب المصانع الصغيرة عند استخدام الطاقة الشمسية لتحلية المياه
- العيب الوحيد لهذه المحطات هو أنها تعاني من ضعف الكفاءة أثناء بدء التشغيل أو فترات الطاقة المنخفضة.
- هذا لتحقيق أعلى مستوى من الكفاءة لأن هذا هو مطلب انخفاض الضغط الذي تتحكم فيه بعناية.
- هذا في كل مرحلة ومدخلات الطاقة ثابتة.
- نتيجة لذلك، تتطلب التطبيقات الشمسية شكلاً من أشكال تخزين الطاقة الحرارية لمكافحة التداخل السحابي.
- وأيضًا مع أوضاع الطاقة الشمسية المختلفة والعمل الليلي والتغيرات الموسمية في درجة حرارة الهواء المحيط.
- من الممكن أيضًا زيادة سعة تخزين الطاقة الحرارية، حيث يتيح ذلك عملية أكثر استمرارًا ومعدلات الإنتاج هي الطريقة الأكثر كفاءة.
اقرأ أيضًا: بحث حول تطبيقات الطاقة الشمسية ومستقبلها في قطاعات الطاقة النظيفة والمبتكرة
لذا وصلنا إلى نهاية مقالنا حيث عرضنا طرق تحلية المياه باستخدام الطاقة الشمسية وأنواعها والمحطات التي تستخدم هذه الطريقة لتحلية المياه والعيوب التي تواجهها هذه المحطات.