تحلية المياه بالطاقة الشمسية، تعتبر الطاقة الشمسية من أفضل الطرق لتحلية المياه المالحة، لأن الطاقة الشمسية طاقة متجددة ونظيفة وقابلة للاستخدام.
طرق تحلية المياه بالطاقة الشمسية
الطريقة الأولى
- هذه هي الطريقة المباشرة، والمعروفة باسم طريقة التجميع الشمسي، والتي تكون مصحوبة بالتقطير، لأنها تؤدي إلى هذه العملية في دورة بسيطة.
- هذا النوع مذكور في أدلة البقاء على قيد الحياة البحرية، ويستخدم في العديد من محطات تحلية المياه الصغيرة ومعامل التقطير.
- يتم إنتاج الماء أيضًا بطريقة التقطير المباشر للمجمع الشمسي، بحيث يتناسب مع مساحة سطح الشمس، ويتناسب أيضًا مع زاوية انبثاقه.
- يقدر متوسط كمية طريقة تحلية المياه هذه من 3 إلى 4 أيام.
- بسبب هذا التناسب والتكلفة العالية نسبيًا للممتلكات ومواد البناء، كان علينا بناء معمل تقطير يستخدم هذه الطريقة المباشرة.
- هذا يجعلنا نفضل النباتات المستخدمة في هذه الطريقة بعائد أقل من 200 مم.
ولا تنس قراءة مقالنا عن: الطاقة الحرارية الشمسية
الطريقة الثانية
هذه هي الطريقة غير المباشرة لتحلية المياه بالطاقة الشمسية، حيث يتم استخدام نظامين مختلفين:
- النظام الأول: مجموعة تجميع الطاقة الشمسية، لأنها تتكون من مجمعات حرارية ضوئية أو سائلة.
- النظام الثاني: وهي محطة تحلية تقليدية مختلفة.
- يعتمد الإنتاج غير المباشر على كفاءة المصنع وعادة ما يتم تخفيض تكلفة الوحدة مع زيادة الحجم.
- تم تحليل العديد من الترتيبات النباتية المختلفة نظريًا، وفي بعض الحالات تم اختبارها تجريبيًا، وقد تم إثبات ذلك.
- تتضمن هذه الطريقة الترطيب متعدد التأثيرات، والتقطير الومضي متعدد المراحل، والتقطير متعدد التأثيرات.
- ويشمل أيضًا الغليان متعدد التأثيرات، والترطيب والتجفيف، والتناضح العكسي، والتقطير بتأثير التجميد، على سبيل المثال لا الحصر.
- تتوفر أنظمة تحلية المياه بالطاقة الشمسية غير المباشرة باستخدام الألواح الكهروضوئية والتناضح العكسي تجاريًا، وقد تم استخدامها منذ عام 2009.
- سيصل إنتاجها إلى 1600 لتر بحلول عام 2013، لأنها تنتج 420 لترًا في الساعة في كل نظام، و 200 لترًا في اليوم لكل متر مربع من الألواح.
ولا تتردد في زيارة مقالنا حول: البحث عن الطاقة الشمسية ومصادرها
أنواع تحلية المياه بالطاقة الشمسية
- هناك طريقتان رئيسيتان لتحقيق التحلية باستخدام الطاقة الشمسية، من خلال تغيير المرحلة من خلال المدخلات الحرارية.
- أو أنها في مرحلة واحدة باستخدام الفصل الميكانيكي.
- يمكن تحقيق تغيير الطور أو متعدد المراحل بطريقتين، عن طريق التقطير الشمسي المباشر أو غير المباشر.
- حيث يمكن عادة تحقيق مرحلة باستخدام الخلايا الكهروضوئية لإنتاج الكهرباء لتشغيل المضخات.
- على الرغم من وجود طرق تجريبية يتم التحقيق فيها باستخدام التجميع الحراري الشمسي لتوفير هذه الطاقة الميكانيكية.
- التقطير الومضي متعدد المراحل: وهي إحدى طرق تغيير الطور التقليدية والواسعة الانتشار 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 التي تستخدم الطاقة الشمسية
تتم دراسة مشتقات الطاقة الشمسية، وفي بعض الحالات يمكن تنفيذ هذه الطاقة في المصانع الصغيرة والمتوسطة الحجم حول العالم. من أمثلة هذه المصانع ما يلي:
- مصنع Margherita di Savoia، حيث يوجد في إيطاليا مصنع لمحطات تحلية المياه بالطاقة الشمسية، ويتراوح الإنتاج بين 50 و 60 مترًا مكعبًا في اليوم.
- استخدام البركة الشمسية التي تحتوي على الملوحة لتوفير الطاقة الحرارية وسعة التخزين.
- يوجد في إل باسو بولاية تكساس مشروع مماثل قيد التشغيل ينتج 19 متر مكعب / يوم.
- في الكويت، قاموا ببناء منشأة حكومية باستخدام الجامعات في الحوض الصغير المقابل.
- وذلك لتوفير الطاقة الحرارية الشمسية اللازمة لإنتاج 100 متر مكعب من المياه العذبة يوميًا.
- في شمال الصين، هناك عملية تجريبية وآلية وغير مأهولة باستخدام 80 مترًا مربعًا من مجمعات الطاقة الشمسية ذات الأنبوب المفرغ.
- ويرافقه توربينات رياح كيلوواط، والتي تدير عدة مضخات صغيرة، حتى تنتج 0.8 م 3 من المياه العذبة في اليوم.
- نرى أن بيانات الإنتاج تظهر أن طاقة التقطير الشمسي لها تتراوح بين 6-60 لترًا / متر مربع في اليوم.
- هذا على عكس الإنتاج القياسي من 3-4 لترات / متر مربع من الطاقة الشمسية يوميًا.
العيوب التي تواجهها المصانع الصغيرة عند تحلية المياه باستخدام الطاقة الشمسية
- العيب الوحيد لهذه المحطات هو أنها تعاني من ضعف الكفاءة أثناء بدء التشغيل أو انخفاض الطاقة.
- هذا لتحقيق أعلى مستوى من الكفاءة، لأنه من متطلبات انخفاض الضغط الذي تتحكم فيه جيدًا.
- إنه موجود في كل مرحلة وإدخال الطاقة ثابت.
- نتيجة لذلك، تتطلب التطبيقات الشمسية شكلاً من أشكال تخزين الطاقة الحرارية للتعامل مع التداخل السحابي.
- وأيضًا مع أوضاع الطاقة الشمسية المختلفة والتشغيل الليلي والتغيرات الموسمية في درجة حرارة الهواء المحيط.
- من الممكن أيضًا زيادة القدرة على تخزين الطاقة الحرارية، لأنها يمكن أن تحقق عملية أكثر استمرارية، ومعدلات الإنتاج هي الطريقة الأكثر كفاءة.
اقرأ أيضًا: البحث في تطبيقات الطاقة الشمسية ومستقبلها في مجالات الطاقة النظيفة والمتجددة
لذلك وصلنا إلى نهاية مقالنا حيث نقدم طرق تحلية المياه من خلال الطاقة الشمسية وأنواعها والمصانع التي تستخدم هذه الطريقة لتحلية المياه والعيوب التي تواجهها هذه المصانع.