آب شیرین کن خورشیدی می تواند میکروب های موجود در آب، نمک ها و فلزات سنگین را که در برخی از روش‌های تصفیه قبلی امکان جداسازی آن ها امکان پذیر نبود از آب جدا نماید. میزان استحصال آب تصفیه شده در این سیستم به میزان انرژی خورشید، میزان عایق کاری و دمای محیط بیرون بستگی دارد.
سیستم های آب شیرین کن خورشیدی با فناوری های مختلفی ساخته و به کار گرفته می شوند. فناوری های تولید آب شیرین اغلب به دو دسته حرارتی و غشایی تقسیم بندی می شوند. مهم ترین روش های حرارتی تولید آب شیرین با استفاده از انرژی خورشیدی روش رطوبت زنی و رطوبت زدایی و روش حوضچه خورشیدی می باشد و مهم ترین روش های غشایی نیز شامل روش اسمز معکوس به همراه سلول فتوولتائیک و تقطیر غشایی می باشند.
محاسبات سرانگشتی در مورد آب شیرین کن خورشیدی مشخص می کند به ازای هر ۱ متر مربع سطح جاذب خورشیدی می توان در روز ۴ لیتر آب تصفیه شده جمع آوری نمود. بنابراین می توان نتیجه گرفت برای تامین آب مکان های پرجمعیت سطح بسیار زیادی لازم می باشد. در شهرها زمینی که برای این کار لازم است بسیار گران قیمت و محدود می باشد.
آب شیرین کن های خورشیدی دارای هزینه اولیه تولید و ساخت نسبتا بالایی می باشد ولی هزینه انرژی آن ها مجانی است. البته برای انتقال آب شور به دستگاه و آب پاک از دستگاه به بیرون نیاز به کار پمپ می باشد.
همچنین دستگاه آب شیرین کن نیاز به مراقبت و نگهداری همیشگی دارد تا دستگاه از خوردگی و تشکیل رسوب حفظ شود و همچنین به این نکته توجه کنید از نشتی دستگاه و خروج بخار از آن جلوگیری کنید. از لحاظ عملی دستگاه های آب شیرین کن خورشیدی برای تصفیه آب در مقیاس های خانگی بیشترین کاربرد را دارند و همچنین مناسب روستاهای دورافتاده و محروم می باشند.
امروزه تلاش‌های بسیاری در جهت افزایش بازده آب شیرین کن ها انجام شده است و به همین دلیل با تمهیدات خاصی مانند تغییرات در طراحی، استفاده از فناوری های جانبی و استفاده از مواد متخلخل تلاش شده است تا میزان آب پاک استحصال شده از دستگاه های آب شیرین کن افزایش یابد. به این نکته توجه کنید این تغییرات با این که باعث افزایش بازده تولید می شود ولی به دلیل پیچیده تر شدن دستگاه ممکن است کارایی خود را در روستاها و مناطق محروم از دست بدهد.
آب شیرین کن های خورشیدی در مناطق گرم، که نیاز آب کمتر از ۳ مترمکعب در روز می باشد کارایی دارند. به دلیل هزینه بالای انتقال آب و همچنین هزینه های بالای تامین سوخت استفاده از این روش توجیه پذیر می باشد. شرایطی که استفاده از آب شیرین کن ها را معقول و با صرفه می نماید، شامل موارد زیر می باشد:
- آب شور در دسترس
- نیاز کلی آب بهداشتی کمتر از ۵ مترمکعب در روز
- آب و هوای گرم
- هزینه بالای انتقال آب
این سیستم در واقع یکی از انواع دستگاه های آب شیرین کن صنعتی محسوب میشود.
مزایای آب شیرین کن های خورشیدی
- تولید آب خالص
- عدم نیاز به تجهیزات جانبی برای راه اندازی
- عدم نیاز به منابع انرژی متداول
- عدم نیاز به اپراتور متخصص برای راه اندازی و نگهداری
- امکان پذیر بودن ساخت و تعمیر محلی
- هزینه پایین
- امکان تهیه آب شرب حتی از آب مقطر
دستگاه آب شیرین کن خورشیدی چگونه کار می کند؟
دستگاه آب شیرین کن خورشیدی از قوانین تبخیر و تقطیر پیروی می کند. در این سیستم آب شور وارد دستگاه می شود و این آب توسط تابش خورشیدی عبوری از سطح شیشه ای دستگاه، گرم می شود. وقتی آب شور داخل آب شیرین کن تبخیر می شود نمک، میکروب و سایر ذرات محلول در آب در تشتک باقی مانده و بخار آب که فاقد این مواد می باشد می تواند به سمت بالا حرکت کرده و در سطح زیرین شیشه تقطیر گردد. قطرات تشکیل شده از آن جا به سمت ظرف جمع کننده آب تصفیه شده حرکت می کند.
معرفی انواع آب شیرین کن های خورشیدی
آب شیرین کنهای خورشیدی به دسته های مختلفی تقسیم بندی می شوند که می توان به انواع یک مرحله ای و چند مرحله ای اشاره کرد. آب شیرین کن یک مرحله ای به این معنی است که سیستم تصفیه آب در یک مرحله تهیه و تولید می شود. آب شیرین کن های یک مرحله ای به دو دسته فعال و غیرفعال دسته بندی می شوند.
آب شیرین کن خورشیدی غیرفعال
آب شیرین کن های غیرفعال به دو دسته حوضچه ای و شیب دار تقسیم بندی می شوند. آب شیرین کن فعال در واقع همان دستگاه تصفیه آب غیرفعال است که با تجهیزات بیرونی مثل صفحه جاذب و یا پمپ سیرکولاسیون ترکیب شده است.
آب شیرین کن خورشیدی حوضچه ای تک مرحله ای
در این دسته از آب شیرین کن ها انرژی تابشی خورشید از پوشش شیشه ای و شفاف می گذرد و به صورت انرژی حرارتی جذب سطح سیاه حوضچه که در تماس با آب شور می باشد می شود. آب گرم شروع به تبخیر می کند و بخار ایجاد شده در سطح پوشش شیشه ای چگالیده می شود و سپس در جهت شیب سطح به طرف یک ناودان و سپس به درون یک تانک ذخیره کننده آب خالص هدایت می شود. این نوع دستگاه آب شیرین کن خورشیدی روی سطح یک زمین رو باز نصب می شود.
از جمله معایب این دستگاه افقی بودن سطح آب داخل حوضچه می باشد که با اشعه های خورشید برخورد کمتری دارد و همچنین ظرفیت زیاد آب شور داخل حوضچه میزان افزایش دما و در نتیجه میزان تولید آب شیرین را محدود می کند.
آب شیرین کن خورشیدی چندمرحله ای
این دستگاه شامل صفحات موازی فاصله دار و مایلی می باشد که فضای بین هر دو صفحه یک مرحله عمل تقطیر را انجام می دهد. در آب شیرین کن خورشیدی چندمرحله ای هر صفحه نقش تبخیرکننده برای یک مرحله و تقطیرکننده برای مرحله بعدی را بازی می کند. چگونگی عملکرد این دستگاه به این گونه است که اشعه خورشید از شیشه می گذرد و در صفحه جاذب تولید گرما می کند و صفحه بعدی در اثر عبور جریان آب شور سرد می شود.
هنگام عبور آب شور از سطح زیرین صفحه جاذب آب تبخیر شده و روی سطح بالایی صفحه دیگر تقطیر می شود. در این عملیات گرمای دفع شده در اثر تقطیر نقش پیش گرمکن برای مرحله بعدی را ایفا می کند. به این ترتیب آب های تقطیر شده از طریق چند صفحه و آب شور تبخیر نشده به وسیله چند سطح دیگرجریان یافته و از جریان خارج می شوند.
آب شیرین کن خورشیدی با بازتابنده
استفاده از سطوح بازتابنده نیازمند استفاده از آیینه هایی است که در سطح عمودی عقبی به دستگاه های کوچک محدود می شود. با وجود این که استفاده از این نوع آیینه ها به طور محسوسی میزان تولید را افزایش می دهد ولی این آیینه ها گران قیمت بوده و چندان مقاوم نیستند.
آب شیرین کن خورشیدی فتیله ای
در آب شیرین کن خورشیدی فتیله ای، فتیله پر منفذی از جنس پارچه سیاه وجود دارد که آب شور به آرامی از روی آن عبور داده می شود. نور خورشید که از روی شیشه عبور کرده است باعث گرم شدن این پارچه می شود و عمل تبخیر شروع می شود. بخار آب در برخورد با شیشه یا پلاستیک پوشش دستگاه تقطیر می شود و در کانالی که در پوشش پایینی قرار دارد جمع می شود و آب های شور نیز از ابتدای فتیله به بیرون از آب شیرین کن ریخته می شود. این آب شیرین کن به علت قرار گرفتن مناسب در مقابل اشعه خورشید و همچنین به دلیل داشتن ظرفیت گرمای کمتر دارای میزان تولید زیادی به ازای هر مترمربع از سطح جاذب می باشد ولی به دلیل خشک شدن های مکرر و پوسیدگی سریع فتیله از لحاظ اقتصادی به صرفه نمی باشد.
آب شیرین کن خورشیدی پلکانی
در آب شیرین کن پلکانی به علت فاصله کم شیشه و پلکان فضای خالی سریع تر اشباع می شود و بنابراین راندمان این نوع آب شیرین کن برای تولید آب شیرین نسبت به سایر آب شیرین کن ها بالاتر است. از دیگر مزایای این نوع سیستم تصفیه آب قابل تنظیم بودن زاویه آن نسبت به نور خورشید می باشد. و می توان آن را در هر عرض جغرافیایی طوری تنظیم کرد که نسبت به نور خورشید بیشترین دریافت را داشته باشد. همچنین این دستگاه قابلیت تولید آب شیرین و آب گرم را به طور همزمان دارا می باشد. از معایب این نوع از آب شیرین کن ها پیچیدگی مدل سازی و گرانی ساخت آن ها می باشد.
آب شیرین کن خورشیدی دودکشی
آب شیرین کن خورشیدی دودکشی شبیه آب شیرین کن حوضچه ای می باشد که آب شور روی صفحه سیاه رنگ در اثر تابش خورشید تبخیر می شود. بخار حاصل از طریق جا به جایی طبیعی یا اجباری وارد دودکش شده و آن جا در اثر برخورد با یک مبادله کن گرمایی که از درون لوله های آن آب شور سرد جریان دارد تقطیر می شود. در اثر فرآیند تقطیر و دفع گرما آب شور ورودی به دستگاه پیش گرم شده و آب شیرین تهیه شده در بخش پایین دودکش جمع و مورد استفاده قرار می گیرد.
آب شیرین کن خورشیدی لوله ای هم مرکز
این دستگاه از دو لوله هم محور تشکیل می شود که لوله ی بزرگ تر آن از جنس پلاستیک شفاف است و لوله ی کوچک تر آن که درون لوله ی بزرگ تر قرار گرفته از فلز سیاه رنگی ساخته شده و به عنوان صفحه جاذب کار می کند. آب شور به کمک لوله ای که دور لوله کوچک تر پیچیده شده به درون دستگاه جریان می یابد و از طریق سوراخ هایی که روی لوله ایجاد شده به بیرون ریخته می شود. عملکرد این نوع آب شیرین کن به این صورت می باشد که هوا به داخل فضای حلقوی بین دو لوله فرستاده می شود و تابش خورشید به وسیله سطح بیرونی و سیاه رنگ لوله کوچک جذب می شود و موجب افزایش رطوبت هوا به دلیل تبخیر آب شور می گردد و هوای مرطوب وارد بخش درونی لوله کوچک تر می شود و رطوبت هوا بر روی سطح درونی لوله کوچک تقطیر و جمع آوری می گردد.
آب شیرین کنهای خورشیدی فعال
آب شیرین کن های خورشیدی نوع فعال آب شیرین کن هایی هستند که در آن تبخیر به صورت مستقیم بر روی صفحه جاذب انجام نمی شود بلکه از صفحه جاذب به طور غیرمستقیم یا در ترکیب با سایر آب شیرین کن ها استفاده می شود. حرارت به صورت مستقیم و با کمک یک جاذب به آب شیرین کن انتقال می یابد و این امر موجب افزایش میزان تبخیر می شود.
نقد و بررسی‌ها
هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.