تولید آب شیرین با استفاده از انرژی خورشید

سلامت انسان ها و کیفیت زندگی آنها رابطه تنگاتنگی با هوای پاک و آب آشامیدنی تمیز دارد. ولی در برخی از مناطق جهان، مردمی زندگی می­ کنند که به منابع آب آشامیدنی دسترسی نداشته و از کمبود آن رنج می برند. برای حل این مشکلات باید به دنبال تکنولورژهای مناسب جهت شیرین کردن آب بود.

آب شیرین کن مجهز به فوم پلی استایرن و کاغذ پر منفذ آغشته به کربن سیاه

با پیشرفت علم و فناوری، امروزه دستگاه جدیدی برای تقطیر آب ابداع شده است که بوسیله انرژی خورشیدی کار می­کند. این دستگاه می­تواند دو برابر دستگاه­های دیگر تصفیه آب، خروجی داشته باشد. همچنین محققان نوع دیگری از این آب شیرین­کن­های خورشیدی را ساخته­اند که مجهز به  کاغذ آغشته به کربن می­باشد. این کار باعث افزایش کارایی تصفیه‌کننده و جدا شدن بهتر نمک و دیگر املاح آب شده و آب را برای آشامیدن آماده می­کند.  این ایده در تاریخ ۳۰ ژانویه‌ی سال ۲۰۱۷ در

ژورنال Global Challenges مطرح شد. از مزیت­های اصلی این روش می­توان به استفاده حداکثری از انرژی خورشید اشاره داشت، درحالی­که گرمای ازدست‌رفته به حداقل خود برسد.  این وسیله از گرمای خورشید استفاده می‌کند تا آب را تمیز یا نمک آن را جدا کند. این فرایند در سه مرحله صورت می‌پذیرد:

  • آب به‌وسیله گرمای خورشید تبخیر می‌شود.
  • هنگامی‌که تبخیر صورت می‌گیرد، باکتری، نمک و دیگر اجزای ناخواسته در ظرف باقی می‌مانند.
  • هنگامی‌که بخار سرد و به مایع تبدیل شد، در ظرف دیگری ذخیره می‌شود.

مقایسه متمرکزکننده‌های نوری (همانند عدسی یا آینه) با فوم پلی استایرن و کاغذ پر منفذ آغشته به کربن سیاه

هرچند که استفاده از انرژی خورشید برای تصفیه آب، سال­هاست مورد استفاده مردمانی است که با کمبود آب مواجه هستند، ولی دستگاه­های تصفیه بکارگرفته توسط آنها اندازه­های بسیار بزرگی دارد. این امر منجر به هدررفت گرمای بسیاری می­شود. اغلب این دستگاه­ها، از متمرکزکننده‌های نوری (همانند عدسی یا آینه) جهت متمرکز ساختن نور خورشید استفاده می­کنند که بسیار هزینه بر می­باشد.  ولی در آب شیرین کن که مجهز  فوم پلی استایرن و کاغذ پر منفذ آغشته به کربن سیاه هستند، فوم پلی استایرن یک نوع پلاستیک رایج بوده که بعنوان عایق حرارتی عمل کرده و آب را جذب می‌کند.

کربن سیاه نیز انرژی خورشید لازم برای تبخیر را جذب و به گرما تبدیل می‌کند. با این دستگاه میزان هدر رفت انرژی تنها 12 درصد بوده که این موضوع بی­سابقه می باشد. این میزان هدررفت از انرژی نیز به دلیل این است که این دستگاه، سطح آب را در دمای ۴۴ درجه‌ی سلسیوس به بخار تبدیل می‌کند.

از لحاظ مقایسه این دستگاه با دستگاه های تصفیه­ کننده صنعتی، محققین چنین گزارش کرده اند که با در نظر گرفتن اندازه مساوی برای هر کدام از آنها، تصفیه‌کننده‌های صنعتی روزانه بین ۱ تا ۵ لیتر و  آب شیرین های خورشیدی مجهز به فوم پلی استایرن بین ۳ تا ۱۰ لیتر آب تصفیه‌شده تولید می­کنند.

همچنین در مقایسه قیمت بین دو نوع آب شیرین کن خورشیدی دارای متمرکزکننده‌های نوری و آب شیرین کن خورشیدی مجهز به فوم پلی استایرن، باید توجه داشت که هزینه دومی بسیار پایینر و 1/125 برابر گروه اول است.

انجمن اقتصاد جهانی تخمین زده است که ارتقاء زیرساخت‌های تأمین آب آشامیدنی در سراسر دنیا بین سال‌های ۲۰۱۰ تا ۲۰۳۰ حدودا ۲۶ تریلیون دلار هزینه در بر خواهد داشت.

مزایای عمده آب شیرین کن خورشیدی عبارتند از:

  • قابلیت تبدیل آب­های بسیار شور به آب شیرین
  • کارکرد مناسب بدون نیاز به انرژی­های فسیلی
  • کمترین (حداقل)میزان پسآب
  • نصب و نگهداری آسان
  • طول عمر بالا
  • قیمت ارزان و اقتصادی
  • آب شیرین کن خورشیدی این امکان را فراهم آورده است که مردم آب آشامیدنی خود را به‌ وسیله‌ی پنل‌های خورشیدی روی سقف منازل خود تولید کنند؛ دقیقا همان‌طوری که برق خود را تأمین می‌کنند.

منبع: کلینیک انرژی