بهینه و بومی‌سازی آب‌شیرین‌کن‌های خورشیدی

به گزارش فارس ، مهرزاد فیلی‌زاده ، مجری این طرح گفت: طی این پژوهش، با استفاده از بررسی‌های تئوری و تجربی و بکارگیری تکنیک‌های مختلف از جمله استفاده چندین باره از انرژی ورودی، استفاده از سیستم توزیع متخلخل و بهره‌گیری از سیستم هیبریدی، بسیاری از مشکلات موجود در آب‌شیرین‌کن‌های مرسوم مرتفع شده است.

وی افزود: یکی از دستاوردهای این گروه، دستگاه آب‌شیرین‌کن خورشیدی چندگانه با قابلیت استفاده از سیستم هیبریدی خورشیدی- الکتریکی یا خورشیدی- گازی است که بر اساس تجربیات چند ساله‌ این گروه ساخته شده است.

این مبتکر جوان اضافه کرد: از مزایای این نمونه آب‌شیرین‌‌کن می‌توان به بازده بالا، حساسیت کم به رسوبگیری، عدم نیاز به مراقبت زیاد، قیمت ارزان، قابلیت راه‌اندازی تنها به وسیله‌ انرژی خورشیدی، امکان افزایش تولید توسط کوپل شدن با آب‌گرم‌کن‌های خورشیدی رایج و توجیه اقتصادی جهت استفاده در مقیاس خانگی اشاره کرد.

وی گفت: گروه مهندسی مهرپژوه در خلال این تحقیق با انجام آزمایش‌های تخصصی 24 ساعته و ارائه مدل‌های ریاضی کاملاً جدید، موفق به ارزیابی، بومی‌سازی و بهینه‌سازی ‌بسیاری از دستگاه‌های آب‌شیرین‌کن‌ خورشیدی با توجه به امکانات و شرایط آب و هوایی کشور شده است. ضمن این‌که در این طرح، همچنین مزایا و محدودیت‌های هر یک از دستگاه‌ها مورد بررسی قرار گرفته تا در شرایط مختلف جغرافیایی، اجتماعی و امکانات کشور مناسب‌ترین نوع آب‌شیرین‌کن‌ خورشیدی و بهترین شرایط عملیاتی آن، مشخص و پیشنهاد شود.

دانشجوی مقطع کارشناسی ارشد دانشگاه صنعتی شریف یادآور شد: اگر چه ممکن است، استفاده از آب‌شیرین ‌کن‌های خورشیدی جهت تأمین آب شرب در ظرفیت‌های بالا تا افق دو دهه آینده، اقتصادی نباشد، لیکن با توجه به شرایط اقلیمی کشور استفاده در ظرفیت‌های پایین و متوسط، به خصوص در مناطق جنوبی و نواحی کم جمعیت ساحلی و کویری که به چاه‌های آب شور و آب دریا و همچنین تابش نور خورشید مناسب دسترسی دارند، اقتصادی به نظر می‌رسد.

وی با اشاره به ویژگی‌های آب‌شیرین‌کن‌های خورشیدی گفت: از مهمترین ویژگی‌های آب‌شیرین‌کن‌های خورشیدی ، می‌توان به توانایی حذف ناخالصی‌هایی همچون نیترات‌ها، کلرید‌ها، آهن و جامدات حل شونده در آب و حتی آلودگی‌های میکروبی، استفاده از انرژی در دسترس و ارزان خورشید، کارکرد بدون نیاز به نیروی متخصص، قابلیت استفاده در مقیاس خانگی، عدم ایجاد هر گونه آلودگی، هزینه پایین تعمیر و نگهداری و همچنین نصب و راه‌اندازی آسان اشاره کرد.

فیلی‌زاده به آب‌شیرین‌کن‌های رایج اشاره کرد و افزود: از متداول‌ترین روش‌های شیرین‌سازی آب که بیشتر برای ظرفیت‌های بالا کاربرد دارند، اسمز معکوس(Reverse osmosis)، تقطیر ناگهانی چند مرحله‌ای (Multi-stage flash)، تقطیر چند مرحله‌ای (Multi-effect distillation) و تراکم بخار (Vapor compression) هستند.

وی اضافه کرد: روش‌های مذکور انرژی نسبتاً زیادی مصرف می‌کنند و همچنین روش‌های حرارتی شاملMSF ، MED و VC نیازمند بخار ما فوق داغ هستند لذا تامین انرژی مورد نیاز این روش‌ها در ظرفیت‌های پایین با مشکلات فنی و اقتصادی همراه خواهد بود، در صورتی که در روش ابداعی از انرژی در دسترس خورشیدی و مکانیسم تبخیر ـ میعان استفاده می‌شود.

این پژوهشگر با توجه به ضرورت بهینه‌سازی الگوی تولید و مصرف آب شیرین تأکید کرد: کاهش شدید سطح آب در سفره‌های زیرزمینی طی سال‌های اخیر و توزیع نامتناسب بارندگی از نظر مکانی و زمانی در کشور از مشکلات اساسی در بخش آب به شمار می‌رود. از طرف دیگر با افزایش جمعیت به حدود 90 میلیون نفر در سال 1400، بخش عظیمی از استان‌های کشور با مشکل کم آبی رو به رو خواهند بود بنابراین استفاده از ظرفیت‌های بالقوه و روش‌های جدید جهت تأمین نیازهای آبی بخش‌های کم آب کشور، در مدت زمان کوتاه باقیمانده الزامی است.

وی تصریح کرد: از سوی دیگر، خوشبختانه ایران روی کمربند خورشیدی جهان قرار گرفته است و یکی از کشورهای بسیار مستعد جهت بهره‌گیری از این نوع انرژی است. به طوری که انرژی خورشیدی دریافتی سالانه‌ی‌ ایران، حدود سه هزار برابر مصرف سالانه‌ انرژی کشور است و اگر بتوان از این انرژی با بازده‌ 10 درصد بهره گرفت، با استفاده از حدود 3 درصد از سطح کشور می‌توان کل انرژی مورد نیاز کشور را تأمین نمود لذا استفاده از انرژی در دسترس و پایدار خورشیدی در آب‌شیرین‌کن‌ها می‌تواند به عنوان یکی از راه‌حل‌های مقابله با بحران‌های آب و انرژی مورد توجه قرار گیرد.

دبیر گروه تخصصی مهرپژوه خاطرنشان کرد: مراحل مختلف این پژوهش مرهون حمایت پژوهشکده‌ شهید رضائی دانشگاه صنعتی شریف و پشتیبانی مرکز تحقیقات انرژی خورشیدی دانشگاه شیراز، مشاوره‌ اساتید گروه و همکاری اعضای فعال گروه تخصصی مهرپژوه است.

طی این طرح تحقیقاتی علاوه بر ساخت موفق بیش از 15 دستگاه آب‌شیرین‌کن خورشیدی، ثبت 5 اختراع و ارائه‌ بیش از 10 مقاله‌ پژوهشی در این زمینه، این گروه موفق به کسب مقام اول در دومین جشنواره‌ ملی حرکت و همچنین کسب مقام دوم در دومین جشنواره‌ی تحقیقات دانشجویی و ایده‌های برتر شده است.