Τεχνολογία μονάδας αφαλάτωσης με ηλιακή ενέργεια

Ηλιακή μονάδα αφαλάτωσης, συσκευή που μετατρέπει το αλμυρό νερό σε πόσιμο νερό, μετατρέποντας την ενέργεια του Ήλιου σε θερμότητα, άμεσα ή έμμεσα, για να οδηγήσει τη διαδικασία αφαλάτωσης. Η ηλιακή αφαλάτωση μιμείται τον φυσικό κύκλο νερού της Γης (τη διαδικασία που δημιουργεί βροχοπτώσεις) και έχει εφαρμοστεί από τον άνθρωπο ως μια στοιχειώδης διαδικασία επεξεργασίας νερού από την εποχή των αρχαίων Ελλήνων.

Ο σχεδιασμός μιας άμεσης ή παθητικής μονάδας, που γενικά ονομάζεται ηλιακή ακίνητη, μπορεί να είναι αρκετά απλή και φθηνή. Το αλμυρό νερό στη μονάδα αφαλάτωσης θερμαίνεται από τον Ήλιο, μετατρέποντας το υγρό σε υδρατμούς (αέριο). Καθώς θερμαίνεται, οι υδρατμοί ανεβαίνουν στην κορυφή της μονάδας, συλλέγονται στο εσωτερικό καπάκι και συμπυκνώνονται ξανά σε υγρό ως γλυκό νερό σε ξεχωριστό δοχείο συλλογής. Το αλάτι δεν μπορεί να αλλάξει σε αέριο και, ως εκ τούτου, παραμένει στην αρχική μονάδα. Η άμεση ηλιακή αφαλάτωση λειτουργεί καλά για τον καθαρισμό, αλλά, λόγω της χαμηλής θερμοκρασίας λειτουργίας της μονάδας, δεν παράγει πολύ νερό την ημέρα. Η ποσότητα πόσιμου νερού που παράγεται σε μια μονάδα άμεσης αφαλάτωσης είναι ανάλογη με την επιφάνεια της συσκευής. Η ημερήσια παραγωγή γλυκού νερού ανά τετραγωνικό μέτρο έκτασης είναι συνήθως 2 έως 3 λίτρα (περίπου 0,5 έως 0,8 γαλόνια), ανάλογα με τον σχεδιασμό ηλιακού στατικού. Ο τυπικά εύχρηστος σχεδιασμός, ωστόσο, το καθιστά ιδανικό για μικρής κλίμακας ανάγκες οικογενειών σε απομακρυσμένες περιοχές, καθώς ο μέσος άνθρωπος χρειάζεται περίπου δύο λίτρα νερού την ημέρα για να επιβιώσει. Η διαδικασία καθοδηγείται αποκλειστικά από ηλιακή ενέργεια, οπότε οι καιρικές συνθήκες και η μεταβλητή ένταση του ήλιου (λόγω της μεταβαλλόμενης θέσης του Ήλιου καθ 'όλη τη διάρκεια της ημέρας) μπορούν να επηρεάσουν αρνητικά την απόδοση.

Η έξοδος από μια μονάδα άμεσης ηλιακής αφαλάτωσης είναι πολύ χαμηλή για να χρησιμοποιηθεί σε μια εμπορική λειτουργία. Ως εκ τούτου, πρέπει να χρησιμοποιούνται μέθοδοι έμμεσης ηλιακής αφαλάτωσης για την αύξηση της παραγωγής γλυκού νερού. Η έμμεση ηλιακή αφαλάτωση συνδυάζει δύο διαφορετικές τεχνολογίες: η συλλογή ηλιακής ενέργειας (μέσω της χρήσης φωτοβολταϊκών πάνελ) συνδυάζεται με μια αποδεδειγμένη μέθοδο αφαλάτωσης όπως η απόσταξη πολλαπλών σταδίων (MSF), η εξάτμιση πολλαπλών φαινομένων (MEE) ή η αντίστροφη όσμωση (RO). Η χρήση ανανεώσιμης ηλιακής ενέργειας ως συμπληρωματική πηγή θερμότητας μπορεί να βοηθήσει στην εξάλειψη της κατανάλωσης ενέργειας από ορυκτά καύσιμα, μειώνοντας σημαντικά το λειτουργικό κόστος και καθιστώντας βιώσιμες τις εμπορικές εγκαταστάσεις αφαλάτωσης.

Ένα μικρό κλάσμα του γλυκού νερού που παράγεται παγκοσμίως μέσω της αφαλάτωσης χρησιμοποιεί ηλιακή ενέργεια. Καθώς η ζήτηση για γλυκό νερό αυξάνεται και οι εξελίξεις στην ηλιακή τεχνολογία (όπως συστήματα υψηλής συγκέντρωσης φωτοβολταϊκών και θερμικής ενέργειας) καθίστανται εμπορικά εφικτές, οι εγκαταστάσεις ηλιακής αφαλάτωσης είναι πιθανό να γίνουν πιο διαδεδομένες.