طراحی یک واحد تصفیه آب شیرین کن خورشیدی ترکیبی با حداکثر ظرفیت تولید 14 لیتر در روز با ورودی آب دریای خلیج فارس با استفاده از مدار برق پشتیبان

در یک دسته بندی کلی انرژی هایی را که اکنون مورد استفاده قرار می گیرند می توان به چهار گروه تقسیم کرد:1- انرژی های آلوده کننده و تجدید ناپذیر2- انرژی های آلوده کننده و تجدید پذیر3- انرژی های بدون آلودگی و تجدید ناپذیر4- انرژی های بدون آلودگی و تجدید پذیر انرژی خورشیدی جزو گروه چهارم از دسته بندی فوق می باشد زیرا این انرژی هیچ گونه آلودگی در پی نخواهد داشت و به علاوه چون تامین این نوع از انرژی خورشید می باشد از نوع انرژی های تجدید پذیر است.یکی از مسائل مهم در ایران تولید آب شرب در مناطق دور افتاده و کم باران است. بارش متوسط سالیانه در ایران کمتر از 223 میلی متر است و متاسفانه علاوه بر این معضل پراکندگی مناطق پر باران آن به نحوی است که بجز مناطق حاشیه دریای خزر و نقاط کوهستانی میزان بارش سالیانه بسیار اندک می باشد و باید برای این مناطق و بویژه مناطق دور از شهرها چاره ای اندیشید.با توجه به میزان بالای ساعات تابش خورشیدی در کشور، بکارگیری انرژی خورشیدی به منظور استحصال آب شیرین از آب شور بسیار توجیه پذیر و مقرون به صرفه است. امروزه استفاده از انرژی خورشیدی در زمینه هایی چون شیرین سازی آب دریا ، تولید برق ، نیروگاه ها و مصارفی در ساختمان ها اهمیت پیدا کرده است.در راستا با شیرین سازی آب دریا طرح هایی در کشور به ثبت رسیده است که اکثرا بر اساس روش های تقطیر چند طبقه ای (MSF) ، تقطیر چند اثره (MED) و اسمز معکوس (RO) می باشد در آب شیرین کن های روش اسمز معکوس (RO) با گذراندن آب از روی یک سری غشا باعث حذف املاح زائد موجود در آب از جمله نمک می شود که به هیچ عنوان جز روش های خورشیدی محسوب نمی شوند. روش هایMED و MSF به دلیل استفاده نکردن از تجهیزات فعال جزء آب شیرین کن های غیر فعال محسوب می شوند.اما در این طرح از روش های آب شیرین کن های خورشیدی ترکیبی استفاده شده است.در این طرح اجزای فعالی چون ( کلکتور خورشیدی ، کمپرسور هوا ،رله برقی ارتفاع سنج و پمپ سیرکلاسیون ) به منظور بالا بردن راندمان سیستم استفاده شده است.یکی از مزایای این سیستم تامین برق تجهیزات فعال توسط پنل های فتولتاییک می باشد. سیستم های فوتوولتاییک (PV) که در اصل برای کاربردهای فضایی ابداع و تکمیل شده بودند، انرژی نوری را مستقیما به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند. اصل مقدماتی در این تکنولوژی پدیده فتوالکتریک است که اولین بار بوسیله انیشتین مطرح شد.سلولهای فتوولتائی یا سلول های خورشیدی–کریستال هایی هستند که از لایه های نازک از جنس نیمه هادی )سیلیکون و آرسینورگالیم( ساخته شده اند. سلولهایی که ازسیلیکون ساخته می شوند از لحاظ تئوری بازده ماکزیمم حدود 22 درصد دارند. ولی بازده عملی آن حدود 15 تا 18 درصد است.نحوه کارکرد سیستم به این صورت است که آب دریا توسط پمپ آب دریا به سمت کلکتور خورشیدی هدایت شده و بعد از گرم شدن آب داخل کلکتور،داخل محفظه شیشه ای تبخیر شده و بخار تولید شده توسط کمپرسور هوا به سمت کندانسور آب خنک هدایت می شود و آب مقطر تولید می گردد.لازم به ذکر است که آب دریا پیش از ورود به داخل کلکتور خورشیدی از مجاور کویل کندانسور آب خنک عبور کرده و می توان به این صورت عمل پیش گرمایش را انجام داد.در آب شیرین کن های خورشیدی انجام عمل تبخیر با راندمان مناسب بسیار مهم می باشد که انجام این عمل توسط کلکتور خورشیدی در سیستم انجام می شود.به همین خاطر آزمایشی بر روی کلکتور صفحه تخت و لوله حرارتی به منظور انتخاب بهترین نوع کلکتور انجام شده است.در این سیستم از محفظه شیشه ای به منظور ایجاد بستری مناسب برای تبخیر استفاده شده است که آب گرم شده از کلکتور خورشیدی به داخل محفظه هدایت می شود.به منظور این که آب هدایت شده دچار افت دمایی کمتری بشود آزمایشی بر روی دو فلز گالوانیزه و استیل ضد اسید در دو حالت سطح ساده و اپوکسی شده انجام شده است

کلیدواژه ها:

آب شیرین کن های خورشیدی ، کلکتور لوله حرارتی ، کلکتور صفحه تخت ، UPS ، پنل فتوولتاییک