عضویت العربیة English
امام صادق علیه‌السلام: صله رحم و نیکى، حساب (قیامت) را آسان و از گناهان جلوگیرى مى‌کند. کافى، ج2، ص157

معجزه خورشید در شیرین كردن آب

معجزه خورشید در شیرین كردن آب
پنج شنبه 28 بهمن 1389  07:44 ب.ظ

 

با آن كه بیش از ۸۰ درصد از كره زمین را آب فرا گرفته است، اما تنها حدود ۳درصد از آب های موجود كره زمین قابل شرب است.

به همین دلیل امروزه كمبود آب شرب و چگونگی تأمین آن یكی از مسائل مهم و اساسی كشورهای مختلف جهان است.

این موضوع پژوهشگران زیادی را در سال های اخیر به منظور تأمین آب شرب مورد نیاز نقاط مختلف جهان به خود مشغول ساخته است كه نتیجه آن توسعه روزافزون استفاده از آب شیرین كن ها بوده است. كشور ما نیز با وجود خشكسالی های پی درپی و افزایش تقاضا ناشی از رشد جمعیت، توسعه صنایع و كشاورزی، از این مساله مستثنا نیست.

بخصوص این كه با برداشت های بی رویه از منابع آب های زیرزمینی، سطح این منابع و كیفیت آنها در بسیاری از نقاط كشور بخصوص در مناطق مركزی، شرقی و جنوبی، كاهش یافته است.

با توجه به اهمیت حیاتی این نعمت الهی، می توان خطر كمبود و بحران آب را بسیار مهم تر و جدی تر از انرژی دانست كه توجه جدی به این مساله و برنامه ریزی دقیق برای مقابله با آن را ضروری می كند.

توسعه صنعت آب شیرین كن ها در كشور یكی از راهكارهای مقابله با این مشكل است. از آنجا كه تامین انرژی مورد نیاز و تكنولوژی مورد استفاده از مسائل مهم در بهره برداری از آب شیرین كن است، توجه به انرژی خورشید به عنوان یك منبع انرژی پاك و تجدیدپذیر اهمیت ویژه ای دارد؛ زیرا در بیشتر نقاطی كه شیرین سازی منابع آب ضرورت پیدا كرده است، انرژی خورشید با شدت تابش مناسب دردسترس است.

در این راستا با تلاش پژوهشگران پژوهشكده توسعه صنایع شیمیایی ایران، جهاددانشگاهی نخستین دستگاه تركیبی آب شیرین كن ـ آبگرمكن خورشیدی روستایی در كشور به بهره برداری رسیده است. مهندس محمد ضامن ـ یكی از مجریان طرح ـ در این گفت وگو جزئیات بیشتر كار را تشریح كرده است.
 

behrouz_h

behrouz_h
کاربر برنزی
تاریخ عضویت : دی 1389 
تعداد پست ها : 1469
محل سکونت : آ.شرقی

پاسخ به:معجزه خورشید در شیرین كردن آب
پنج شنبه 28 بهمن 1389  07:46 ب.ظ

 

تاریخچه استفاده از آب شیرین كن های خورشیدی به چه زمانی برمی گردد و بیشتر در چه كشورهایی مورد استفاده قرار گرفته است؟

با توجه به این كه انرژی خورشید به عنوان یك منبع رایگان، در بیشتر نقاطی كه نیاز به آب شیرین دارند، با شدت تابش مناسبی در دسترس است، لذا استفاده از این منبع انرژی یكی از مناسب ترین گزینه ها برای تولید غیرمتمركز آب شیرین است.

استفاده از آب شیرین كن های خورشیدی، پیشینه تاریخی زیادی دارد و شاید بتوان گفت كه اولین آب شیرین كن های ساخته دست بشر از این نوع بوده است. این آب شیرین كن ها از نوع تقطیركننده های خورشیدی مستقیم (Direct Solar Distiller) بوده كه در آنها از انرژی خورشید مستقیما برای تقطیر آب شور و تهیه آب شیرین استفاده شده است. مشكلات عمده این سیستم ها، راندمان كم، ظرفیت پایین، اشغال فضای نسبتا زیاد و عدم امكان ذخیره سازی انرژی خورشید است؛ البته در سال های اخیر تحقیقات زیادی برای افزایش كارایی این روش صورت گرفته است.

نوع دیگر آب شیرین كن های خورشیدی با نام آب شیرین كن های خورشیدی غیرمستقیم شناخته می شوند كه در این نوع ابتدا در یك بخش انرژی خورشید با تكنیك های مختلف جمع آوری و سپس در بخش دیگری، تقطیر و شیرین سازی آب با استفاده از انرژی جذب شده، انجام می شود.

به طور كلی استفاده از آب شیرین كن ها در مناطق خشك و بیابانی مانند كشورهای خاورمیانه و شمال آفریقا توسعه بیشتری داشته است. كشور ما نیز به دلیل شرایط اقلیمی خاصش در سال های اخیر شاهد توسعه استفاده از آب شیرین كن ها بوده است. ولی آب شیرین كن های خورشیدی در كشور هنوز مرحله تحقیقاتی را طی می كند.

روش و فرآیندی را كه باعث شیرین شدن آب به كمك این دستگاه می شود توضیح دهید.در این دستگاه از فرآیند رطوبت زنی و رطوبت زدایی هوا (HD) برای شیرین سازی آب استفاده شده است، به این معنا كه هوا این قابلیت را دارد كه مقدار زیادی رطوبت را با خود حمل كند، بخصوص زمانی كه دمای هوا افزایش پیدا می كند، ظرفیت جذب رطوبت آن بشدت افزایش می یابد.

بنابراین با استفاده از این روش ابتدا هوا گرم و مرطوب می شود (كه به آن رطوبت زنی می گویند) و سپس هوای مرطوب با عبور از روی سطح یك كندانسور (چگالنده) خنك می شود (كه سبب چگالش آب شده و به آن رطوبت زدایی گفته می شود). در نتیجه رطوبت زدایی از هوا، آب شیرین تولید می شود.
 

behrouz_h

behrouz_h
کاربر برنزی
تاریخ عضویت : دی 1389 
تعداد پست ها : 1469
محل سکونت : آ.شرقی

پاسخ به:معجزه خورشید در شیرین كردن آب
پنج شنبه 28 بهمن 1389  07:47 ب.ظ

 

با كمك این دستگاه روزانه چه حجمی از آب شیرین می شود؟ درخصوص قابلیت دیگر آن چطور، روزانه چه حجمی از آب را می تواند گرم كند؟

كل انرژی حرارتی مورد نیاز دستگاه از طریق انرژی خورشید تامین می شود و ظرفیت اسمی دستگاه، تولید روزانه ۵۰۰ لیتر آب شیرین و حداقل ۳۰۰۰ لیتر آب گرم است كه در روزهای تابستان تا ۹۰۰۰ لیتر نیز قابل افزایش است.

همچنین این دستگاه قادر است، به طور همزمان آب شیرین و بخش اعظم آب گرم یك روستای یكصدنفره را تامین كند.

با توجه به این كه نسبت تبخیر آب در این فرآیند حدود ۵ درصد است، آب خروجی از دستگاه دارای كیفیت مشابه آب ورودی به دستگاه است با این تفاوت كه دارای دمایی بالاتر از ۵۰ درجه سانتیگراد است. لذا می توان از آن به عنوان آب گرم مصرفی مورد نیاز استفاده كرد.

در این صورت آب خروجی از آب شیرین كن می تواند به عنوان آب گرم مصرف شده و لذا دورریز آب در این دستگاه به صفر برسد كه از خصوصیات بارز این روش است.



نكته: آب شیرین كن هایی كه بهره برداری شده اند می توانند در بسیاری از روستاهای كشور به اجرا درآیند و آب شیرین روستاها و آب گرم حمام های روستایی را به طور همزمان تامین كنند

در این پروژه برای نخستین بار در دنیا فرآیند HD به صورت ۲ مرحله ای به اجرا درآمده است؛ منظور از ۲ مرحله ای این است كه ۲ سیكل مجزا برای هوا به عنوان سیكل دمای بالا و سیكل دمای پایین وجود دارد و این روش منجر به كاهش ۲۰ درصدی مصرف انرژی حرارتی و درنتیجه كم شدن سطح كلكتورهای خورشیدی مورد نیاز و كاهش هزینه های سرمایه گذاری اولیه طرح شده است.

این طرح قابلیت این را دارد كه در بسیاری از روستاهای كشور به اجرا درآید و آب شیرین روستاها و آب گرم حمام های روستایی را به طور همزمان تامین كند.

علاوه بر این قابلیت نصب آن در مجتمع های مسكونی یا سایر مراكز شبانه روزی دولتی یا خصوصی مانند مراكز بهزیستی، پاسگاه های انتظامی، زندان ها و مراكز اقامتی بین راهی در ظرفیت های مختلف وجود دارد.
 

behrouz_h

behrouz_h
کاربر برنزی
تاریخ عضویت : دی 1389 
تعداد پست ها : 1469
محل سکونت : آ.شرقی

پاسخ به:معجزه خورشید در شیرین كردن آب
پنج شنبه 28 بهمن 1389  07:49 ب.ظ

 

با توجه به این كه استفاده از آب شیرین كن ها مقوله جدیدی نیست، چه ویژگی هایی طرح شما را نسبت به آنچه تاكنون وجود داشته است متمایز می كند؟

آب شیرین كنی كه در این پروژه طراحی و ساخته شده است، نمونه داخلی دیگری ندارد و برای اولین بار در این مقیاس و به صورت یك پایلوت تحقیقاتی ـ كاربردی به اجرا درآمده است.

از دیدگاه كاربردی، ویژگی اصلی این طرح تولید همزمان آب گرم و آب شیرین به منظور اقتصادی كردن استفاده از این نوع آب شیرین كن است.

همچنین استفاده از آب خروجی آب شیرین كن به عنوان آب گرم، هدر رفت آب را در این دستگاه به حداقل رسانده و موجب بهینه سازی مصرف آب شده است.

از دیدگاه علمی نیز فرآیند رطوبت زنی ـ رطوبت زدایی هوا روش جدیدی برای تولید آب شیرین در دنیا با استفاده از انرژی خورشید است كه در سال های اخیر مورد توجه محققان قرار گرفته و كشورهای مختلفی در جهت تجاری سازی آن تلاش می كنند و همان گونه كه اشاره شد، برای اولین بار در دنیا در این پروژه به صورت دو مرحله ای به اجرا درآمده است.

با فعالیت های تحقیقاتی كه طی سال های اخیر در پژوهشكده توسعه صنایع شیمیایی ایران انجام شده است، ما ادعا می كنیم كه فعالیت های صورت گرفته جزو جدیدترین تحقیقات روز دنیا در این حوزه بوده كه چاپ ۳ مقاله ISI در سال ۲۰۰۹ سندی بر این ادعاست، لذا از دیدگاه علمی نیز این طرح از جایگاه ویژه ای برخوردار است.


چگونه می توان از این روش برای توسعه استفاده از انرژی خورشیدی در كشور كمك گرفت؟

یكی از مهم ترین موانع موجود در مسیر توسعه، كاربرد سیستم های خورشیدی و هزینه نسبتا بالای سرمایه گذاری آن است؛ البته با اجرای طرح هدفمند شدن یارانه ها در كشور و واقعی شدن قیمت انرژی، تمایل مصرف كنندگان به استفاده از این سیستم ها كمی افزایش خواهد یافت.

بسیاری از مناطقی كه دارای شدت تابش مناسب خورشید هستند و امكان استفاده از آبگرمكن های خورشیدی فراهم است، ساكنین آنها از كمبود آب شرب رنج می برند.

از طرفی با تحقیقات نسبتا كامل و گسترده ای كه در پژوهشكده توسعه صنایع شیمیایی ایران روی آب شیرین كن های خورشیدی انجام شده است، تلفیق آبگرمكن های خورشیدی با این نسل جدید آب شیرین كن های خورشیدی موسوم به آب شیرین كن های HD موجب افزایش راندمان كل سیستم و كاهش هزینه تمام شده آب شیرین و آب گرم برای مصرف كننده می شود، لذا در این پروژه تحقیقاتی، ۲ كاربرد مختلف و البته مورد نیاز در بسیاری از مناطق خشك و كویری كشور، در قالب یك دستگاه تركیبی آب شیرین كن ـ آبگرمكن خورشیدی طراحی و ساخته شده است تا با كاهش هزینه تمام شده آن، استفاده از سیستم های خورشیدی برای مصرف كننده جذابیت بیشتری داشته باشد.
 

behrouz_h

behrouz_h
کاربر برنزی
تاریخ عضویت : دی 1389 
تعداد پست ها : 1469
محل سکونت : آ.شرقی

پاسخ به:معجزه خورشید در شیرین كردن آب
پنج شنبه 28 بهمن 1389  07:52 ب.ظ

 

این طرح از چه زمانی شكل گرفته و در حال حاضر در چه مرحله ای است؟

تحقیقات در زمینه آب شیرین كن HD در پژوهشكده از سال ۸۴ آغاز شده و در سال ۸۶ نخستین دستگاه در مقیاس بنچ در مجتمع تحقیقاتی جهاد دانشگاهی راه اندازی شد.

با ادامه تحقیقات در سال های بعد دستگاه آزمایشگاهی ساخته شد كه قابلیت تست در حالت های مختلف را داشت كه ۲پایان نامه كارشناسی ارشد نیز در این زمینه تعریف و اجرا شد.

با توجه به نتایج مثبت این طرح ها ما به این نتیجه رسیدیم كه این روش قابلیت تجاری سازی در مقیاس های مختلف را دارد، لذا با مشاركت شركت آب و فاضلاب روستایی استان قم برای اولین بار در ایران آب شیرین كن ـ آبگرمكن خورشیدی در یك روستا به اجرا درآمد.

پروژه آب شیرین كن قمرود در سال ۱۳۸۸ آغاز و در شهریور امسال مراحل ساخت آن به پایان رسید كه پس از طی دوره تست اكنون آماده بهره برداری است.

تحقیقات برای تجاری سازی این نوع آب شیرین كن در مقیاس خانگی در این پژوهشكده ادامه دارد كه ان شاءالله تا چند ماه آینده نخستین نمونه خانگی این سیستم تركیبی ساخته می شود تا تست های اولیه روی آن انجام شود.

گفتنی است، این پروژه در گروه پژوهشی بهینه سازی انرژی و فرآیند پژوهشكده توسعه صنایع شیمیایی ایران وابسته به جهاددانشگاهی انجام شده است كه سایر همكاران ما در این طرح مهندس سیدمهدی سوفاری، دكتر مجید عمیدپور، مهندس میرعلی اصغر زینالی، مهندس سعید عباسیان و مهندس امیر اصغرپور بوده اند.



آیا نتایج این طرح در نشریات بین المللی به چاپ رسیده است؟

با توجه به این كه تست دستگاه تازه به پایان رسیده، هنوز نتایج آن در نشریات چاپ نشده است، ولی نتایج اولیه آن برای ارائه در كنفرانس Pres۲۰۱۱در ایتالیا پذیرش گرفته است. بزودی نتایج كامل این طرح برای چاپ در نشریات بین المللی ارسال خواهد شد.
 

behrouz_h

behrouz_h
کاربر برنزی
تاریخ عضویت : دی 1389 
تعداد پست ها : 1469
محل سکونت : آ.شرقی

پاسخ به:معجزه خورشید در شیرین كردن آب
پنج شنبه 28 بهمن 1389  09:06 ب.ظ

اگه اين كار رو براي مصارف كشاورزي به انجام برسونند با استفاده از انرژي خورشيدي كمك بزرگي به كشاورزاني كه آب مصرفي در كشاورزيشان شور شده است،كرده اند.

اللهم عجل الولیک الفرج

saeedrsl

saeedrsl
کاربر نقره ای
تاریخ عضویت : شهریور 1388 
تعداد پست ها : 56
محل سکونت : آذربایجان شرقی
دسترسی سریع به انجمن ها