الواح طاقة شمسية لمحطات المياه

الطاقة الشمسية من مصادر الطاقة المستقبلية التي بدأنا بشكل كبير في الٱونة الأخيرة نعتمد عليها في الحصول على الطاقة الضوئية والحرارية التي يتم استخدامها في كثير من المجالات الحياتية.

أشهر تطبيقاتها ألواح طاقة شمسية لمحطات المياه للحصول على المياه العذبة وتحليتها بعد التخلص من الأملاح الموجودة فيها بجانب ري الأراضي الزراعية وتشغيل الآلات والإنارة.

محطات المياه تحتاج بصفة دورية إلى طاقة كهربائية إدارة الٱلات لتحلية المياه علاوة على استخدام الطاقة الشمسية نفسها في تحلية مياه الشرب في المناطق النائية البعيدة عن مصادر المياه العذبة بأقل التكاليف وبأعلى جودة.

الطاقة الشمسية مصدر متجدد نظيف ورخيص يمكن الاعتماد عليه بشكل كبير كبديل عن مصادر الطاقة الٱخرى مثل الوقود الأحفوري مرتفع الثمن بالإضافة إلي التلوث البيئي الناتج عنه.

مع التطور الكبير وتواجد الكثير من مصانع وشركات إنتاج ألواح طاقة شمسية أصبحت التكلفة النهائية منخفضة بشكل كبير عن السابق.

عزيزي القارئ تابعنا خلال هذا المقال للتعرف على أهم استخدامات ألواح طاقة شمسية لمحطات المياه.

 

أهم التطبيقات العملية لاستخدام الطاقة الشمسية في حياتنا اليومية:

يمكن استخدام ألواح الطاقة الشمسية المكون الرئيسي لمحطات الطاقة في الكثير من المجالات الحياتية كالٱتي:

  • يمكن الاعتماد على ألواح طاقة شمسية لمحطات المياه في القيام بعملية التحلية للبحار ومسطحات المياه الكبيرة الغير صالحة للشرب للحصول على ماء نقي للطهي والاستخدام اليومي حيث تزيد نسبة الملوحة في البحار والمحيطات الواسعة بصورة أكبر نسبيا من البحار التي تتلاقى مع الأنهار العذبة.
  • يمكن الاعتماد على الواح طاقة شمسية لمحطات المياه في ري الأراضي الزراعية والحقول القريبة من هذه المحطات عن طريق المضخات الشمسية.
  • يمكن استخدام الطاقة الشمسية في المجال الزراعي وعلى رأس هذا الأمر تجفيف المحاصيل الزراعية التي تتعرض بشكل كبير إلى الفساد والتلف بفعل العوامل الجوية والاضطرابات البالغة في الطقس وهذا أمر في غاية الأهمية لتوفير أموال طائلة في العمليات التقليدية في التجفيف وتوفير هذه المحاصيل الصالحة للاستخدام دون تلف.
  • توليد الطاقة الكهربائية المستخدمة في الإنارة في المنازل، البيوت، المؤسسات وكذلك إدارة الآلات الضخمة في المصانع التجارية.
  • توليد الطاقة الحرارية للاستخدام في تسخين المياه والتدفئة داخل المنازل أو المؤسسات الضخمة أو حتى في المناطق المخصصة تربية الماشية خاصة في الفصول التي تمتاز بانخفاض درجة حرارة الجو مثل الشتاء.
  • الطاقة الشمسية مصدر نظيف مستمر متجدد في غاية الأهمية للاستخدام في كثير من المجالات المختلفة مثل تشغيل الأقمار الصناعية ونقل التيار الكهربي وتخزينه في بطاريات في الليل عندما تغيب الشمس في المناطق البعيدة عن محطات الطاقة الرئيسية.
  • السيارات التي يتم تحريكها باستخدام الطاقة الشمسية بديلا عن البنزين والسولار وغيرها من أنواع الوقود الٱخرى مرتفعة الثمن والتي تحفز التلوث البيئي بشكل كبير.

 

ما هو دور الطاقة الشمسية في تحلية المياه؟

يعاني الكثير من السكان حول العالم من انعدام مصادر المياه العذبة الصالحة للشرب والطهي وتلجأ الدول والحكومات إلى طرق تحلية المياه المختلفة لتحويل مياه البحار والمسطحات المالحة إلى مياه عذبة صالحة للاستخدام اليومي:

  • هناك الكثير من طرق تحلية المياه للحصول على المياه العذبة النقية أشهرها مع التقدم المذهل في عالم الطاقة الشمسية استخدام ألواح طاقة شمسية لمحطات المياه لتحويل الضوء المنبعث من الأشعة فوق البنفسجية من الشمس إلى فرق جهد يمر في الأسلاك لتوليد تيار كهربائي وطاقة حرارية يتم الاعتماد عليها في تنقية المياه المالحة من الأملاح الموجودة بها.
  • تساعد الطاقة الشمسية في توفير الاستهلاك الشهري من الطاقة الكهربائية والحرارية المستخدمة للقيام بعملية تحلية المياه كما يمكن الاعتماد عليها بشكل كبير للحصول على مياه عذبة في المناطق الواسعة من المسطحات والبحار المالحة بكل سهولة.

 

دعونا نتعرف على طرق تحلية المياه باستخدام الطاقة الشمسية:

هناك طرق مختلفة بدورها تعتمد على الطاقة الشمسية للقيام بتحلية المياه ومن هنا يأتي دور ألواح طاقة شمسية لمحطات المياه للقيام بهذه العملية بصورة دورية كالٱتي:

 

تحويل الطاقة الشمسية إلى الطاقة الكهروضوئية:

استخدام ألواح طاقة شمسية لمحطات المياه لكي تقوم بتحويل الطاقة الضوئية المنبعثة من الشمس إلى مصدر للتيار الكهربي يتم استخدامه في إدارة الآلات التي تعمل بالكهرباء للقيام بعملية تحلية المياه.

يتم الاستفادة من الطاقة الشمسية في الطاقة الكهربائية في الطرق المباشرة لتحلية المياه مثل التناضح العكسي وانضغاط البخار بصورة ميكانيكية.

 

تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة حرارية:

يمكن الاستفادة من ألواح طاقة شمسية لمحطات المياه في توليد طاقة حرارية من شأنها إدارة سريعة مباشرة لمحطات تحلية المياه ويتم هذا الأمر بطريقتين بصورة مباشرة أو غير مباشرة.

 

دعونا نتعرف على الفرق ما بين الطريقة المباشرة وغير المباشرة في تحلية المياه:

يمكن الاعتماد على ألواح طاقة شمسية لمحطات المياه في تحويل ضوء الشمس المباشر إلي الطاقة الكهربائية والحرارية للقيام بعملية التحلية بكلتا الطريقتين المباشرة وغير المباشرة:

 

الطريقة المباشرة لتحلية المياه المالحة:

  • في هذه الطريقة يتم تحويل المياه المليئة بالأملاح غير الصالحة للاستخدام في الشرب والطهي إلى مياه عذبة نقية.
  • يجب التنويه في أول الأمر أن الطريقة المباشرة تعتمد بشكل رئيسي على ألواح طاقة شمسية لمحطات المياه لتحويل الطاقة الكهربائية إلى حرارية لتسخين مياه المسطح المائي المراد تحليتها ولذا فإنها تتأثر بشكل كبير بالعوامل الجوية واضطرابات الطقس بناءا على مقدار الطاقة المتولدة من محطة الطاقة الشمسية.
  • بشكل كبير طريقة تحلية المياه بالطريقة المباشرة تشبه دورة التبخر والتكثيف التي تحدث بصورة طبيعية في الكون.
  • الفكرة ببساطة يتم استخدام مصفوفة ألواح الطاقة الشمسية على شكل جهاز صغير لكي يحول الطاقة الشمسية إلى طاقة حرارية ترفع من درجة حرارة المسطح المائي سوء مياه بحر أو محيط الموضوع فين هذا الجهاز ليتحول إلى بخار الماء وتتصاعد لأعلى ثم يحدث التكثيف على الجزء الداخلي من الجهاز ويحدث انفصال ما بين المياه العذبة الصالحة للشرب والطهي والمياه المالحة.
  • عيوب الطريقة المباشرة أنها تتأثر بالعوامل الجوية بناءا على مقدار الطاقة الحرارية المتولدة من استخدام ألواح طاقة شمسية لمحطات المياه بالإضافة إلى أنها تنتج كمية قليلة جدا من الماء يتم تحديدها بناءا على مساحة سطح الجهاز المستخدم في التحلية بالطريقة المباشرة.

 

دور الطريقة غير المباشرة في تحلية المياه المالحة:

  • الطريقة غير المباشرة لتحلية المياه تتفوق بشكل كبير على الطريقة المباشرة من حيث عدد اللترات اليومية من الماء العذب الناتج عن تحلية المياه المالحة من البحار والمحيطات وهذا يفيد بشكل كبير في تلبية الاحتياجات اليومية للسكان في المناطق النائية البعيدة والأماكن الفقيرة.
  • خلال هذه الطريقة غير المباشرة يتم الاعتماد على مجموعة مختلفة من الطرق لكي يتم تحلية المياه المالحة مثل: الترطيب، غليان الماء، إزالة رطوبة الماء والتقطير المائي متعدد المراحل والتأثير.
  • يجب التنويه أن حجم الماء الكلي الناتج عن تحلية المياه المالحة بالطريقة غير المباشرة يعتمد بشكل طردي ورئيسي على جودة ألواح طاقة شمسية لمحطات المياه، مقدار الطاقة المتولدة منها وكبر حجم محطة المياه لاستخدام ألواح الطاقة الشمسية.
  • خلال الطريقة غير المباشرة تتم عملية التحلية بنوعين أساسيين أولها التقليدية من محطات التحلية عن طريق استخدام الطاقة الكهربائية والحرارية في ادارة الٱلات المستخدمة في عملية التحلية.
  • والنوع الثاني في الطريقة غير المباشرة هي الاعتماد على المجمعات الشمسية المعتمدة بشكل كبير على مبدأ التناضح العكسي للاعتماد على الواح طاقة شمسية لمحطات المياه في الحصول على طاقة حرارية لتسخين المياه المالحة وتبخيرها ثم التكثيف لفصل الملح عن المياه العذبة.

 

مميزات الطاقة الشمسية الكبير في تحلية المياه المالحة:

يزيد الاعتماد بشكل كبير على ألواح طاقة شمسية لمحطات المياه للقيام بعمليات التحلية كما يلي:

  • يتم استخدام الطاقة الشمسية في الحصول على المياه العذبة من مسطحات المياه المالحة تقنية تحلية المياه في الدول الفقيرة النامية ذات المستوى الاقتصادي غير المرتفع لأنه عند مقارنة تكلفة تحلية المياه بالطاقة الشمسية مع الطرق التقليدية الٱخرى نجد أنها منخفضة نسبيا.
  • كما ذكرنا سالفا الطاقة الشمسية مصدر متجدد نظيف صالح للاستخدام بشكل يومي وتزيد فرص الاعتماد عليه في المناطق الاستوائية التي تتعرض بصفة متكررة إلى أشعة الشمس البالغة وبالتالي إمكانية القيام بعملية تحلية المياه بصفة دائمة دون انقطاع والاستفادة من المياه غير الصالحة وتحويلها إلى ماء عذب صالح للشرب والطهي وري الأراضي الزراعية وغيرها من الاستخدامات اليومية.
  • ضرورة الاعتماد على ألواح طاقة شمسية لمحطات المياه في المناطق البعيدة نسبيا عن العمار ومحطات المياه الرئيسية التي تعمل على تنقية الماء.

Leave a Reply

Your email address will not be published.