هل تحلية المياه بالطاقة الشمسية مجدية: كل ما تحتاج لمعرفته
تمثل الطاقة الشمسية مستقبل العالم فى طاقة اكثر استدامة،وذلك لكونها استثمار مربح على المدى الطويل سواء على المستوى المنزلي أو التجاري.
وتتوسع تطبيقات الاقة الشمسية فى كل المجالات، وخصوصا فى مجال تحلية المياه بالطاقة الشمسية مجدية، ولكن خل هى فكرة مجدية، سطور هذا المقال تجيب عن هذا السؤال.
ما هى تحلية المياه بالطاقة الشمسية؟
تحلية المياه بالطاقة الشمسية هي تقنية تُستخدم لإزالة الملح من المياه، عن طريق جهاز مصمم خصيصًا يستخدم الطاقة الشمسية لغلي مياه البحر والتقاط البخار الناتج، والذي يتم تبريده وتكثيفه إلى مياه عذبة نقية، يتم ترك الملح والشوائب الأخرى في الصورة.
يتم تشغيل أقل من واحد في المائة من تحلية المياه في العالم بواسطة مصادر الطاقة المتجددة اليوم، ولكن يمكن أن يتغير كل ذلك قريبًا.
مع ارتفاع إمدادات المياه العذبة بالفعل في أجزاء كثيرة من العالم نتيجة لتغير المناخ، لم يكن هناك وقت أفضل من تحلية المياه بالطاقة الشمسية، وسواء كانت هذه التكنولوجيا الناشئة يمكن أن تصبح سائدة أم لا عاجلاً وليس آجلاً، فقد يعني هذا الاختلاف بين مستقبل سلمي ومستقبل متشبع الصراع على الوصول إلى إمدادات المياه العذبة المتضائلة باستمرار.
أهمية تحلية المياه بالطاقة الشمسية
يتأثر ما يقدر بثلثي البشرية بنقص المياه، كما أن العديد من هذه المناطق في العالم النامي تواجه نقصًا في الكهرباء التي يمكن الاعتماد عليها، وهكذا ركزت الجهود البحثية الواسعة النطاق على طرق تحلية مياه البحر أو المياه قليلة الملوحة باستخدام الحرارة الشمسية فقط، واجهت العديد من هذه الجهود مشاكل مع تلوث المعدات بسبب تراكم الملح، والذي غالبًا ما يزيد من التعقيد والتكلفة الآن، توصل فريق من الباحثين في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا والصين إلى حل لمشكلة تراكم الملح وفي هذه العملية طور نظام تحلية أكثر كفاءة وأقل تكلفة من طرق تحلية المياه بالطاقة الشمسية السابقة، يمكن أيضًا استخدام هذه العملية لمعالجة مياه الصرف الصحي الملوثة أو لتوليد البخار لتعقيم الأدوات الطبية ، كل ذلك دون الحاجة إلى أي مصدر طاقة آخر غير ضوء الشمس نفسه.
حجم نمو تحلية المياه بالطاقة الشمسية
تحلية المياه بالطاقة الشمسية هي عملية إزالة الأملاح من مياه البحر بمساعدة الطاقة الشمسية لإنتاج مياه نقية، أصبحت عملية تحلية المياه أكثر أهمية في توفير مياه الشرب في جميع أنحاء العالم، تشير التقارير إلى أن كمية المياه العذبة المتوفرة في العالم لكل شخص كانت 4000 متر مكعب في السنة في أوائل الخمسينيات من القرن الماضي الآن، انخفضت كمية المياه العذبة المتاحة عالميًا إلى 1000 متر مكعب للفرد سنويًا ، مما أدى إلى ندرة المياه.
كانت بعض المناطق الساحلية والمناطق الصحراوية النائية على وجه الخصوص تستخدم اللقطات الشمسية خلال تلك الفترة ومع ذلك، أصبحت اللقطات الشمسية أقل قابلية للتطبيق بسبب تطوير العديد من مضخات المياه وخطوط الأنابيب الرخيصة وانخفاض تكاليف الطاقة في القرن العشرين، تم عكس هذا الاتجاه مرة أخرى الآن حيث أن الموارد الأحفورية تستنفد بسهولة يومًا بعد يوم لذلك، تم بناء العديد من محطات التحلية بتقنيات مستدامة جديدة للتغلب على مشكلة ندرة المياه في المستقبل.
أنواع تحلية المياه بالطاقة الشمسية
فيما يلي نوعان رئيسيان من طرق تحلية المياه بالطاقة الشمسية:
Reverse osmosis
Reverse osmosisهو عملية مدفوعة بالضغط تفصل المياه العذبة عن المواد الأخرى عبر غشاء شبه منفذ، تستخدم هذه الطريقة في الغالب في أنظمة تحلية المياه واسعة النطاق التي تنتج الكهرباء بسهولة.
عملية الترطيب الشمسي وإزالة الرطوبة (HDH)
عملية الترطيب الشمسي وإزالة الرطوبة (HDH) هي طريقة تعمل بشكل مشابه لدورة المياه الطبيعية في فترة زمنية قصيرة عن طريق تبخير المياه وتكثيفها لفصل الملح والمواد الأخرى عنه، تعمل الطاقة الشمسية الحرارية كقوة دافعة في هذه العملية التي تنتج بخار الماء في البداية ثم تتكثف لاحقًا في غرفة منفصلة، في بعض أنظمة HDH ، يتم جمع الحرارة المنبعثة من تكثيف بخار الماء ويتم تسخين مصدر المياه الوارد مسبقًا لتقليل إهدار الحرارة، نظرًا لعدم تكلفة مجمعات الطاقة الشمسية، فإن هذه الأنظمة مناسبة لأنظمة تحلية المياه الصغيرة والمتوسطة الحجم.
تحلية المياه بالطاقة الشمسية
التأثير البيئي لاستخدام تحلية المياه بالطاقة الشمسية
تحلية المياه بالطاقة الشمسية هي في الأساس عملية خالية من الانبعاثات الكربونية والتقدم في تكنولوجيا الطاقة الشمسية يتيح التغلب على المشاكل الموجودة سابقًا مثل الغبار ودرجات الحرارة المرتفعة، والتي أثرت على كفاءة الألواح الشمسية المستخدمة سابقًا. في عام 2011، اختبرت هيئة البيئة – أبوظبي (EAD) تقنيات الطاقة الشمسية المتطورة لتحلية المياه في الصحراء، وقيل إن التجربة التي أجريت في 30 موقعًا في إمارة أبوظبي هي الأكبر في جميع أنحاء العالم، يمكن أن تولد كل وحدة في مرافق تحلية المياه بالطاقة الشمسية في سويحان وحميم 35 كيلو واط / ساعة من الطاقة في المتوسط ، وبالتالي تنتج 1050 كيلو واط / ساعة من الطاقة بشكل عام، وهذا يوضح أنه يمكن تقليل التأثير السلبي لعملية التحلية على البيئة وكذلك تكلفة إنتاج المياه باستخدام تقنية تحلية المياه بالطاقة الشمسية.
مميزات تحلية المياه بالطاقة الشمسية
تتضمن بعض الفوائد الرئيسية لتحلية المياه بالطاقة الشمسية ما يلي:
- محطات تحلية المياه بالطاقة الشمسية تستخدم طاقة شمسية مجانية للتشغيل.
- محطات تحلية المياه بالطاقة الشمسية غير مكلفة وخفيفة الوزن وسهلة النقل.
- يمكن إنشاء المصانع بسهولة سواء على الشاطئ أو في الخارج.
- تكاليف صيانة منخفضة.
- صديقة للبيئة.
- مشاكل تحلية المياه بالطاقة الشمسية.
تشمل الاهتمامات الأساسية لمشاريع تحلية المياه بالطاقة الشمسية ما يلي:
- يميل النظام إلى أن يكون غير فعال بطبيعته بسبب الحاجة إلى كمية كبيرة من الحرارة لتبخر الماء.
- من الصعب تبديد هذه الحرارة المهدرة في البيئة.
ومع ذلك، يمكن التقليل من مشكلة تبديد الحرارة من خلال حماية الغرفة حيث يحدث التكثيف من حرارة الشمس المباشرة أو باستخدام نظام بصري لرفع درجة حرارة النظام، يمكن حل عدم كفاءة النظام في التبخر عن طريق التصميم المناسب لأسطح النظام فيما يتعلق بكفاءة نقل الحرارة.
أبدأ رحلة الاستفادة من تحلية المياه بالطاقة الشمسية
تشمل موارد المياه في العالم 97٪ من مياه البحر و 3٪ من المياه العذبة، وفقًا لتوقعات معهد الموارد العالمية، من المرجح أن يعاني 3.5 مليار شخص في العالم من نقص المياه بحلول عام 2025، نظرًا لأن معظم موارد المياه في العالم مغطاة بالبحار والمحيطات، فإن تحلية المياه هي أفضل طريقة لإنتاج مياه الشرب ومع ذلك، ونظرا لأن معظم تقنيات تحلية المياه بالطاقة الشمسية زهيدة الثمن نسبيا على المدى الطويل، يمكنك الأن التواصل مع خبراء الطاقة الشمسية فى جيت سولار، لدينا الخبرة الفنية والاقتصادية الكاملة فى تصميم وتنفيذ حلول تحلية المياه بالطاقة الشمسية بشكل متكامل، نستخدم تكنولوجيا التصنيع الأوربية مع الخبرات الريادية في صناعة الطاقة الشمسية.
