استفاده از انرژي خورشيدي در فرايند هاي آب شيرين کن حرارتي يکي ازکاربرد هاي مهم و روزافزون انرژي هاي تجديد پذيري است. آب شيرين سازي خورشيدي مي تواند به طور مسقيم: استفاده از انرژي خورشيدي براي توليد آب مقطر در کلکتور خورشيدي و يا به طور غير مستقيم، ترکيب روش ها و فنون آب شيرين کني سنتي نظير آب شيرين کن فلش چند مرحله اي (MSF)، فشرده سازي بخار (VC)، اسمز معکوس (RO)، تقطير غشايي (MD) و الکترودياليز، با کلکتور هاي خورشيدي براي توليد گرما انجام شود. آب شيرين سازي مستقيم خورشيدي در مقايسه با روش هاي غير مستقيم نيازمند سطح وسيع تر بوده و داراي بازدهي نسبتا کم تري است. با اين حال نسبت به کارخانه هاي آب شيرين کني غير مستقيم در توليد کوچک مقياس به دليل هزينه نسبتا پايين و سادگي مناسب تر است. اين مقاله به توصيف چندين روش آب شيرين سازي در مراحل تجاري و پايلوت توسعه مي پردازد. تاکيد مهم و اوليه بر فناوري هاي مناسب در مناطق دور دست است به خصوص فناوري هايي را که بتوان آن ها را با سيستم هاي حرارتي انرژي خورشيدي تلفيق کرد.
لغات کليدي: انرژي خورشيدي، آب شيرين سازي، دستگاه تصفيه آب خورشيدي
مقدمه:
کمبود آب شرب و قابل آشاميدن موجب وارد آمدن مسائل جدي در مناطق خشک جهان شده که در آن آب شيرين روز به روز تبديل به منبع گران قيمت و نادر مي شود. آب شرب پاک يکي از مهم ترين مسائل بهداشت بين المللي امروزه است. مناطقي که بيشترين کمبود آب را تجربه مي کنند، کشور هاي گرم و خشک در خاور ميانه و آفريقاي شمالي(MENA) مي باشند. اين مناطق با افزايش شوري آب زير زميني و بارندگي پراکنده مواجه هستند. افزايش روز افزون جمعيت جهان همراه با افزايش فعاليت هاي صنعتي و کشاورزي در سرتاسر جهان موجب تهي شدن و آلودگي منابع آب شيرين شده است. آب شيرين کن دريايي
شيرين سازي آب شور، يکي از قديمي ترين اشکال تصفيه آب توسط انسان بوده و هنوز هم راه حل محبوبي در سرتاسر جهان در حال حاضر محسوب مي شود. در اصل، شيرين سازي آب شور خورشيدي زماني که تابش خورشيد توسط دريا جذب مي شود و موجب بخار آب مي شود توليد باران مي کند. آب بخار شده بالاتر از سطح رفته و توسط باد جا به جا مي شود. هنگامي که اين بخار ها به نقطه شبنم رسيد، فرايند تصعيد رخ داده و آب شيرين به صورت آب باران نزول مي کند. اين فرايند پايه مسئول و عامل گردش سيکل هيدرولوژيکي است. اين اصل در همه سيستم هاي تقطير انسان ساخت با استفاده از منابع جايگزين گرمايش و سرمايش مورد استفاده قرار مي گيرد.
فرايند تصفيه و شيرين سازي آب از مقدار زيادي انرژي براي خارج کردن بخشي از آب خالص از آب شور استفاده مي کند. آب شور به فرايند تغذشه شده و نتيجه يک جريان خروجي از آب خالص و يک جريان پسماند با غلظت املاح زياد است.
بر اساس براورد کالوگيرو(23)، توليد 1000 متر مکعب در هر روز آب شيرين نياز به 10000 تن نفت در هر سال دارد. اين خود بسيار قابل توجه است زيرا شامل مصرف و هزينه زياد انرژِي مي باشد که بسياري از مناطق خشک، کم آب و کم درامد جهان بايد آن را بپردازند. کارخانه هاي بزرگ آب شيرين کن تجاري که از سوخت هاي فسيلي استفاده مي کنند، بيشتر در يک سري کشور هاي نفت خيزي قرار دارند که مکمل با منابع سنتي عرضه آب است. افراد در بسياري از مناطق جهان نه پول و نه نفت لازم را براي توسعه روش هاي فوق دارند. مسائل مربوط به استفاده از سوخت هاي فسيلي را تا حدودي مي توان با در نظر گرفتن استفاده محتمل از منابع جايگزيت نظير انرژي خورشيد، بيوماس، باد و زمين گرمايي حل کرد. اغلب اوقات در مناطق جغرافيايي که آب کم است اما منابع تجديد پذير انرژي زيادي دارند. از اين روي يک شيوه مشهود ، ترکيب منابع تجديد پذير انرژي با کارخانه هاي آب شيرين سازي براي تامين منابع آب مورد نياز است. در حقيقت، بيشتر کشورهاي در حال توسعه، با وسعت زياد و بدون دسترسي به شبکه هاي برقي، مملو از انرژي هاي تجديد پذير هستند. چنين منابع را مي توان به طور مستقيم در مناطق دور افتاده استفاده کرد که مي توانن از دستگاه هاي آب شيرين کن کم انرژي تا انرژي متوسط استفاده کنند. سازمان بهداشت جهاني براورد کرده است که بيش از يک ميليون نفر به آب آشاميدني خالص دسترسي ندارند و بيشتر افراد در مناطقي زندکي مي کنند روستايي بوده و تراکم جمعيتي پايين باعث شده تا به سختي بتوان از لوله کشي آب شيرين استفاده کرد.