آب شیرین کن خورشیدی RO

نمک زدایی آب های شور مهم ترین گزینه برای مقابله با بحران کم آبی در جهان است. آب شیرین کن خورشیدی RO بهترین گزینه برای مناطق محروم و دور افتاده است که به انرژی الکتریکی دسترسی کامل ندارند. هزینه ساخت اولیه آب شیرین کن خورشیدی بسیار بالا اما هزینه های نگهداری و بهره برداری از آن بسیار پایین تر از سایر روش های شیرین کردن آب می باشد. در این مقاله سیستم های آب شیرین کن خورشیدی که بر پایه RO کار می کنند، مورد بررسی قرار گرفته است.

تکنولوژی فتوولتاییک PhotoVoltaic (PV) چیست؟

سیستم تبدیل انرژی خورشیدی به برق یک تکنولوژی جایگزین برای مناطقی است که دسترسی به سوخت و انرژی برای تولید برق ندارند. در این سیستم انرژی خورشیدی به برق تبدیل می شود.

دستگاه تصفیه آب با انرژی خورشیدی

تکنولوژی تبدیل انرژی خورشیدی به برق دارای طول عمر بین 20 تا 30 سال است. این تکتولوژی می تواند با سیستم غشایی RO به کار ررفته در دستگاه آب شیرین کن صنعتی همراه شود. استفاده از منبع انرژی PV خورشیدی برای تامین برق دستگاه آب شیرین کن خورشیدی RO به ویژه برای مناطق دور افتاده و محروم که به شبکه برق دسترسی ندارند و از آب شیرین محرومند بسیار با ارزش است.

آب شیرین کن خورشیدی RO برای چه نوع آب هایی مناسب است؟

دستگاه آب شیرین کن خورشیدی RO می تواند برای تصفیه آب های لب شور یعنی با شوری بین 300 تا 8000 میلی گرم بر لیتر و هم چنین آب های شور دریا با TDS بین 8000 تا 45000 میلی گرم بر لیتر بکار گرفته شود. البته بیشتر استفاده این دستگاه برای آب های لب شور بوده و بازدهی بیشتری در نمک زدایی این آب ها دارد.

میزان انرژی خورشیدی مورد نیاز برای آب شیرین کن خورشیدی RO

میزان انرژی مورد نیاز برای تصفیه آب با توجه به کیفیت آب ورودی متفاوت است. برای آب های لب شور که به حدود 15 بار فشار نیاز دارند این انرژی در حدود 11.5 کیلووات و برای آب شور که فشار ورودی آب باید حدود 65 بار باشد 60 کیلووات است.

بنابراین می توان نتیجه گرفت برای نمک زدایی آب لب شور مصرف انرژی خورشیدی کم تری نسبت به آب شور دارند. این میزان برای آب لب شور 3.03 کیلووات ساعت بر متر مربع و برای آب شور 7.73 کیلووات ساعت بر متر مکعب است.

تجهیزات آب شیرین کن خورشیدی RO

دستگاه تصفیه آب صنعتی شامل دو بخش یکی برای تصفیه آب و یکی برای تامین انرژی برق می شود.

سیستم تصفیه آب

تصفیه آب دستگاه آب شیرین کن خورشیدی RO همانند دستگاه های تصفیه آب صنعتی می باشد. قسمت پیش تصفیه شامل فیلترهای شنی، کربنی، کارتریجی و سیستم تصفیه اصلی شامل غشا های اسمز معکوس می شود. مهم ترین مصرف کننده انرژی در این سیستم نیز پمپ فشار بالای آن است.

سیستم تامین برق

جهت تامین برق دستگاه تصفیه آب خورشیدی RO از پنل های خورشیدی استفاده می شود. پنل خورشیدی شامل آینه ها و عدسی ها جهت متمرکز کردن نور خورشید، انواع سلول های فتوولتائیک شامل سلول های سیکلون، نانو و غشای نازک و پنل های فتوولتائیک می شود. این مجموعه شامل انواع مختلفی است که با توجه به انرژی مورد نیاز انتخاب می شوند.

بیشتر بخوانید: تجهیزات دستگاه تصفیه آب صنعتی RO

ظرفیت تولید آب در دستگاه آب شیرین کن خورشیدی RO

ظرفیت تولید آب در دستگاه های آب شیرین کن صنعتی بدون محدودیت و تا بیش از هزار متر مکعب در روز انجام می شود. اما در دستگاه آب شیرین کن خورشیدی RO برای آب های لب شور و شور حداکثر 50 متر مکعب در روز است.

مشکلات دستگاه آب شیرین کن خورشیدی RO

علی رقم اینکه دستگاه آب شیرین کن خورشیدی RO به خوبی کجهز است اما باید برخی از موارد نیز در نظر گرفته شود.

• گسترش استفاده از دستگاه آب شیرین کن خورشیدی RO در مناطق بدون دسترسی به الکتریسیته
• بهبود راندمان و عملکرد سیستم تصفیه آب خورشیدی RO
• بررسی جنبه های اقتصادی و هرینه ساخت اولیه آن

ارتقا سیستم آب شیرین کن خورشیدی RO

 جهت بهبود عملکرد دستگاه های تصفیه آب حورشیدی بر اساس اسمز معکوس راهکار هایی ارائه شده است.

بهبود سلول های خورشیدی

استفاده از سلول های خورشیدی مناسب همانند سلول های فوتونیک کریستالی تا 25 درصد تولید انرژی را افزایش می دهد. همچنین استفاده از سلول های سیلیکونی باعث ارتقا تولید انرژی برقی تا 25 درصد خواهد شد. بنابراین باید از مواد مناسبی برای ساخت سلول های خورشیدی به ویژی مواد نانو استفاده شود تا علاوه بر کاهش هزینه ها باعث افزایش ظرفیت تولید آب شیرین شوند.

پیش تصفیه آب شیرین کن خورشیدی

گرفتگی و رسوب گذاری در دستگاه تصفیه آب صنعتی به دلیل کوچک بودن اندازه حفره های غشا ها اجتناب ناپذیر است. گرفتگی باعث افزایش کار پمپ ها و درنتیجه افزایش نیاز به انرژی الکتریکی می شود. به همین دلیل اعمال سیستم پیش تصفیه همانند فیلتر شنی و کربنی و حتی میکرو فیلتراسیون می تواند راه حلی مناسب برای کاهش گرفتگی غشاها و کم کردن مصرف انرژی بر باشد.

کاربرد های آب شیرین کن خورشیدی RO

از دستگاه آب شیرین کن خورشیدی می توان در هر منطقه ای که دسترسی به انرژی الکتریکی ندارند استفاده کرد. کاربرد های دستگاه شامل:

• تامین آب شیرین کشاوزی
• نمک زدایی آب دریا
• تولید آب شیرین برای مناطق محروم و دور افتاده
• تامین آب شرب برای کارخانه ها و صنایع

جنبه های اقتصادی دستگاه آب شیرین کن خورشیدی RO

بررسی هزینه ها و جنبه اقتصادی دستگاه برای ساخت و بهره برداری از آن لازم است. هزینه های ساخت به پارامتر های مختلفی مانند نرخ بازیافت آب، سطح ویژه تولید انرژی، هزینه تجهیزات، نرخ سود، تورم و غیره بستگی دارد.

کاهش هزینه ساخت، بهره برداری و نگهداری از آب شیرین کن خورشیدی RO

هزینه های مرتبط با دستگاه تصفیه آب خورشیدی را می توان با استفاده از روش هایی مرتبط با سلول های خورشیدی و یا آب شیرین کن کاهش داد.

1. استفاده از سلول های خورشیدی اقتصادی
2. استفاده از تکنولوژی بدون باطری
3. استفاده از انرژی ها مختلف برای تامین برق مورد نیاز
4. استفاده از دستگاه های بازیابی انرژی

آینده دستگاه های آب شیرین کن خورشیدی RO

هزینه های بالای احداث سیستم فتوولتاییک، دستگاه های آب شیرین کن خورشیدی RO را غیر اقتصادی کرده است. پیشرفت تکنولوژی و استفاده از سلول های خورشیدی ارزان قیمت باعث رواج یافت این سیستم تصفیه آب خواهد شد. از سوی دیگر بهبود تکنولوژی ساخت ممبران ها و افزایش مقاومت آن در برابر گرفتگی سبب خواهد شد که توجهات بیشتری به آب شیرین کن خورشیدی RO جلب شود.