آب شیرین کن های خورشیدی و انواع آنها

سیستم های آب شیرین کن خورشیدی را می توان با استفاده از فناوری های مختلف تولید کرد. فناوری های شناخته شده تولید آب شیرین و تصفیه شده در دو دسته حرارتی و غشایی قرار می گیرند. مشکل کمبود آب شرب در بسیار از مناطق که اتفاقا دارای پتانسیل بسیار بالای انرژی خورشیدی می باشند، باعث شده است تا استفاده از انرژی خورشیدی برای تولید آب شور و قابل شرب مورد توجه واقع شود. در این مقاله قصد داریم در رابطه با انواع آب شیرین کن های خورشیدی و مکانیزم عملکرد هر یک مطالبی را بیان کنیم.

انواع آب شیرین کن های خورشیدی

آب شیرین کن های خورشیدی در انواع تک مرحله ای و چند مرحله ای تولید می شوند. در آب شیرین کن های تک مرحله ای، آب تصفیه و نمک زدایی شده در یک مرحله تولید می شود. آب شیرین کن های تک مرحله ای نیز دارای دو دسته فعال و غیر فعال می باشند. در زیر انواع آب شیرین کن های تک مرحله را با هم بررسی می کنیم.

1- آب شیرین کن های غیر فعال

آب شیرین کن های غیر فعال به انواع آب شیرین کن ها شامل آب شیرین کن های حوضچه ای و شیب دار تقسیم بندی می شوند. آب شیرین کن های فعال نیز همان آب شیرین کن غیر فعال با تجهیزات بیرونی مانند صفحه جاذب و پمپ سیرکولاسیون می باشد. 

•    آب شیرین کن خورشیدی حوضچه ای یک مرحله ای

در این نوع از آب شیرین کن ها انرژی تابشی خورشید از یک پوشش شیشه ای و شفاف عبور می کند و به صورت انرژی گرمایی در سطح سیاه حوضچه که در تماس با آب شور می باشد، جذب می شود. آب گرم تبخیر شده و بخار ایجاد شده در سطح پوشش شیشه ای چگالیده و سرد می شود، چون سطح شیشه به علت تماس با هوای بیرون از دیگر نقاط دستگاه سردتر می باشد.

سپس در جهت شیب سطح بخار آب به درون یک ناودان و بعد از آن داخل یک تانک ذخیره آب خالص ریخته می شود. این نوع دستگاه روی زمین نصب می شود. از جمله معایب این نوع دستگاه افقی بودن سطح آب داخل حوضچه می باشد، که با اشعه های خورشید برخورد کمتری دارد، هم چنین ظرفیت زیاد آب شور داخل حوضچه باعث محدودیت افزایش دما و بنابر این کم شدن میزان آب تولید شده می شود. 

•    آب شیرین کن خورشیدی چند مرحله ای

دستگاه آب شیرین کن خورشیدی چند مرحله ای از صفحات موازی فاصله دار و مایل که فضای بین هر دو صفحه آن شامل یک مرحله تقطیر می باشد، تشکیل شده است. هر صفحه نقش تبخیر کننده برای یک مرحله و تقطیر کننده برای مرحله بعدی را بازی می کند. نحوه کار این دستگاه به این صورت است، که اشعه خورشید از شیشه عبور می کند و با جذب در صفحه باعث تولید گرما می شود و صفحه بعدی در اثر عبور جریان آب شور سرد می شود.

 
در زمان عبور آب شور از سطح زیرین صفحه جذب کننده، آب تبخیر شده روی سطح بالایی صفحه دیگر تقطیر می شود. در طی این عملیات گرمای دفع شده در اثر تقطیر، نقش پیش گرمکن برای مرحله بعدی می باشد. در نتیجه آب های تقطیر شده از طریق چند صفحه و آب شور تبخیر نشده از طریق چند سطح دیگر جریان پیدا کرده و از جریان خارج می شوند. 

•    آب شیرین کن خورشیدی با بازتابنده

استفاده از سطوح منعکس کننده مستلزم استفاده از آینه هایی است، که در سطح عمودی عقبی به دستگاه های کوچک محدود می شود. استفاده از این آینه ها به طور محسوسی باعث افزایش میزان تولید می شود ولی آیینه های قابل استفاده در آن گران قیمت بوده و خیلی با دوام نیستند.

•    آب شیرین کن خورشیدی فتیله ای

در این نوع از دستگاه فتیله ای پر از منفذ از جنس پارچه سیاه وجود دارد، که آب شور به آرامی از روی آن عبور داده می شود. نور خورشید از روی شیشه عبور کرده و باعث گرم شدن پارچه شده و بعد از آن عمل تبخیر شروع می شود. بخار آب در برخورد با شیشه یا پلاستیک پوشش دستگاه تقطیر می شود و در کانالی که در پوشش پایینی قرار دارد، جمع می شود. آب های شور نیز از ابتدای فتیله به بیرون از آب شیرین کن ریخته می شود.

این نوع از دستگاه به طور مناسب در مقابل اشعه خورشید قرار می گیرد، ظرفیت گرمای کمتری دارد و دارای میزان تولید به ازای هر متر مربع از سطح جاذب می باشد. اما این دستگاه به دلیل خشک شدن های پی در پی و پوسیدگی سریع فتیله از نظر اقتصادی به صرفه نمی باشد.

•    آب شیرین کن خورشیدی پلکانی

در آب شیرین کن های پلکانی به دلیل فاصله کم شیشه و پلکان، فضای خایل سریع تر اشباع شده و راندمان آنها برای تولید آب شیرین نسبت به دیگر آب شیرین کن ها بالاتر می باشد. علاوه بر این، زاویه این زاویه نوع آب شیرین کن ها نسبت به خورشید قابل تنظیم می باشد و می توان آن را طوری تنظیم کرد، که بالاترین میزان دریافت از نور خورشید را داشته باشد. این دستگاه همزمان می تواند آب گرم و شیرین را تولید کند. آب شیرین کن های خورشیدی پلکانی دارای ساختمان پیچیده و قیمت بالایی می باشند.

•    آب شیرین کن خورشیدی دود کشی

آب شیرین کن خورشیدی دود کشی شبیه آب شیرین کن های خورشیدی حوضچه ای می باشد، که آب شور روی صفحه سیاه رنگ آن در اثر تابش خورشید تبخیر می شود. بخار ایجاد شده به دلیل طبیعی یا اجباری وارد دود کش شده و در اثر برخورد با یک مبادله کننده گرمایی که از داخل لوله های آب شور سرد جریان دارد، تقطیر می شود. به دلیل فرایند تقطیر و دفع گرما، آب شور ورودی به دستگاه، از قبل گرم شده و آب شیرین تهیه شده در بخش پایین دود کش جمع آوری و مورد استفاده قرار می گیرد.

•    آب شیرین کن خورشیدی لوله ای هم مرکز

این دستگاه شامل دو لوله هم محور می باشد، که لوله بزرگ تر از جنس پلاستیک شفاف و لوله کوچک تر از فلز سیاه رنگ ساخته شده است و به عنوان صفحه جاذب عمل می کند. آب شور از طریق لوله ای که دور لوله کوچک تر پیچیده شده است به داخل دستگاه جاری می شود و توسط سوراخ هایی که روی لوله ایجاد شده است به بیرون انتقال پیدا می کند.

روش کار این آب شیرین کن به این صورت است، که هوا به فضای حلقوی بین دو لوله فرستاده می شود. نور خورشید از طریق سطح بیرونی و سیاه رنگ لوله کوچک جذب شده و باعث افزایش رطوبت هوا در اثر تبخیر آب شور می شود و هوای مرطوب به بخش داخلی لوله کوچک تر می شود. رطوبت هوا روی سطح درونی لوله کوچک تقطیر و جمع آوری می شود.

2- آب شیرین کن های خورشیدی فعال

آب شیرین کن های خورشیدی فعال طوری طراحی شده است که تبخیر به صورت مستقیم روی صفحه جاذب صورت نمی گیرد و از صفحه جذب کننده به صورت غیر مستقیم یا در ترکیب با سایر آب شیرین کن های استفاده می شود. در این نوع آب شیرین کن حرارت به طور مستقیم و با کمک جذب کننده به آب شیرین کن انتقال پیدا می کند و باعث افزایش میزان تبخیر می شود. 

آبین به عنوان یکی از سازندگان دستگاه های تصفیه آب صنعتی آماده پاسخگویی به سوالات شما عزیزان در رابطه با دستگاه های آب شیرین کن در انواع مختلف می باشد. در صورت نیاز به دریافت مشاوره از طریق ارتباط تلفنی با کارشناسان ما در ارتباط باشید.