با گسترش پیوستۀ علم و فناوری بشر، استفاده از انرژی های گوناگون برای به دست آوردن منابع مورد استفادۀ انسان در حال گسترش است. به سبب افزایش جمعیت جهان، منابع بیشتری نیز برای توسعه و رشد مورد نیاز خواهد بود که با استفاده از روش ها و تکنیک های فناورانه در دسترس قرار می گیرند.
از جمله مهم ترین منابع مورد استفاده انسان، آب شیرین است که مراکز ذخیره آن امروزه با خطر خشک شدگی مواجه شده اند. دستگاه های آب شیرین کن خورشیدی یکی از بهترین راهکار های به دست آوردن آب شیرین هستند که می توانند نیاز روز افزون انسان ها به این منبع مهم را برطرف کنند. اگر می خواهید که اطلاعات بیشتری درباره این تجهیزات و انواع آن به دست آورید، در ادامه مطلب همراه ما باشید.
آب شیرین کن خورشیدی چیست؟
بعنوان یکی از انواع آب شیرین کن صنعتی دستگاهی است که می تواند آب شور و پر از املاح یونی را با استفاده از انرژی خورشید، به آب شیرین و آشامیدنی تبدیل کند. انواع گوناگونی از این دستگاه ها در جهان وجود دارند و به دلایل متفاوت و خاصی مورد استفاده قرار می گیرند.
آب شیرین کن های خورشیدی به تازگی رواج یافته است و استفاده از آن ها روز به روز در سراسر جهان در حال گسترش است. انواع گوناگونی از این دستگاه ها وجود دارد که با توجه به کاربرد و محل استفاده، متفاوت هستند. به طور کلی، استفاده از آب شیرین کن های خورشیدی نسبت به سایر دستگاه ها، دارای مزایای منحصر به فردی است.
اما استفاده از این دستگاه در امور کشاورزی بسیار رونق پیدا کرده است آنچنان که اغلب کشاورزان به دنبال نصب این دستگاه خورشیدی در کشاورزی هستند . چرا که در محیط های کشاورزی دسترسی به برق تقریبا نیست و انرژی خورشیدی بهترین راهکار برای کشاورزان می باشد .
قیمت دستگاه آب شیرین کن خورشیدی کشاورزی به عوامل گوناگونی بستگی دارد ابتدا توصیه میکنیم این مطلب را به صورت کامل مطالعه کنید سپس در پی استعلام قیمت از طریق تماس تلفنی با گروه صنعتی ناب زیست باشید .
اهمیت استفاده از آب شیرین کن خورشیدی
برای تبدیل آب شور به آب شیرین، انرژی به نسبت زیادی مورد نیاز است که می توان این انرژی را از طریق منابع گوناگونی تامین کرد. سوخت های فسیلی و سایر منابع تجدید ناپذیر، از جمله مواردی هستند که می توان با استفاده از آن ها انرژی مورد نیاز برای شیرین کردن آب های شور را تامین کرد.
استفاده از سوخت های فسیلی در طول زمان سبب آلودگی هر چه بیشتر محیط زیست و افزایش گاز های گلخانه ای در کرۀ زمین خواهد شد. از این رو، استفاده از منابع تجدید پذیر و پاک برای دستیابی به انرژی، از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. انرژی خورشیدی ، یکی از مهم ترین منابع انرژی پاک است که در دسترس بشر قرار دارد و می توان با استفاده از آن، انرژی بسیاری از فرآیند های صنعتی را تامین کرد. آب شیرین کن های خورشیدی، با استفاده از انرژی خورشید آب شور را به آب شیرین تبدیل می کنند و از این رو، سبب آلودگی هر چه بیشتر کرۀ زمین نخواهند شد. آب شیرین کن های خورشیدی، همچنین می توانند در منابع دیگر انسان صرفه جویی کنند.
انواع آب شیرین کن خورشیدی
لازم به ذکر است که این دستگاه ها انواع گوناگونی دارند که هر کدام از آن ها، بسته به شرایط و محل قرارگیری با یکدیگر تفاوت هایی دارند. ویژگی مشترک بین تمام آنها، این است که تنها با استفاده از انرژی تابشی خورشید شروع به کار می کنند و نیازی نیست که برای فعال کردن آن ها، از منابع انرژی دیگر استفاده کرد.
برخی از دستگاه های آب شیرین کن خورشیدی، سیستم ساده ای دارند و طراحی آن ها پیچیده نیست. این در حالی است که نمونه های جدید تر آب شیرین کن های خورشیدی، پیچیده تر هستند و در طراحی آن ها، موارد محیطی بیشتری در نظر گرفته شده است. در ادامه، به معرفی برخی از پرکاربرد ترین دستگاه های آب شیرین کن خورشیدی خواهیم پرداخت.
آب شیرین کن خورشیدی تک مرحله ای
از جمله ساده ترین و کاربردی ترین دستگاه های آب شیرین کن خورشیدی، آب شیرین کن های تک مرحله ای هستند. این دسته از آب شیرین کن ها، ساختار ساده ای دارند و به راحتی در هر مکانی که نور خورشید به صورت مرتب به آن می تابد، مورد استفاده قرار می گیرند. همانطور که از نام این دستگاه پیدا است، فرآیند تبدیل آب شور به آب شیرین، تنها در یک مرحله انجام می شود. انرژی تابشی نور خورشید در آب شیرین کن تک مرحله ای، به صورت مستقیم سبب تبخیر آب و تقطیر آن به صورت خاصل خواهد شد.
سیستم دستگاه آب شیرین کن خورشیدی تک مرحله ای، از بخش های ساده ای تشکیل شده است که شامل حوضچه آب شور، حوضچه های آب شیرین و سقف شیب دار است. در ابتدا، آب روش وارد حوضچه آب شور این دستگاه می شود که در مرکز آن قرار گرفته است. سقف شیب دار معمولا از جنس شیشه شفاف است که نور بر روی آن می تابد. این سقف، بر روی حوضچه آب شور قرار دارد و با تابش نور خورشید به آن، آب تبخیر می شود. آب بخار شده، فاقد یون هایی است که سبب شور بودن آب می شوند و به سمت بالا و سقف شیشه ای حرکت می کند. با برخورد بخار آب به سقف شیشه ای، پدیده تقطیر رخ می دهد و به علت شیب دار بودن سقف، قطرات آب به سمت حوضچه های آب شیرین لیز می خورند و در آن جا ذخیره می شوند.
آب شیرین کن خورشیدی چند مرحله ای
دستگاه آب شیرین کن چند مرحله همانند آب شیرین کن تک مرحله ای، با استفاده از تابش مستقیم خورشید سبب تبخیر آب و جدا شدن آن از املاح یونی همانند نمک می شود. آب شیرین کن چند مرحله ای، دارای چندین سقف است که به صورت موازی در کنار یکدیگر قرار گرفته اند و معمولا از جنس شفاف هستند. بین این سقف ها، آب شور قرار می گیرد و با عبور نور از تمام این سقف ها، آب تبخیر، تقطیر و به دلیل زاویه دار بودن سقف، به سمت حوضچه های آب شیرین حرکت می کند. علت نامگذاری این دستگاه آب شیرین کن با عنوان چند مرحله ای، این است که در چندین فاز متفاوت آب شور را به آب شیرین تبدیل می کند و به صورت طبقاتی ساخته شده است.
آب شیرین کن خورشیدی غشایی
از جمله کاربردی ترین روش هایی که برای جداسازی یون های آب شور و تبدیل آب شور به آب شیرین به کار گرفته می شود، استفاده از غشای مخصوص است. غشا، نوعی فیلتر بسیار ریز است که می تواند ذرات یونی بسیار ریز از جمله نمک را در خود به دام بیندازد و در سمت دیگر، آب آشامیدنی و شیرین را از خود عبور دهد. دسته ای از آب شیرین کن ها که با استفاده از غشای نیمه تراوا کار می کنند، انرژی خود را به وسیله تابش خورشید به دست می آورند؛ از این رو به عنوان آب شیرین کن های خورشیدی نیز شناخته می شوند و استفاده از آن ها به شکل روز افزون در حال افزایش است.
در تمامی این دستگاه ها، همواره تابش خورشید به صورت مستقیم به فرآیند تصفیه آب و جداسازی ذرات موجود در آن از جمله نمک کمک نمی کند، بلکه خورشید تنها به عنوان عاملی برای ایجاد انرژی جابجایی فعال آب شور شناخته می شود. برای عبور کردن آب از غشای نیمه تراوا (ممبران صنعتی) و جداسازی نمک و سایر ذرات حل شده در آن، به انرژی نیاز است. به فرآیند عبور آب از غشا، اسمز معکوس گفته می شود. خورشید با تابش بر روی سلول های مخصوص خورشیدی، سبب ایجاد انرژی الکتریکی خواهد شد و این انرژی الکتریکی، نیروی پمپ فشار قوی آب شور را فراهم می کند. پمپ فشار قوی، ذرات موجود در آب شور را به سمت غشا یا همان فیلتر هدایت می کند و در سوی دیگر، تنها آب خالص از فیلتر عبور خواهد کرد.
آب شیرین کن خورشیدی ام اس اف
این دستگاه، انرژی خود را از طریق پرتوهای خورشید به دست می آورد و به هیچگونه سوخت از جمله سوخت های فسیلی برای فعالیت نیاز ندارد. این دستگاه، به صورت مستقیم از انرژی تابشی خورشید برای شیرین کردن آب استفاده نمی کند، بلکه انرژی مورد نیاز برای فعالیت خود را با استفاده از انرژی گرمایی حاصل از پرتو های خورشید به دست می آورد.
این مدل شبیه نمونه های تک مرحله ای هستند که درون آنها محفظه هایی از آب شور قرار دارند که با استفاده از حرارت دادن، آب موجود در آن ها تبخیر می شود و بخار آب با استفاده از یک موتور مکنده قوی، از محفظه خارج می شود. انرژی گرمایی مورد نیاز برای تبخیر آب، با استفاده از تابش هدایت شده و متمرکز پرتوهای خورشید بر روی لوله های آب ایجاد می شود. پرتو های متمرکز شده سبب گرم شدن آب و در نهایت بخار شدن آن خواهند شد.
آب شیرین کن خورشیدی قابل حمل
این مدل قابل حمل بوده و بسیار کوچک و ارزان قیمت هستند. این دستگاه، برای افرادی ساخته شده است که در مناطق خاصی طبیعت گردی می کنند و به آب آشامیدنی و شیرین دسترسی ندارند. این دستگاه، مانند مدلهای تک مرحله ای طراحی شده است، اما ابعاد آن باعث می شوند که بتوان آن را به هر مکانی حمل کرد. این دستگاه کوچک و ارزان دارای یک سرپوش شیشه ای است که پرتو های خورشید از آن عبور می کنند و آب شور موجود در داخل محفظه آن را گرم می کنند. سپس آب بخار شده به سرپوش می رسد و پدیده تقطیر اتفاق می افتد. آب جمع شده، آب شیرین و قابل آشامیدن است.
مزایای آب شیرین کن خورشیدی
منابع آب شیرین بر روی کره زمین به علت افزایش جمعیت و مصرف بی رویه، روز به روز در حال کاهش هستند و این کاهش منابع، سبب ایجاد بحران در آینده ای نه چندان دور خواهد شد. با وجود این که بیشتر سطح کره زمین را آب پوشانده است، اما تنها بخش کوچکی از این آب آشامیدنی است و برای انسان قابل استفاده است. از این رو، استفاده از این دستگاه ها، می تواند سبب ایجاد منبع دیگری برای به دست آوردن آب شیرین باشد. دستگاه های آب شیرین کن خورشیدی به این فرآیند کمک شایانی می کنند. در ادامه، برخی از مهم ترین مزایای استفاده از دستگاه های آب شیرین کن خورشیدی را ذکر خواهیم کرد.
حفظ منابع آب زیر زمینی
منابع آب های زیر زمینی، از جمله مهم ترین منابع ذخیره آب شیرین هستند و خشک شدن آن ها، به طبیعت و همچنین بسیاری از موجودات زنده از جمله انسان، ضرر های فراوانی خواهد رساند. اتمام این منابع برای محیط زیست و انسان بسیار خطرناک است. دستگاه های آب شیرین کن خورشیدی، می توانند آب های شور را به آب شیرین قابل استفاده برای انسان و حتی گیاهان و حیوانات تبدیل کنند. از این رو، منبع دیگری برای آب شیرین در اختیار انسان قرار خواهد گرفت و میزان مصرف آب شیرین از منابع زیر زمینی کاهش پیدا خواهد کرد. این امر، سبب احیای منابع آب زیرزمینی خشک شده نیز خواهد شد.
صرفه جویی در مصرف منابع انرژی
سوخت های فسیلی، قسمت قابل توجهی از منابع انرژی انسان را به خود اختصاص داده اند، اما با افزایش جمعیت و تقاضا برای انرژی و محصولات گوناگون، منابع سوخت های ذکر شده در حال اتمام هستند. در نتیجه، استفاده از منابع جایگزین برای تامین انرژی مورد نیاز، از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. منابع انرژی پاک از جمله آب، باد و خورشید، نه تنها به تامین انرژی مورد نیاز انسان کمک می کنند، بلکه میزان مصرف سوخت های فسیلی و سایر منابع انرژی تجدید ناپذیر را به شکل قابل توجهی کاهش می دهند. دستگاه های آب شیرین کن خورشیدی، تنها از تابش خورشید برای تامین انرژی استفاده می کنند.
عدم ایجاد گاز های گلخانه ای
استفاده بی رویه از سوخت های فسیلی که بر پایه کربن هستند، سبب شده است که میزان گاز های گلخانه ای در کره زمین بسیار افزایش پیدا کند. نفت، گاز، زغال سنگ و… از جمله این سوخت های فسیلی هستند. افزایش گاز های گلخانه ای باعث می شود که کره زمین به تدریج گرم تر شود و این امر، آسیب های جبران ناپذیری مانند آب شدن یخ های قطبی را در پی خواهد داشت.
از این رو، نیاز است که مصرف این سوخت ها با جایگزین کردن منابع انرژی پاک با آن ها، کاهش پیدا کند. آب شیرین کن خورشیدی، به هیچ عنوان از سوخت های فسیلی برای شیرین کردن آب استفاده نمی کند و نیروی مورد نیاز آن از طریق گرما و تابش خورشید به دست می آید. در نتیجه، استفاده از این دستگاه ها می تواند در کاهش گاز های گلخانه ای مؤثر باشد.
ساز و کار ساده و به دور از پیچیدگی
در این سیستمها، یا با استفاده از تابش مستقیم خورشید، آب تبخیر و سپس به شکل شیرین تقطیر می شود، یا اینکه حرارت لازم برای تبخیر آب دریا یا همان آب شور، به شکل غیر مستقیم با استفاده از تابش خورشید به دست می آید. این دستگاه ها به نسبت ساده هستند و هنگام استفاده و یا تعمیر و تعویض بخش ها و قطعات گوناگون، دردسر خاصی برای کاربران ایجاد نخواهند کرد. نسخه های کوچکتر، به شکلی بسیار ساده و کاربردی طراحی شده اند و تنها کافی است که آب شور را در محفظه کوچک آن ها بریزید و دستگاه را زیر نور آفتاب قرار دهید.
عدم نیاز به اپراتور
این دستگاه ها معمولا نیازی به اپراتور ندارند و تمام مراحل شیرین کردن آب، به صورت خودکار انجام می شود. تنها در برخی شرایط که دستگاه به تعمیر نیاز دارد، وجود فرد متخصص لازم است. در غیر این صورت نظارت مستقیمی توسط افراد متخصص لازم نخواهد بود.
محدودیت مکانی بسیار پایین
دستگاه های آب شیرین کن که بر پایه انرژی هایی نظیر انرژی الکتریکی کار می کنند، معمولا دارای محدودیت های مکانی فراوانی هستند؛ زیرا شبکه برق در تمامی نقاط جغرافیایی در دسترس نیست. دستگاه های مذکور، انرژی خود را از طریق تابش خورشید به دست می آورند و نیازی به دسترسی برق یا حتی گاز ندارند. از این رو، محدودیت مکانی آن ها بسیار پایین است و می توان از آن ها در بسیاری از نقاط جغرافیایی و مکان های دور از دسترس استفاده کرد. البته لازم به ذکر است که استفاده از آب شیرین کن خورشیدی در مکان هایی که بیشتر زمان سال ابری هستند، چالش های بسیاری را به همراه دارد.
معایب آب شیرین کن خورشیدی
استفاده از این دستگاه ها، می تواند در برخی از موارد معایبی نیز داشته باشد. هر دستگاهی به همراه مزایای گوناگون، معایب خاص خود را نیز دارد. به عنوان مثال، استفاده از این تجهیزات معمولا هزینه بیشتری نسبت به بیشتر روش های شیرین کردن آب شور دارد.
از این رو، ممکن است که استفاده از این دستگاه ها در برخی شرایط، گزینه درست و مناسبی نباشد. هزینه های نگهداری، تعمیرات، سیستم توزیع آب، سیستم های متمرکز ساختن پرتو های خورشید و… از جمله هزینه هایی هستند که در هنگام نصب و استفاده از دستگاه های آب شیرین کن خورشیدی، باید در نظر گرفته شوند.
یکی از مهم ترین معایب آنها که سبب می شود در شرایطی خاص، به هیچ عنوان نتوان از آن ها استفاده کرد، این است که این دستگاه ها در مناطق ابری قابل استفاده نیستند. خورشید، تنها منبع انرژی این دستگاه ها است و با توجه به اینکه آب و هوای نامساعد و ابری سبب کاهش چشمگیر برخورد پرتو های پر انرژی خورشید با دستگاه می شود، استفاده از آب شیرین کن های خورشیدی غیر ممکن خواهد شد. به عنوان مثال، مناطق شمالی ایران از جمله مکان هایی هستند که در بیشتر روز های سال، ابری هستند و استفاده از این دستگاه ها، گزینه مناسبی نیست.
مکان های مناسب برای آب شیرین کن خورشیدی
این دستگاه ها در بسیاری از مناطق جهان مورد استفاده قرار می گیرند و برای استفاده از آن ها، نیازی به انرژی الکتریکی و یا سوخت هایی مانند نفت و گاز نیست. از این رو، زیرساخت های خاصی برای استفاده از آب شیرین کن های خورشیدی نیاز نیست. بسیاری از مناطق خشک که در کنار دریاچه ها و یا حتی دریاها و اقیانوس ها قرار دارند، مکان های مناسبی برای استفاده از دستگاه آب شیرین کن خورشیدی هستند، زیرا منابع آب شیرین در این مکان ها بسیار محدود هستند. بسیاری از کشور های ثروتمند در منطقه خاورمیانه، برای به دست آوردن آب شیرین از آب دریاها و اقیانوس ها، از دستگاه های آب شیرین کن خورشیدی استفاده می کنند. به طور کلی، مناطقی که بیشتر روز های آن آفتابی هستند، مناطق مناسبی برای استفاده از آب شیرین کن خورشیدی هستند.
کشاورزی یکی از اصلی ترین محیط های قابل استفاده این دستگاه می باشد . چرا که از کمبود و یا اصلا از وجود برق محروم هستند و در پی روش جایگزین می باشند که بهترین پیشنهاد استفاده از اب شیرین کن خورشیدی کشاورزی می باشد .
آب شیرین کن خورشیدی، دستگاهی است که به بشر کمک می کند وابستگی خود به سوخت های فسیلی و منابع تجدید ناپذیر انرژی را رفته رفته کاهش دهد و در حفظ این منابع برای نسل های آینده بکوشد. بسیاری از مناطق و اقلیم ها در سطح جهان از کم آبی رنج می برند. استفاده از آنها، سبب می شود که مشکلات مربوط به کمبود آب شیرین در این مناطق تا حدودی برطرف شود و شرایط به شکلی بهتر کنترل شود. با افزایش استفاده از این دستگاه ها، منابع آب شیرین احیا می شوند و استفاده از انرژی پاک به تدریج جایگزین استفاده از منابع تجدید ناپذیر خواهد شد.
