يعتبر نقص الماء أحد المشاكل وعيوب التي تؤرق العالم، وقد حاول العلماء إيجاد حلول لهذه المشكلة، واتجهوا في النهاية إلى إمكانية تحلية مياه البحر بالطاقة الشمسية، والطاقة الشمسية تمثل الضوء والحرارة التي تنبعث من الشمس، وتستخدم تقنية التحلية الشمسية بهدف سد الإحتياجات المتزايدة لمياه الشرب أو للأغراض الزراعية، وتعتبر هذه التقنية هي الحل المستقبلي لمشاكل وعيوب نقص المياه وشحها، وقد تم منح أول براءة اختراع أمريكية لجهاز التقطير الشمسي إلى نورمان ويلر والتون إيفانز وكان ذلك عام 1870م، وسنتحدث في هذا المقال حول كيفية تحلية مياه البحر بالطاقة الشمسية بالتفصيل.
طريقة تحلية مياه البحر بالطاقة الشمسية
يتم القيام بتحلية مياه البحر باستخدام الطاقة الشمسية من خلال طريقتين أساسيتين، وهما الطريقة المباشرة والطريقة غير المباشرة، وذلك حسب الآتي:
- يكون المجمع الشمسي (solar collector) في هذه الطريقة مقرون بآلية التقطير، وعادة ما يتم تنفيذ العملية في دورة واحدة بسيطة.
- إن تحلية مياه البحر بالطاقة الشمسية باستخدام الطريقة المباشرة يعتمد على مساحة السطح الشمسي وزاوية حدوثه.
- تعتبر الطريقة المباشرة لتحلية مياه البحر ذات تكلفة مرتفعة مقارنة بالطريقة غير المباشرة.
- في هذه الطريقة يتم الاعتماد على نظامين منفصلين.
- النظام الأول هو عبارة عن مجموعة تجميع الطاقة الشمسية، وتتكون من المجمعات الحرارية الضوئية (photovoltaic) أو السوائل أو كليهما.
- أما النظام الثاني فهو عبارة عن محطة تحلية تقليدية منفصلة.
- تعتمد هذه الطريقة بشكل أساسي على كفاءة المصنع.
- إن تكلفة الوحدة المنتجة تنخفض عند حدوث الزيادة في الحجم.
مشاكل وعيوب وحلول عملية تحلية مياه البحر بالطاقة الشمسية
- إن كفاءة النظام تتأثر بالحرارة العالية ويفضل القيام بالنقل الجماعي خلال التبخر والتكاثف.
- يجب أن تكون السطوح مصممة بشكل صحيح بما يتلائم مع كفاءة نقل الحرارة.
- إن حرارة التكثيف تأخذ كميات كبيرة من الطاقة الشمسية لكي تتبخر المياه، ومن الصعب تحقيق الفرق الأمثل في درجة الحرارة بين البخار المتولد عن طريق الطاقة الشمسية والبخار المكثف المبرد في مياه البحر، وبالتالي من الصعب القيام باستخدام الطاقة المكثفة إلى أقصى حد.
- إن حل معظم مشاكل وعيوب هذه التقنية يكون من خلال القيام بتقليل الضغط داخل الخزان، حيث يمكن القيام بذلك عن طريق استخدام مضخة فراغ، حيث أن ذلك يساهم في تقليل الطاقة المطلوبة لإتمام عملية التحلية.
- تجدر الإشارة إلى أنه وفي وقتنا الحالي لا تقتصر عملية إجراء التحلية على مياه البحر فقط، وإنما يتم إجراؤها على المياه الجوفية.
