توفر تقنيات تحلية المياه بالطاقة الشمسية فرصة الحياة لكثير من المناطق المحرومة من المصادر الطبيعية للمياه العذبة، وكذلك المناطق التي تتزايد فيها مصادر المياه المالحة.
ومع تطور التكنولوجيا، أصبح بالإمكان استخدام الطاقة الشمسية في تحلية مياه البحر وإزالة الأملاح منها، لتحويلها إلى مياه صالحة للشرب والاستخدام البشري والحيواني، بالإضافة إلى استخدامها في ريّ الأراضي والتوسع في الزراعة، وفق معلومات اطّلعت عليها منصة الطاقة المتخصصة.
وتعتمد تقنيات تحلية المياه بالطاقة الشمسية على توفير نظام متعدد المراحل، تبدأ تنظيف مياه البحر أو المياه التي أصبحت غير صالحة، من المعادن والشوائب والأملاح والرواسب، وذلك من خلال عملية التبخير، ثم تكثيفها بوساطة الألواح الشمسية، للحصول على ماء نقي.
كيفية تحلية المياه بالطاقة الشمسية
عند وضع ماء البحر أو المياه التي يراد تحليتها في قاع الخزان الأسود، وتعريضه إلى أشعة الشمس، التي تدخل إليه من الأسطح الزجاجية، يؤدي امتصاص الماء للحرارة وسخونته إلى تحوله من الحالة السائلة إلى بخار.
وعند ملامسة البخار لجدار الخزّان أو الصوبة الزجاجي، يتكثف ويتجمع على هيئة نقاط من الماء العذب، والذي يتجمع بعدها في قناتين جانبيتين، تمهيدًا لاستخدامه في الزراعة والشرب، وفق معلومات اطّلعت عليها منصة الطاقة المتخصصة.
وتحتوي تحلية المياه بالطاقة الشمسية على فوائد متعددة، أبرزها أنها غير مكلفة، إذ يمكن إنتاج 5 لترات من الماء النقي يوميًا، لكل متر مربع، لذا يكون بالإمكان توفير المياه المحلاة لعدد كبير من الأشخاص، خاصة في المناطق التي لا يتوفر فيها الماء العذب.
كما أن هذه التقنيات تصلح للاستخدام في المناطق الصحراوية، وتُنتج في الوقت نفسه كميات من الملح الذي يمكن استغلاله تجاريًا وبيعه ملحَ طعام، بالإضافة إلى أن تحلية المياه بالطاقة الشمسية تعدّ صديقة للبيئة، ولا تخلّف أيّ انبعاثات.
أحدث تقنيات تحلية المياه بالطاقة الشمسية
تمكَّن باحثون -مؤخرًا- من ابتكار تقنية لتحلية المياه بالطاقة الشمسية بكفاءة عالية، تتجاوز تلك التي توفرها الأجهزة المحمولة، إذ يمكن بوساطة هذه التقنية صغيرة الحجم إنتاج 5.8 لترًا من المياه العذبة كل ساعة، أي 3 أضعاف ما تنتجه أجهزة أخرى محدودة القدرة.
واستطاعت الباحثة بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في الولايات المتحدة، إيفلين وانغ، وزميلها من جامعة جياو تونغ الصينية، روزهو وانغ، ابتكار نظام متعدد المراحل، رفعَ من خلال كفاءة الألواح الشمسية في الظروف المثالية بنحو 385%، وفق معلومات اطّلعت عليها منصة الطاقة المتخصصة.
وأعاد الباحثان، والفريق التابع لهما، استخدام الحرارة المنبعثة من تكثّف بخار الماء لتحويله إلى سائل، وهي المرة الأولى التي يُستَخدَم بخار الماء فيها ويُحَوَّل إلى طاقة يمكن الاستفادة منها، والتي كانت عادة ما تضيع خلال عملية إنتاج المياه وتحليتها.
وبحسب موقع "سي آند إن تكنولوجي"، فإن الجهاز يحتوي على 10 إطارات من النايلون المطبوعة بالتقنية ثلاثية الأبعاد، والتي توضع بشكل عمودي على خزان المياه، إذ يحتوي الإطار على منشفة ورقية تقوم بدور المبخّر، بالإضافة إلى شرائح من الألمنيوم تقوم بدور المكثّف.
ويضع الباحثون في الجهة المواجهة للشمس إطارًا ماصًا أسود اللون، لامتصاص طاقة الشمس التي تسخّن وتبخّر الماء، قبل أن تمتصه المنشفة الورقية، وعند تكثّف الأبخرة على الألمنيوم، تتحرك الحرارة إلى المنشفة الورقية الثانية، حتى تنتهي من المرور في الإطارات الـ10.
أنواع وأسعار الألواح الشمسية لتحلية المياه
بحسب موقع "جيت سولار"، المتخصص في الألواح الشمسية، فإن تحلية المياه بالطاقة الشمسية يمكن استخدام 4 أنواع من الألواح فيها، وهذه الأنواع هي:
أولًا: ألواح الطاقة الشمسية الكريستالية، وهي الأشهر؛ نظرًا لانخفاض أسعارها مقارنة بالأنواع الأخرى، وهي مصنوعة من الكريستال، إلّا أنها لا تتحمل أشعة الشمس القوية، خاصة في المناطق شديدة الحرارة، وتحتاج إلى التجديد بشكل متكرر.
ثانيًا: ألواح الطاقة الشمسية المصنوعة من السيليكون غير المتبلور، وهي رخيصة نسبيًا؛ نظرًا لأنها تُصنع من مواد رخيصة مثل السيليكون والنحاس والكادميوم، وعادة ما تُستخدم في المحطات الصغيرة، أو في المنازل والمؤسسات صغيرة الحجم.
ثالثًا: ألواح السيليكون أحادي البلورية "مونو كريستال"، وهي باهظة الثمن، نظرًا لجودتها وكفاءتها، إذ إنها مصنوعة من السليكون عالي النقاء أحادي البلّورة، والذي يتميز مظهره بحوافّ مستديرة ولون داكن. ويمكن الاعتماد عليها في المحطات الكبيرة بالمناطق الحارة.
رابعًا: ألواح الطاقة الشمسية الكهروضوئية المركّزة، وهي مرتفعة السعر نسبيًا، نظرًا لجودتها وكفاءتها في العمل، إذ تتميز بإمكان الحصول على كمّ كبير من الطاقة الكهروضوئية لتوليد الكهرباء، وذلك بسبب انحناء سطحها وتحمّلها للأشعة القوية، بسبب أنظمة التبريد وجودة المواد التي تُصنع منها.
وتعتمد أسعار الألواح المستخدمة في تحلية المياه بالطاقة الشمسية على سعر الواط، إذ يشير موقع "جيت سولار" إلى ارتفاع هذه الأسعار مؤخرًا في مصر، لا سيما مع وقف عملية الاستيراد، فقد كان سعر الواط يبلغ 7 جنيهات، وأصبح حاليًا مع وقف الاستيراد من الخارج 11 جنيهًا.
المصدر الطاقة
