شارك
الرئيسية
طوّر الباحثون في معهد الصناعات المستقبلية؛ التابع لجامعة جنوب أستراليا، تقنيةً فعّالةً من حيث التكلفة؛ يمكن أن توفر مياه شرب نقيةً لملايين الأشخاص باستخدام مواد رخيصة ومستدامة وأشعة الشمس، ونُشرت تفاصيل التقنية في ورقةٍ بحثية ضمن دورية «سولار آر آر إل».
قام الفريق البحثي بصقل تقنية استخراج المياه العذبة من مياه البحر أو المياه قليلة الملوحة أو المياه الملوثة؛ من خلال التبخّر الشمسي عالي الكفاءة؛ مما يوفر 10 إلى 20 لتراً؛ أي ما يكفي من مياه الشرب العذبة اليومية لعائلة مكونة من أربعة أفراد من متر مربع واحد فقط من مياه المصدر.
يوجد في قلب هذا النظام هيكل حراري عالي الكفاءة؛ يتموضع على سطح مصدر المياه، ويحول ضوء الشمس إلى حرارة، مع التركيز بدقة على الطاقة على السطح لتبخير الجزء العلوي من السائل بسرعة؛ وهو مفتاح نجاح هذا النظام؛ حيث أُعيقت التقنيات المماثلة السابقة بسبب فقدان الطاقة، مع انتقال الحرارة إلى مصدر المياه وتبددها في الهواء أعلاه.
وبينما لا تمنع هذه التقنية أي فقدان للطاقة الشمسية، تستمد كذلك طاقةً إضافيةً من المياه السائبة والبيئة المحيطة؛ مما يعني أن النظام يعمل بكفاءة بنسبة 100% لمدخلات الطاقة الشمسية، ويستمد ما يصل إلى 170% أخرى من الطاقة من الماء والبيئة.
يزيل التصميم الحرارة الزائدة بعيداً عن أسطح التبخر الشمسي العلوية للمبخّر، ويوزع الحرارة على سطح الزعنفة لتبخر الماء؛ وبالتالي تبريد سطح التبخر العلوي وتحقيق صفر من فقدان الطاقة أثناء التبخر الشمسي.
تعني تقنية المشتت الحراري الأخيرة تلك أن جميع أسطح المبخر تظل عند درجة حرارة أقل من درجة حرارة الماء والهواء المحيطَين؛ مما يسمح بتدفق الطاقة الإضافية من البيئة الخارجية عالية الطاقة إلى المبخر منخفض الطاقة.
وبالإضافة إلى كفاءته، يتم تعزيز التطبيق العملي لهذا النظام من خلال حقيقة أنه مبني بالكامل من مواد بسيطة تُستخدم يومياً؛ منخفضة التكلفة ومستدامة ويمكن الحصول عليها بسهولة، وربما الاستثناء الوحيد هو المواد الحرارية الضوئية، لكن حتى تلك يمكن الحصول عليها وتركيبها.
كما أن النظام سهل الصيانة أيضاً؛ حيث يمنع تصميم الهيكل الحراري الضوئي تراكم الملح والملوثات الأخرى على سطح المبخّر، وكل ذلك يعني أن هذا النظام يمكن نشره في المواقف التي تكون فيها أنظمة التحلية والتنقية الأخرى غير قابلة للتطبيق من الناحية المالية والتشغيلية.