ناجیان آب کشاورزی
همه باهم حیات را به زمین برگردانیمناجیان آب کشاورزی
همه باهم حیات را به زمین برگردانیممعجزه خورشید در شیرین کردن آب
با آن‌که بیش از 80 درصد از کره زمین را
آب فرا گرفته است، اما تنها حدود 3درصد از آب‌های موجود کره زمین قابل شرب
است. به همین دلیل امروزه کمبود آب شرب و چگونگی تأمین آن یکی از مسائل
مهم و اساسی کشورهای مختلف جهان است. این موضوع پژوهشگران زیادی را در
سال‌های اخیر به منظور تأمین آب شرب مورد نیاز نقاط مختلف جهان به خود
مشغول ساخته است که نتیجه آن توسعه روزافزون استفاده از آب‌شیرین‌کن‌ها
بوده است. کشور ما نیز با وجود خشکسالی‌های پی‌درپی و افزایش تقاضا ناشی از
رشد جمعیت، توسعه صنایع و کشاورزی، از این مساله مستثنا نیست. بخصوص
این‌که با برداشت‌های بی‌رویه از منابع آب‌های زیرزمینی، سطح این منابع و
کیفیت آنها در بسیاری از نقاط کشور بخصوص در مناطق مرکزی، شرقی و جنوبی،
کاهش یافته است. با توجه به اهمیت حیاتی این نعمت‌الهی، می‌توان خطر کمبود و
بحران آب را بسیار مهم‌تر و جدی‌تر از انرژی دانست که توجه جدی به این
مساله و برنامه‌ریزی دقیق برای مقابله با آن را ضروری می‌کند. توسعه صنعت
آب‌شیرین‌کن‌ها در کشور یکی از راهکارهای مقابله با این مشکل است.
از
آنجا که تامین انرژی مورد نیاز و تکنولوژی مورد استفاده از مسائل مهم در
بهره‌برداری از آب‌شیرین‌کن است، توجه به انرژی خورشید به عنوان یک منبع
انرژی پاک و تجدیدپذیر اهمیت ویژه‌ای دارد؛ زیرا در بیشتر نقاطی که
شیرین‌سازی منابع آب ضرورت پیدا کرده است، انرژی خورشید با شدت تابش مناسب
دردسترس است.در این راستا با تلاش پژوهشگران پژوهشکده توسعه صنایع‌شیمیایی
ایران، جهاددانشگاهی نخستین دستگاه ترکیبی آب‌شیرین‌کن ـ آبگرمکن خورشیدی
روستایی در کشور به بهره‌برداری رسیده است. مهندس محمد ضامن ـ یکی از
مجریان طرح ـ در این گفت‌وگو جزئیات بیشتر کار را تشریح کرده است. تاریخچه استفاده از آب‌شیرین‌کن‌های خورشیدی به چه زمانی برمی‌گردد و بیشتر در چه کشورهایی مورد استفاده قرار گرفته است؟ با
توجه به این‌که انرژی خورشید به عنوان یک منبع رایگان، در بیشتر نقاطی که
نیاز به آب‌شیرین دارند، با شدت تابش مناسبی در دسترس است، لذا استفاده از
این منبع انرژی یکی از مناسب‌ترین گزینه‌ها برای تولید غیرمتمرکز آب‌شیرین
است. استفاده از آب‌شیرین‌کن‌های خورشیدی، پیشینه تاریخی زیادی دارد و شاید
بتوان گفت که اولین آب‌شیرین‌کن‌های ساخته دست بشر از این نوع بوده است.
این آب‌شیرین‌کن‌ها از نوع تقطیرکننده‌های خورشیدی مستقیم روش و فرآیندی را که باعث شیرین شدن آب به کمک این دستگاه می‌شود توضیح دهید. در این دستگاه از فرآیند رطوبت‌زنی و رطوبت‌زدایی هوا ( این پروژه در کجا و با حمایت چه سازمان‌ها و مراکزی انجام شده است؟ این
پروژه با حمایت و پشتیبانی شرکت مهندسی آب و فاضلاب کشور و شرکت آب و
فاضلاب روستایی استان قم و همچنین با همکاری شرکت بهینه‌سازی مصرف سوخت در
روستای قمرود واقع در 20 کیلومتری شرق شهر قم اجرا شده است. با کمک این دستگاه روزانه چه حجمی از آب‌شیرین می‌شود؟ درخصوص قابلیت دیگر آن چطور، روزانه چه حجمی از آب را می‌تواند گرم کند؟ کل
انرژی حرارتی مورد نیاز دستگاه از طریق انرژی خورشید تامین می‌شود و ظرفیت
اسمی دستگاه، تولید روزانه 500 لیتر آب‌شیرین و حداقل 3000 لیتر آب‌گرم
است که در روزهای تابستان تا 9000 لیتر نیز قابل افزایش است. همچنین این
دستگاه قادر است، به طور همزمان آب‌شیرین و بخش اعظم آب‌گرم یک روستای
یکصدنفره را تامین کند. با توجه به این‌که نسبت تبخیر آب در این فرآیند
حدود 5 درصد است، آب خروجی از دستگاه دارای کیفیت مشابه آب ورودی به دستگاه
است با این تفاوت که دارای دمایی بالاتر از 50 درجه سانتیگراد است. لذا
می‌توان از آن به عنوان آب‌گرم مصرفی مورد نیاز استفاده کرد. در این صورت
آب خروجی از آب‌شیرین‌کن می‌تواند به عنوان آب‌گرم مصرف شده و لذا دورریز
آب در این دستگاه به صفر برسد که از خصوصیات بارز این روش است.در این پروژه برای نخستین بار در دنیا فرآیند نکته:
آب شیرین‌کن‌هایی که بهره‌برداری شده‌اند می‌توانند در بسیاری از روستاهای
کشور به اجرا درآیند و آب‌شیرین روستاها و آب‌گرم حمام‌های روستایی را به
طور همزمان تامین کنند با
توجه به این‌که استفاده از آب‌شیرین‌کن‌ها مقوله جدیدی نیست، چه
ویژگی‌هایی طرح شما را نسبت به آنچه تاکنون وجود داشته است متمایز می‌کند؟ آب‌شیرین‌کنی
که در این پروژه طراحی و ساخته شده است، نمونه داخلی دیگری ندارد و برای
اولین بار در این مقیاس و به صورت یک پایلوت تحقیقاتی ـ کاربردی به اجرا
درآمده است. از دیدگاه کاربردی، ویژگی اصلی این طرح تولید همزمان آب‌گرم و
آب‌شیرین به منظور اقتصادی کردن استفاده از این نوع آب‌شیرین‌کن است.
همچنین استفاده از آب خروجی آب‌شیرین‌کن به عنوان آب‌گرم، هدر رفت آب را در
این دستگاه به حداقل رسانده و موجب بهینه‌سازی مصرف آب شده است. از دیدگاه
علمی نیز فرآیند رطوبت‌زنی ـ رطوبت‌زدایی هوا روش جدیدی برای تولید
آب‌شیرین در دنیا با استفاده از انرژی خورشید است که در سال‌های اخیر مورد
توجه محققان قرار گرفته و کشورهای مختلفی در جهت تجاری‌سازی آن تلاش
می‌کنند و همان‌گونه که اشاره شد، برای اولین بار در دنیا در این پروژه به
صورت دو مرحله‌ای به اجرا درآمده است. با فعالیت‌های تحقیقاتی که طی
سال‌های اخیر در پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران انجام شده است، ما
ادعا می‌کنیم که فعالیت‌های صورت گرفته جزو جدیدترین تحقیقات روز دنیا در
این حوزه بوده که چاپ 3 مقاله ISI در سال 2009 سندی بر این ادعاست، لذا از
دیدگاه علمی نیز این طرح از جایگاه ویژه‌ای برخوردار است. چگونه می‌توان از این روش برای توسعه استفاده از انرژی خورشیدی در کشور کمک گرفت؟ یکی
از مهم‌ترین موانع موجود در مسیر توسعه، کاربرد سیستم‌های خورشیدی و هزینه
نسبتا بالای سرمایه‌گذاری آن است؛ البته با اجرای طرح هدفمند شدن
یارانه‌ها در کشور و واقعی شدن قیمت انرژی، تمایل مصرف‌کنندگان به استفاده
از این سیستم‌ها کمی افزایش خواهد یافت. بسیاری از مناطقی که دارای شدت
تابش مناسب خورشید هستند و امکان استفاده از آبگرمکن‌های خورشیدی فراهم
است، ساکنین آنها از کمبود آب شرب رنج می‌برند. از طرفی با تحقیقات نسبتا
کامل و گسترده‌ای که در پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران روی
آب‌شیرین‌کن‌های خورشیدی انجام شده است، تلفیق آبگرمکن‌های خورشیدی با این
نسل جدید آب‌شیرین‌کن‌های خورشیدی موسوم به آب‌شیرین‌کن‌های این طرح از چه زمانی شکل گرفته و در حال حاضر در چه مرحله‌ای است؟ تحقیقات در زمینه آب‌شیرین‌کن آیا نتایج این طرح در نشریات بین‌المللی به چاپ رسیده است؟ با
توجه به این‌که تست دستگاه تازه به پایان رسیده، هنوز نتایج آن در نشریات
چاپ نشده است، ولی نتایج اولیه آن برای ارائه در کنفرانس Pres2011در
ایتالیا پذیرش گرفته است. بزودی نتایج کامل این طرح برای چاپ در نشریات
بین‌المللی ارسال خواهد شد. (Direct Solar Distiller)
بوده که در آنها از انرژی خورشید مستقیما برای تقطیر آب شور و تهیه
آب‌شیرین استفاده شده است. مشکلات عمده این سیستم‌ها، راندمان کم، ظرفیت
پایین، اشغال فضای نسبتا زیاد و عدم امکان ذخیره‌سازی انرژی خورشید است؛
البته در سال‌های اخیر تحقیقات زیادی برای افزایش کارایی این روش صورت
گرفته است. نوع دیگر آب‌شیرین‌کن‌های خورشیدی با نام آب‌شیرین‌کن‌های
خورشیدی غیرمستقیم شناخته می‌شوند که در این نوع ابتدا در یک بخش انرژی
خورشید با تکنیک‌های مختلف جمع‌آوری و سپس در بخش دیگری، تقطیر و
شیرین‌سازی آب با استفاده از انرژی جذب شده، انجام می‌شود. به‌طور کلی
استفاده از آب‌شیرین‌کن‌ها در مناطق خشک و بیابانی مانند کشورهای خاورمیانه
و شمال آفریقا توسعه بیشتری داشته است. کشور ما نیز به دلیل شرایط اقلیمی
خاصش در سال‌های اخیر شاهد توسعه استفاده از آب‌شیرین‌کن‌ها بوده است. ولی
آب‌شیرین‌کن‌های خورشیدی در کشور هنوز مرحله تحقیقاتی را طی می‌کند.HD) برای
شیرین‌سازی آب استفاده شده است، به این معنا که هوا این قابلیت را دارد که
مقدار زیادی رطوبت را با خود حمل کند، بخصوص زمانی که دمای هوا افزایش
پیدا می‌کند، ظرفیت جذب رطوبت آن بشدت افزایش می‌یابد. بنابراین با استفاده
از این روش ابتدا هوا گرم و مرطوب می‌شود (که به آن رطوبت‌زنی می‌گویند) و
سپس هوای مرطوب با عبور از روی سطح یک کندانسور (چگالنده) خنک می‌شود (که
سبب چگالش آب شده و به آن رطوبت‌زدایی گفته می‌شود). در نتیجه رطوبت‌زدایی
از هوا، آب‌شیرین تولید می‌شود. HD
به صورت 2 مرحله‌ای به اجرا درآمده است؛ منظور از 2 مرحله‌ای این است که 2
سیکل مجزا برای هوا به عنوان سیکل دمای بالا و سیکل دمای پایین وجود دارد و
این روش منجر به کاهش 20 درصدی مصرف انرژی حرارتی و درنتیجه کم شدن سطح
کلکتورهای خورشیدی مورد نیاز و کاهش هزینه‌های سرمایه‌گذاری اولیه طرح شده
است. این طرح قابلیت این را دارد که در بسیاری از روستاهای کشور به اجرا
درآید و آب‌شیرین روستاها و آب‌گرم حمام‌های روستایی را به طور همزمان
تامین کند. علاوه بر این قابلیت نصب آن در مجتمع‌های مسکونی یا سایر مراکز
شبانه‌روزی دولتی یا خصوصی مانند مراکز بهزیستی، پاسگاه‌های انتظامی،
زندان‌ها و مراکز اقامتی بین‌راهی در ظرفیت‌های مختلف وجود دارد.HD
موجب افزایش راندمان کل سیستم و کاهش هزینه تمام شده آب‌شیرین و آب‌گرم
برای مصرف‌کننده می‌شود، لذا در این پروژه تحقیقاتی، 2 کاربرد مختلف و
البته مورد نیاز در بسیاری از مناطق خشک و کویری کشور، در قالب یک دستگاه
ترکیبی آب‌شیرین‌کن ـ آبگرمکن خورشیدی طراحی و ساخته شده است تا با کاهش
هزینه تمام شده آن، استفاده از سیستم‌های خورشیدی برای مصرف‌کننده جذابیت
بیشتری داشته باشد. HD
در پژوهشکده از سال 84 آغاز شده و در سال 86 نخستین دستگاه در مقیاس بنچ
در مجتمع تحقیقاتی جهاد دانشگاهی راه‌اندازی شد. با ادامه تحقیقات در
سال‌های بعد دستگاه آزمایشگاهی ساخته شد که قابلیت تست در حالت‌های مختلف
را داشت که 2پایان‌نامه کارشناسی ارشد نیز در این زمینه تعریف و اجرا شد.
با توجه به نتایج مثبت این طرح‌ها ما به این نتیجه رسیدیم که این روش
قابلیت تجاری‌سازی در مقیاس‌های مختلف را دارد، لذا با مشارکت شرکت آب و
فاضلاب روستایی استان قم برای اولین بار در ایران آب‌شیرین‌کن ـ آبگرمکن
خورشیدی در یک روستا به اجرا درآمد. پروژه آب‌شیرین‌کن قمرود در سال 1388
آغاز و در شهریور امسال مراحل ساخت آن به پایان رسید که پس از طی دوره تست
اکنون آماده بهره‌برداری است. تحقیقات برای تجاری‌سازی این نوع آب‌شیرین‌کن
در مقیاس خانگی در این پژوهشکده ادامه دارد که ان‌شاءالله تا چند ماه
آینده نخستین نمونه خانگی این سیستم ترکیبی ساخته می‌شود تا تست‌های اولیه
روی آن انجام شود. گفتنی است، این پروژه در گروه پژوهشی بهینه‌سازی انرژی و
فرآیند پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران وابسته به جهاددانشگاهی انجام
شده است که سایر همکاران ما در این طرح مهندس سیدمهدی سوفاری، دکتر مجید
عمیدپور، مهندس میرعلی اصغر زینالی، مهندس سعید عباسیان و مهندس امیر
اصغرپور بوده‌اند.
|
||
|
برای نمایش آواتار خود در این وبلاگ در سایت Gravatar.com ثبت نام کنید. (راهنما)
ایمیل شما بعد از ثبت نمایش داده نخواهد شد