الماء المقطر الشمسي

أنواع مياه التقطير الشمسية

مياه التقطير الشمسية هي المياه التي تم تنقيتها من خلال التقطير باستخدام الطاقة الشمسية، وعادة ما تكون في المناطق القاحلة. هناك نوعان رئيسيان من مياه التقطير الشمسية: تلك التي تنتج من وحدة التقطير الشمسية وتلك التي تنتج من نظام التقطير الشمسي.

• وحدة التقطير الشمسية:

  تتكون وحدة التقطير الشمسية بشكل عام من حوض مليء بالمياه التي تحتاج إلى تنقيتها. يحتوي على سقف شفاف يسمح لأشعة الشمس بالمرور من خلاله. ونتيجة لذلك، يتبخر الماء الموجود في الحوض ويتكثف على السقف. ثم يتجمع التقطير في زوايا الوحدة ويتدفق عبر فتحة تصريف. يمكن استخدام وحدة التقطير الشمسية لتقطير مياه التقطير الشمسية على نطاق صغير. إذا كانت الوحدة كبيرة بما فيه الكفاية، فيمكنها تلبية احتياجات مياه التقطير لمجتمع بأكمله. عوامل مثل تصميم الوحدة والموقع الجغرافي والمناخ تؤثر على كمية الماء المنتجة يوميًا.

• نظام التقطير الشمسي:

  يُعد نظام التقطير الشمسي إعدادًا أكثر تعقيدًا من وحدة التقطير الشمسية. فهو يجمع الطاقة الشمسية ويتركزها من خلال أجهزة متخصصة مثل المُركزات أو المجمعات. هذه الأنظمة تسخن حاوية الماء لإنتاج البخار، الذي يمر بعد ذلك عبر وحدة تكثيف. تُبرد وحدة التكثيف البخار، بحيث يتحول مرة أخرى إلى ماء. هذه العملية تفصل الشوائب عن الماء. النتيجة هي ماء مقطر ونقي. يمكن لأنظمة التقطير الشمسية إنتاج كميات أكبر من مياه التقطير الشمسية يوميًا مقارنة بوحدات التقطير الشمسية.

يمكن أن تتضمن الاختلافات الأخرى في هاتين الطريقتين استخدام مصادر تسخين إضافية لتحسين عملية التقطير. يمكن أن تكون هذه المصادر مثل حرائق الخشب أو الكتلة الحيوية أو الكهرباء. يمكن استخدام مياه التقطير الشمسية المنتجة من الطريقتين المذكورتين أعلاه لمجموعة متنوعة من الأغراض، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر الشرب وتغذية العمليات الصناعية. إن بساطة استخدام الطاقة الشمسية (التي هي مجانية وفيرة، خاصة في المناطق القاحلة) في تنقية المياه يجعل العملية فعالة من حيث التكلفة وصديقة للبيئة.

وظيفة وميزات مياه التقطير الشمسية

لمياه التقطير الشمسية، أو وحدات التقطير الشمسية، وظائف وميزات مختلفة تساعد على تسخير الطاقة الشمسية وتحسينها. فيما يلي بعض وظائفها وميزاتها:

• تنقية المياه

  تم تصميم وحدات التقطير الشمسية لإزالة الشوائب من المياه من خلال التقطير. إذا كانت هناك أي ملوثات أو أملاح في الماء، فعندما يتم تسخين الماء بواسطة الشمس وتحويله إلى بخار، سيصبح نظيفًا، ثم يتم جمع الماء النظيف عندما يبرد البخار. لذا، تعد وحدات التقطير الشمسية جيدة لتنقية المياه للشرب والطبخ والحفاظ على ظروف صحية للمياه.

• صديقة للبيئة

  نظرًا لأن الأنظمة الشمسية تستخدم أشعة الشمس للعمل، فهي لا تحتاج إلى الوقود الأحفوري أو أنواع الوقود الأخرى. لذا، فإن استخدام الأنظمة الشمسية سيساعد على تقليل انبعاثات غازات الدفيئة وتقليل مشاكل الاحتباس الحراري. أيضًا، هذه الأنظمة تساعد على تقليل البلاستيك من خلال عدم صنع زجاجات بلاستيكية لتعبئة المياه.

• الطاقة التكميلية

  تُنشئ أنظمة التقطير الشمسية الطاقة الحرارية باستخدام مجمعات الطاقة الشمسية وتقنيات الطاقة الشمسية المركزة. يمكن استخدام هذه الطاقة الحرارية لتسخين المياه أو للعمليات الصناعية التي تتطلب الحرارة. هذه واحدة من الطرق التي تجعل الطاقة الشمسية فعالة من حيث الطاقة وكيفية مساعدتها في أحد المنشآت.

• تصميم بسيط

  تتميز وحدات التقطير الشمسية بتصميم بسيط للغاية مع عدد قليل من الأجزاء فقط، لذا يسهل على المستخدمين إعدادها وصيانتها. تصميمها سهل الفهم أيضًا. أيضًا، عند بنائها، هناك حاجة إلى عدد قليل من المواد فقط، مما يجعل بنائها أسرع وأرخص.

• تكاليف تشغيل منخفضة

  تتميز هذه الأنظمة بتكاليف تشغيل منخفضة لأنها تستخدم الطاقة الشمسية المتجددة. التكاليف الوحيدة المتكبدة هي التثبيت الأولي والصيانة العادية. على المدى الطويل، هذه الأنظمة بأسعار معقولة للمستخدمين.

• النمطية

  يُميل التقطير الشمسي إلى أن يتم بناؤه في وحدات، مما يعني أن الأنظمة يمكن توسيعها أو تقليصها بسهولة عند الحاجة. نمطيتها تسمح بأقصى قدر من المرونة لتلبية متطلبات متغيرة.

• إنتاج على نطاق صغير

  تقدم وحدات التقطير الشمسية إنتاجًا منخفضًا نسبيًا، لذلك فهي مناسبة بشكل أفضل للتطبيقات الأصغر، مثل توفير المياه للاستخدام الخاص. هذه الأنظمة جيدة للأماكن البعيدة عن مرافق معالجة المياه الأخرى والأماكن ذات الموارد المحدودة.

استخدامات مياه التقطير الشمسية

للماء المقطر تطبيقات متعددة، بدءًا من تشغيل منزل إلى استخدامه في الصناعات. بعض الاستخدامات الشائعة لمياه التقطير الشمسية تشمل ؛

• الرعاية الطبية: يستخدم الماء المقطر لغسيل الكلى وإجراءات طب الأسنان. يتم استخدامه في أجهزة الاستنشاق والساونا. تستخدم المستشفيات أيضًا الماء المقطر للعناية بالجروح والإجراءات الجراحية الأخرى. لا يُنصح بشرب الماء المقطر للمرضى الذين يعانون من الجفاف لأنه يمكن أن يؤخر معدل امتصاص الماء. هذا لأن الماء المقطر يفتقر إلى الشوارد، والتي يمكن أن تسبب اختلالات في الجسم.
• قوارب البخار ومحركات السيارات: لتوليد البخار، تستخدم قوارب البحر مزيجًا من الماء المقطر والماء المعدني. عندما يتم غلي الماء المقطر، فإنه ينتج بخارًا، والذي يمكن أن يشغل القوارب والآلات الأخرى. إنه الماء غير النقي في الغلاية الذي يمكن أن يسبب التآكل. يُستخدم الماء المقطر بشكل شائع في بطاريات السيارات القديمة، ولكن السيارات الأحدث لا تتطلب أي ماء إضافي بسبب تحسين تصميم البطارية.
• الاستخدام الصناعي: تعتمد الصناعات التي تعتمد على التركيب الكيميائي للمياه لعملياتها على المياه المقطرة. تستخدم الصناعات الكيميائية والصيدلانية الماء المقطر لتصنيع المواد الكيميائية والأدوية دون شوائب. تحتاج صناعات الإلكترونيات ونصف التوصيل إلى الماء المقطر لجعل المنتجات خالية من المعادن التي يمكن أن تسبب العيوب. يزيل التقطير جميع المعادن والمواد المعدنية من الماء، مما يجعله مبردًا مناسبًا في صناعات السيارات والفضاء. تستخدم صناعة الأغذية والمشروبات أيضًا الماء المقطر للطبخ والتحضير.
• الاستخدام المختبري: يستخدم الكيميائيون الماء المقطر في المختبرات للتفاعلات الكيميائية ولصنع جميع الأدوية باستخدام الماء النقي. الماء المقطر ضروري في المختبرات لل التجارب، حيث يمكن أن تتداخل أي شوائب في الماء مع النتائج. يُستخدم الماء الذي تم تقطيره لشطف المعدات المختبرية لتجنب ترك أي بقع معدنية يمكن أن تؤثر على دقة الأدوات العلمية.
• التطبيقات المنزلية: يستخدم الماء المقطر لملء المرطبات والمكاوي البخارية ولتنظيف النوافذ. إنه أكثر أمانًا للشرب من الماء المقطر الذي يمكن أن يسبب الجفاف ومضاعفات عدم توازن الشوارد الأخرى. إنه خالٍ من أي معادن يمكن أن تسد أو تلحق الضرر بالأجهزة. يمكن أن تضر المياه المستخدمة للري بالنباتات لأنها تفتقر إلى المعادن المفيدة.

كيفية اختيار مياه التقطير الشمسية

عند شراء أجهزة تقطير المياه الشمسية للبيع، يجب على المشترين تفضيل التصميمات التي يسهل استخدامها وصيانتها. ستحتاج أجهزة تقطير المياه سهلة الاستخدام إلى مهارات تقنية أقل للتثبيت والتشغيل. أيضًا، ستحتاج إلى مهارات أساسية للصيانة والإصلاح.

يجب على المشترين الحصول على وحدات التقطير الشمسية بسعة تخزين كبيرة. سيؤدي جهاز تقطير المياه الشمسي ذو السعة الكبيرة إلى إنتاج كمية كافية من الماء المقطر للتخزين. أيضًا، يجب على المشترين الحصول على أجهزة تقطير المياه ذات الخزانات الكبيرة لتخزين المزيد من الماء المقطر للاستخدام في المستقبل.

يجب على المشترين الحصول على أجهزة تقطير المياه الشمسية المصنوعة من مواد متينة. يمكن أن تدوم هذه الأجهزة المصنعة لمياه التقطير لسنوات عديدة مع العناية المناسبة والصيانة الدنيا. أيضًا، فإن أجهزة التقطير ذات البناءات المقاومة للضرر مقاومة لارتفاع درجات الحرارة والصدأ.

يجب على أصحاب المتاجر الحصول على أجهزة تقطير المياه بمستويات إنتاج متعددة. تنتج أجهزة التقطير متعددة المراحل الماء المقطر على عدة مستويات متزامنة. وبالتالي، يمكنها تعظيم مساحة السطح الفعالة لتبخر الماء وزيادة معدل تكثيف وجمع الماء المقطر.

يجب على المشترين الحصول على أجهزة تقطير المياه المحمولة لعملية تشغيل وتثبيت مرنة. تتميز هذه الأجهزة المصنعة لمياه التقطير بتصميمات خفيفة الوزن ومدمجة. وبالتالي، فهي مناسبة للتخييم والطوارئ والاستخدام في الهواء الطلق والمواقع غير المتصلة بالشبكة.

الأسئلة الشائعة

س 1: هل يمكن صنع مياه التقطير الشمسية في المنزل؟

ج 1: نعم، من الممكن صنع مياه التقطير الشمسية في المنزل. يمكن لنظام تقطير المياه الشمسي البسيط باستخدام غطاء شفاف جمع أشعة الشمس. عندما يسخن الماء، تعزز وحدة التقطير الشمسية التبخر، وتكثف البخار في حاوية منفصلة.

س 2: ما هي أفضل النباتات لتقطير المياه الشمسية؟

ج 2: ستعمل أي مصدر ماء نظيف تقريبًا، ولكن استخدام المواد النباتية هو الأفضل. يعد استخدام الموارد الطبيعية مثل مياه الأمطار أو مياه النهر أو المدخلات النباتية مثل الأوراق أو التربة خيارات أكثر ملاءمة للبيئة لمحاولة تقليل استخدام المصادر التي صنعها الإنسان مثل مياه الصنبور أو المياه الجوفية، والتي قد تهدر المزيد من الطاقة في عملية التقطير. تعتبر سخانات المياه الشمسية أو الماء المغلي بدائل أخرى إذا تعذر استخدام مصادر أخرى.

س 3: ما هي المدة التي تستغرقها إنتاج مياه التقطير الشمسية؟

ج 3: يعتمد الوقت اللازم لإنتاج مياه التقطير الشمسية على عوامل مختلفة، بما في ذلك شدة ضوء الشمس ودرجة الحرارة المحيطة وتصميم وحدة التقطير الشمسية. في ظروف مثالية، يمكن لوحدة التقطير الشمسية إنتاج عدة لترات من الماء المقطر يوميًا.

س 4: ما هي الصيانة المطلوبة لمعدات تقطير المياه الشمسية؟

ج 4: تتطلب معدات تقطير المياه الشمسية الحد الأدنى من الصيانة. تُعد الفحوصات الروتينية للتسريبات وضمان تصريف الملح المتبقي بشكل صحيح وتنظيف سطح المجمع لإزالة الغبار أو الطحالب ضرورية للحفاظ على الأداء الأمثل.

س 5: ما هي صلاحية مياه التقطير الشمسية؟

ج 5: صلاحية مياه التقطير الشمسية غير محدودة. نظرًا لانخفاض محتوى المعادن في الماء المقطر، يتم تثبيط نمو الكائنات الحية الدقيقة، مما يساعد في الحفاظ على سلامة المياه للاستهلاك. يمكن تخزين الماء المقطر المغلق بشكل صحيح لسنوات عديدة دون أي تلوث بالبكتيريا أو العفن.