طراحی سیستم آب‌شیرینکن خورشیدی به‌روش اسمز معکوس - فتوولتائیک (مطالعه موردی: آب لب‌شور روستای سربند اردبیل)

نوع مقاله: مقالات علمی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد مهندسی عمران- مهندسی محیط زیست، دانشکده مهندسی عمران و پژوهشکده محیط زیست، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

2 استاد، گروه آب، دانشکده مهندسی عمران و پزوهشکده محیط زیست، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

3 استاد، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی سهند، سهند، ایران

4 دانشیار، دانشکده مهندسی برق و پژوهشکده محیط زیست، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

10.22112/jwwse.2019.163394.1128

چکیده

بحران آب از چالش‌های بسیار مهم پیش­روی جامعه­ ایران به­شمار میرود. بیشتر کشورهای در حال توسعه سعی می­کنند تا تعادلی بین منابع آب شیرین رو به کاهش و درخواست‌های تامین آب جمعیت­های در حال افزایش برقرار کنند. بهطور کلی فناوری­های شیرین­سازی آب، از روش­های نوین تامین آب هستند، اما مصرف انرژی بالایی دارند. استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر بهعنوان یک راه­حل بدیع برای تامین انرژی با ماهیت سازگار و پایدار و حفظ محیط­زیست است. هدف از این مطالعه، طراحی یک سیستم بهینه­ آب‎شیرین‎کن خورشیدی است که برای روستای سربند اردبیل (مطالعه موردی) مناسب بوده و بتواند نیازهای آبی را از لحاظ کمی و کیفی تامین کرده و هم­چنین از لحاظ زیست­محیطی راه­حل قابل­قبولی باشد. بدین منظور روش اسمز معکوس- فتوولتائیک بهعنوان روش انتخابی برای شیرین‌سازی آب انتخاب شده است. از دو نرم افزار WAVE و PVsyst نیز بهترتیب برای مدلسازی و تحلیل سیستم اسمز معکوس و سیستم تامین انرژی فتوولتائیک استفاده شده است. نتایج حاصل از مدلسازی و تحلیل نشان می‌دهد که مقدار TDS آب قبل و پس از تصفیه بهترتیب 2117 و 86/177 میلی‍گرم بر لیتر بوده که از لحاظ استانداردهای مربوطه قابلقبول است. هم‌چنین برای تامین انرژی سیستم تصفیه آب به سیستم فتوولتائیکی با توان  kW5/9 نیاز است. بهنظر می‍رسد استفاده از این نوع سیستم­ها، علاوهبر کاهش تولید آلاینده­های زیست­محیطی، از فشار بر روی شبکه توزیع برق کاسته و هم­چنین مشکل تامین آب آشامیدنی را حل نماید.

کلیدواژه‌ها


 

افراسیابی، ن.، احتشامی م.، و اردکانیان ر.، (1387)، "طراحی بهینه سیستم تصفیه آب با نرم افزار ROSA"، دومین همایش و نمایشگاه تخصصی مهندسی محیط زیست، دانشگاه تهران.

حاج سقطی، ا.، (1393)، اصول وکاربرد انرژی خورشیدی، انتشارات دانشگاه علم و صنعت ایران.

دانشور، ن.، (1383)، اصول کنترل کیفیت آب، انتشارات دانشگاه تبریز.

رضایی بنفشه، م.، جهانبخش، س.، دین پژوه، ی.، و اسمعیل‎پور، م.، (1393)، " امکان‎سنجی استفاده از انرژی باد در استان‎های اردبیل و زنجان"، پژوهش­هایجغرافیایطبیعی، 46(4)، 274-261.

صالحی، س.، خانجانی، م.، و بارانی، غ.، (1395)، "ارزیابی اقتصادی تکنولوژی‎های مختلف آب شیرین‎کن"، کنفرانس بین­المللی توسعه پایدار، راهکارها و چالشها با محوریت کشاورزی، منابع طبیعی، محیط­زیست و گردشگری، دانشگاه تبریز.

Al-Karaghouli, A., and Kazmerski, L.L.,) 2013(, “Energy consumption and water production cost of conventional and renewable-energy-powered desalination processes”, Journal of Renewable and Sustainable Energy Reviews, 24, 343-356.

Alsheghri, A., Sharief, S.A., Rabbani, and Sh, Aitzhan, N.Z., (2015), “Design and cost analysis of a solar photovoltaic powered reverse osmosis plant for Masdar institute”, Energy Procedia, 75, 319-324.

Aybara, H.S., Akhatovb, J.S., Avezovab, N.R., and Halimovb, A.S., (2010), “Solar powered RO desalination: Investigations on pilot project of PV powered RO desalination system”, Applied Solar Energy, 46(4), 275-284.

Baawain, M., Choudri, B.S., Ahmed M., and Purnama, A., (2015), Recent progress indesalination, environmentaland marine outfall systems, Springer.

Bilton, A.M., Wiesman R., Arif, A.F.M., Zubair S.M., and Dubowsky S., (2011), “On the feasibility of community-scale photovoltaic-powered reverse osmosis desalination systems for remote locations”, Renewable Energy, 36(12), 3246-56.

Morad, M.M., El-Maghawry, Hend, A.M., and Wasfy, K.I., (2017), “A developed solar-powered desalination system for enhancing fresh water productivity”, Solar Energy, 146, 20-29.

Peck, S., (2015), “Reverse osmosis concentrate management”, Technical Article, www.axeonwater.com.