منوعات النشرة الاسبوعية تقارير منوعة سلايدر الرئيسية

تحلية المياه بالطاقة الشمسية باستخدام الضباب.. تقنية مصرية جديدة

داليا الهمشري

2023-01-12

0 2٬885

توصل باحثون في جامعة المنصورة المصرية، إلى تقنية جديدة للري الذكي تقوم على تحلية المياه بالطاقة الشمسية باستخدام الضباب، وذلك في إطار توجه الدولة نحو دعم أجندة تحول الطاقة والتوسع في استخدام الطاقة المتجددة.

وتعتمد فكرة هذا البحث على تصميم جهاز يطبق عملية التضبيب (تحويل الأملاح إلى ضباب) في نُظم تحلية المياه باستخدام التسخين الشمسي لتعزيز التبخر.

وأُجريت دراسة نظرية وعملية لتحليل أداء نظام تحلية يعمل بالضباب مدعومًا بسخان مياه شمسي مكونًا من أنابيب مفرغة.

ويتكوّن هذا النظام من مضخة ضغط عالٍ لتكوين الضباب، وفتحتين لخروج الضباب، ومكثف، ومبادل حراري، و10 أنابيب مفرغة للتسخين الشمسي للمياه مدمجة مع خزان حراري.

تحلية المياه في مصر

أوضح الأستاذ المساعد في قسم هندسة القوى الميكانيكية بكلية الهندسة في جامعة المنصورة الدكتور محمد محمود عوض، أن عدد سكان مصر في زيادة مستمرة من عام إلى آخر، كما أن هناك ظروفًا تؤثر في حصة مصر المائية من بينها سد النهضة الأثيوبي، ما يجعل مصر من الدول المعرضة لمواجهة مشكلة الفقر المائي.

وأشار عوض -خلال تصريحات خاصة إلى منصة الطاقة المتخصصة- إلى أن الرئيس المصري عبدالفتاح السيسي قد طالب جهات البحث العلمي -خلال المؤتمر الثالث للشباب- بالتدخل لحل عدد من المشكلات القومية أبرزها توفير المياه النظيفة والطاقة.

وأفاد عوض بأنه من المتوقع أن يزيد معدل استهلاك الطاقة في دول حوض البحر الأبيض المتوسط إلى نحو 62% بحلول عام 2040، متوقعًا أن تكون مصادر الطاقة المتجددة -لا سيما طاقة الرياح والطاقة الشمسية- هي أرخص الطرق لتوليد الكهرباء.

الأستاذ المساعد بقسم هندسة القوى الميكانيكية بكلية الهندسة جامعة المنصورة الدكتور محمد محمود عوض — الأستاذ المساعد في قسم هندسة القوى الميكانيكية بكلية الهندسة جامعة المنصورة، الدكتور محمد محمود عوض

حل مشكلة ندرة المياه

قال الأستاذ المساعد في قسم هندسة القوى الميكانيكية بكلية الهندسة جامعة المنصورة: "إننا نركز في أبحاثنا على استخدام الطاقة الشمسية، لأن مصر تُعد واحدة من الدول الواقعة في الحزام الشمسي، إذ تستقبل سنويًا 2400 ساعة من أشعة الشمس التي تكافئ نحو 2600 كيلوواط/ساعة لكل متر مربع".

وأضاف عوض أن قسم هندسة القوى الميكانيكية بكلية الهندسة في جامعة المنصورة يحاول حل مشكلة ندرة المياه بعدة طرق، منها استخلاص الرطوبة من الهواء الجوي وتحلية المياه بالطاقة الشمسية والتقاط الضباب باستخدام شبكة.

وتابع قائلًا: "نعمل بأسلوب ووتر-إنرجي نيكسس the Water-energy nexus، أي التكامل بين الطاقة والمياه، والطاقة المستخدمة هنا هي الطاقة الشمسية".

ويُقصد بأسلوب ووتر-إنرجي نيكسس، العلاقة بين المياه والطاقة، سواء الطاقة المستخدمة لاستخراج المياه وتنقيتها وتسخينها ومعالجتها أو هي المياه المستخدمة لتوليد الكهرباء.

ولفت عوض إلى إشرافه على رسالة الماجستير -بالمشاركة مع الدكتور جمال إبراهيم سلطان والدكتور أحمد محمد حامد- للمهندس أحمد إبراهيم أبوالمعاطي، التي توصلت إلى جهاز جديد يعمل على تحلية المياه بالطاقة الشمسية باستخدام الضباب.

التناضح العكسي

تعتمد تحلية المياه بالطاقة الشمسية على طريقتين رئيستين: الأولى باستخدام المجمعات الشمسية التي تجمع حرارة الشمس وتسلطها على مائع معين لتسخينه، والثانية بالتناضح العكسي.

فعند تسليط الحرارة على الماء المالح المراد تحليته مثل ماء البحر، فإنه يغلي ويتبخر، ثم يُكثف بعد ذلك على سطح بارد، يمكن أن تُستخدم في هذه العملية المجمعات الشمسية بأنواعها المختلفة، مثل المجمع المسطح والمركز، بهدف تجميع أشعة الشمس، وتركيزها لتسخين المياه.

كما يمكن استخدام التناضح العكسي في تحلية المياه الذي يعتمد على انتقال الماء من المحلول الأعلى تركيزًا بالأملاح نحو الأقل عبر غشاء شبه نافذ باستخدام الضغط بالاعتماد على الطاقة الكهربائية المُولدة من محطات الطاقة الشمسية.

فكرة الجهاز

تقوم فكرة عمل الجهاز على تطبيق الضباب في تحلية المياه، إذ تُسخّن المياه ويخرج الضباب بصورة رأسية من خلال مضخة ضباب بها بوقان، قطر كل منهما مليمتر واحد، ثم يتجه الضباب المالح إلى أعلى عكس اتجاه الجاذبية الأرضية.

وبينما تقع القطرات المالحة، فإن الهواء الساخن المُحمل ببخار الماء العذب يصعد إلى أعلى بعد تسخينه بوساطة وضع سخان شمسي في المسار، ثم يُكثّف بخار الماء المحمول بوساطة الهواء الرطب الساخن، وبذلك نكون قد حصلنا على مياه خالية من الملوحة.

وبلغت تكلفة التحلية في هذه التجربة نحو 035. دولارًا لكل لتر.

وكان الباحث المهندس أحمد إبراهيم أبوالمعاطي قد حصل على جائزة أفضل ماجستير في مجال العلوم الهندسية من جامعة المنصورة في يوليو/تموز الماضي عن دراسته في مجال التحلية.

موضوعات متعلقة..

اقرأ أيضًا..