الطاقة الشمسية في مصر تعزز تقنية جديدة لاستخلاص مياه الشرب

داليا الهمشري

2023-04-09

1 1٬738

تقنية لاستخلاص المياه من الرطوبة باستخدام الطاقة الشمسية في مصر — تقنية لاستخلاص المياه من الرطوبة باستخدام الطاقة الشمسية

في ظل التوسع الكبير الذي شهدته الطاقة الشمسية في مصر خلال الأعوام الأخيرة، توصّل باحث مصري إلى استغلال الطاقة النظيفة في استخلاص المياه من رطوبة الجو لاستعمالها في الشرب والري.

وقال المدرس المساعد بالمعهد العالي للهندسة والتكنولوجيا بمدينة دمياط الجديدة المهندس كريم حسين، إنه نجح في التوصل إلى جهاز لاستخلاص المياه من رطوبة الهواء وتجميعها باستعمال الطاقة الشمسية.

وأضاف حسين -في تصريحات خاصة إلى منصة الطاقة- أن هذه التقنية ستحقق جدوى اقتصادية كبيرة إذا نُفِّذت في مصر، في ظل ما تتمتع به البلاد من نسبة رطوبة عالية وموارد شمسية هائلة.

وتابع قائلًا: "حاولت أن يكون التطبيق مشابهًا لأرض الواقع، ويمكن تعميم هذا الجهاز في أيّ قطعة أرض لتجميع المياه من الرطوبة لاستعمالها في الشرب أو الري".

تجربة الإمارات

يقول المهندس كريم حسين إن هذه التقنية مُستعملة -حاليًا- في الإمارات وإسرائيل لاستخلاص المياه من رطوبة الهواء؛ نظرًا لارتفاع نسبة الرطوبة في البلديين، مقترحًا أن تبدأ البلاد في تبنّي هذه التقنية بالاعتماد على توافر الطاقة الشمسية في مصر.

وكانت الإمارات قد بدأت في أغسطس/آب (2021) تطبيق تقنية استخلاص الماء من الهواء في مدينة العين، من خلال توزيع 6 أجهزة في مناطق متفرقة من المدينة.

ويعتمد هذا النظام على استخراج المياه العذبة بشكل مستمر من الرطوبة دون اللجوء لاستعمال المياه الجوفية والمحلّاة للحفاظ على الموارد المائية الطبيعية.

وتتميز الأجهزة التي نشرتها الإمارات في مدينة العين بقدرتها على إعادة تدوير وتوليد وفلترة وتنقية المياه من البكتيريا والشوائب لاستخلاص مياه عذبة من الهواء، كما أنها لا تُنتج أيّ نفايات، ولا تستهلك سوى قدر ضئيل من الكهرباء، ولا تحتاج لصيانة مستمرة.

ومن المتوقع تعميم هذا المشروع -الذي يُنفَّذ ضمن اتفاق تعاون إسرائيلي إماراتي في مجال أبحاث المياه- بتركيب مئات الأجهزة التابعة لشركة "ووترجان" الإسرائيلية في جميع أنحاء البلاد، وفقًا لوسائل إعلام إسرائيلية.

ويوضح الرسم التالي -الذي أعدّته منصة الطاقة المتخصصة- أبعاد سطح الامتصاص:

الطاقة الشمسية في مصر

آلية العمل

أوضح الباحث المصري أنه قام بدراسة استخراج المياه من الهواء باستعمال سطح تكثيف ذي ميل مزدوج، مع استعمال الطاقة الشمسية مصدرًا للحرارة، وملح كلوريد الكالسيوم لامتصاص الرطوبة.

وأشار إلى أن الجهاز العملي المستعمَل في تلك الدراسة يتكون من جزئين، الجزء الأول هو جسم على شكل منشور ثلاثي مُثبت عليه 9 قنوات تحتوي على خليط من الرمل ومحلول كلوريد الكالسيوم.

بينما يكون الجزء الأخر على شكل منشور ثلاثي شفاف يعمل بمثابة سطح شفاف لأشعة الشمس وتكثيف المياه.

يُعرَض السطح الممتص للهواء الجوي في أثناء الليل، إذ يمتص محلول كلوريد الكالسيوم الرطوبة من الهواء الجوي.

وفي وقت الشروق، يُغطى السطح الممتص بالسطح الشفاف بإحكام، إذ يسمح بمرور أشعة الشمس للسطح الممتص، ويُجمع الماء المتكثف في المجاري المائلة المثبتة في الجزء السفلي للسطح الشفاف.

ويوضح الرسم التالي -الذي أعدّته منصة الطاقة المتخصصة- سطح الامتصاص:

الطاقة الشمسية في مصر

قياس شدة الإشعاع الشمسي

قال المدرس المساعد بالمعهد العالي للهندسة والتكنولوجيا، إنه قام بقياس درجة الحرارة لكل من سطح التكثيف وسطح امتصاص المياه، بالإضافة إلى قياس شدة الإشعاع الشمسي وكمية المياه التي حصل عليها خلال التجربة.

وبتكرار التجربة لعدّة أيام مختلفة، أوضحت النتائج أن كمية المياه التي تُجمع من الجهاز تعتمد على الظروف المحيطة، وبلغت أقصى كمية مجمعة من المياه نحو 735 غرامًا لكل متر مربع من سطح الامتصاص.

وأضاف المهندس كريم حسين -في تصريحاته إلى منصة الطاقة المتخصصة- أنه قد أعدّ نموذجًا رياضيًا لحساب شدة الإشعاع الشمسي، وكمية المياه التي تُجمع، وكانت النتائج النظرية متقاربة مع النتائج العملية.

وتقدَّم حسين بهذا البحث لنيل درجة الماجستير من قسم هندسة القوى الميكانيكية بكلية الهندسة جامعة المنصورة، بإشراف الدكتور أحمد حامد قنديل والدكتور محمد محمود عوض.

ويوضح الرسم التالي -الذي أعدّته منصة الطاقة المتخصصة- سطح التكثيف:

الطاقة الشمسية في مصر