محطة التقطير الشمسى بنظام الصوبات الشمسية لاستصلاح وزراعة 180 فدان وتوليد طاقة كهربية 216 ميجاوات/يوم والحصول على كمية مياه مقطرة 8000 متر مكعب /يوم فى جنوب مصر

المخطط العام للرى من خلال الصوبات الشمسية

تعد أشهر التطبيقات التى تستخدم نظم الطاقة الشمسية فى الزراعة؛ حيث يمكن بواسطتها توفير الجو المناسب لنمو النبات؛ سواء حرارة، أو برودة، و يطلق اسم الصوبات الشمسية على المنشآت المستخدمة فى زراعة النباتات لحمايتها من الظروف المناخية غير الملائمة.
وتعد الصوبات الشمسية من أقدم استخدامات الطاقة الشمسية، وهذه الصوبات واسعة الانتشار فى مصر والعالم .
وتعتمد النظرية الأساسية فى عمل الصوبات الشمسية على تجميع الحرارة من خلال المكيفات الشمسية، وإحداث التسخين الحرارى، لرفع درجة حرارة الصوبات، مع تخفيض درجات الحرارة من خلال السماح لهذة الحرارة المحبوسة بالتسريب بطريقة معينة، ودخول هواء تحت ظروف معينة، وهو ما يسمى بالتكييف الشمسى الحرارى .
تعمل الصوبات الشمسية, على حفظ الطاقة الحرارية, في حيز مغلق معزول عن تيارات الجو الخارجي .
فهي تستقطب حرارة الشمس و تحجزها , يتم سحب او دفع الهواء الساخن من تلك الصوبات عبر انابيب او انفاق الى عنابر التجفيف .
تصنع الصوبات من مواد شفافة كالبلاستيك, الفيبرجلاس, الزجاج , للصوبات الشمسية عدة اشكال و احجام .
تزيد درجات الحرارة الداخلية في الصوبات عن الجو الخارجي من 5 – 10 درجات, خاصة في ايام الصيف الحارة, الا ان تلك الصوبات لا تكون معزولة كلية فتفقد كثيرا من تلك الحرارة بطرق فقد الحرارة المعروفة ( الحمل , التوصيل و الاشعاع) .
لكل منها مواصفات لا تخلو من ميزات و اختلافات من حيث التكلفة و النفاذية و المقدرة على العزل و تحمل الرياح و العمر الافتراضي لكل منها.
- تقطير المياه المالحة بنظام الصوبات الزراعية الشمسية :
يتم تقطير المياه المالحة عن طريق وضعها فى أحواض مغطاة بأسطح شفافة، تسمح بمرور أشعة الشمس، ولا تسمح بخروج بخار الماء الذى يتكثف على السطح الداخلى لهذه الأحواض، ولا يحتاج المقطر الشمسى إلى أى طاقة خارجية فى تشغيله، ويمكن للمتر المربع منه أن ينتج حوإلى ٥ لترات من الماء العذب يوميًا، كما تصلح هذه المقطرات فى المناطق النائية، التى لا تتوفر فيها المياه العذبة ، و يعتبر المقطر الشمسي البسيط وسيلة جيدة، ورخيصة التكلفة،و ذي إنتاجية مقبولة،و ذي صيانة قليلة للحصول على الماء المقطر من المياه المالحة، والآمنة من طاقة متوفرة في كل أنحاء العالم، وبشدة إشعاع شمسي مختلف، وبدون تلوث
وحتى تكون هذة المقطرات اقتصادية يجب أن يزيد انتاجها اليومى عن 200م3، وتساعد كمية الإشعاع الشمسى الواصلة إلى مصر على تقطير المياه المالحة .
-التقطير باستخدام الطاقة الشمسية :
تعتمد هذه الطريقة على الاستفادة من الطاقة الشمسية في تسخين مياه البحر حتى درجة التبخر ثم يتم تكثيفها على أسطح باردة وتجمع في مواسير .
مقدمه
يعد الماء ذلك السائل العجيب القاعدة الأساسية التي تقوم عليها الحياة فوق الأرض فعلي المياه قامت أولي الحضارات البشرية وحيثما وجد الماء وجدت الحضارات ونظراً للتزايد الهائل في عدد السكان وارتفاع المستوي المعيشي والتطور الصناعي والزراعي مما أدي إلي تلوث المياه ومصادره المحدودة ، ونتيجة لقلة مصادر المياه العذبة في كوكب الأرض برزت مشكلة النقص الحاد للمياه العذبة ولقد أجريت العديد من الدراسات والبحوث حول مستقبل الوضع المائي والبحث عن مصادر مائية جديدة غير المصادر التقليدية التي منها علي سبيل المثال تحلية المياه المالحة فكما نعلم وبالذات سكان الصحراء نعتمد علي مصدر وحيد للمياه العذبة وهو المياه الجوفية ، فهي مصدر محدود وبالتالي فإنه يفترض علينا القيام بالدراسات اللازمة والأبحاث الضرورية في كيفية الاستفادة من مياه البحر القريبة منا .
تعريف تحلية المياه :
هي تحويل المياه المالحة إلى مياه نقية من الأملاح صالحة للاستخدام . ويتم ذلك عبر طرق عديدة للتحلية.
اختيار مصدر المياه :
توجد العديد من أنواع مصادر المياه علي كوكب الأرض غير انه يمكن إجمالها في عدة صور تضم :
مياه الأمطار والمياه السطحية والمياه الجوفية ومياه البحار المالحة والمحيطات
عوامل اختيار الطريقة المناسبة للتحلية :
أولا : نوعية مياه البحر ( تركيز الأملاح الذائبة الكلية):
تصل كمية الأملاح الكلية المذابة إلى درجات مختلفة على أنها تتراوح ما بين 38000 إلى 43000 جزء من المليون في مياه البحر الأحمر
ثانياً : درجة حرارة مياه البحر والعوامل الطبية المؤثرة فيه :
ويجب مراعاة ذلك عند تصميم المحطات حيث أن المحطة تعطي الإنتاج المطلوب عند درجة الحرارة المختارة للتصميم بحيث لو زادت أو انخفضت درجة الحرارة عن هذا المعدل فإن ذلك يؤثر على كمية المنتج بالزيادة أو النقصان أما العوامل الطبيعية المؤثرة فتشمل المد والجزر وعمق البحر وعند مأخذ المياه وتلوث البيئة .
ثالثاً : تكلفة وحدة المنتج من ماء وكهرباء :
وذلك بمتابعة أحدث التطورات العالمية في مجال التحلية وتوليد الطاقة للوصول إلى أفضل الطرق من الناحية الاقتصادية من حيث التكلفة الرأسمالية وتكاليف التشغيل والصيانة .

إنتاج الطاقة الكهربائية في محطات التحلية:
عادة ما يتم استغلال جزء من البخار المنتج من محطات التحلية في عملية إنتاج الطاقة الكهربائية لتغذية احتياجات محطة التحلية والمجمع السكني ومحطات الضخ وعليه يتم تصدير باقي الطاقة المنتجة من هذه المحطة إلى الشبكة الكهربائية .
وبالنظر إلى محطة توليد الكهرباء نجد أنها تتكون أساساً من مجموعة من الغلايات تقوم بتحميص البخار المنتج من محطة التحلية والتوربينات البخارية الموصلــة بالمولدات التي تنتج الطاقة الكهربائية .
هذا وتشتمل المحطة على بعض المعـدات المساعدة ومضخات وخزانات وقود وأنظمة مكافحة الحريق وبطاريات كهربائية لإمداد الأجهزة الضرورية بالطاقة عند حدوث إي خلل بالشكة ، هذا بالإضافة إلى الحاسب الآلي الذي بواسطته يمكن السيطرة على جميع أجهـزة القيــاس والتحكم والمراقبة لكافة معدات المشروع .
تحلية المياه تعني إنتاج مياه تصلح للاستهلاك الإنساني من مياه مالحة مثل / مياه البحار أو مياه عالية الملوحة.
تعتبر عملية التقطير من وحدات تحلية المياه والتي يتم فيها فرز الأملاح بالغليان في أوعية مناسبة لتنتج مسارين .
أحد المسارين تقل فيه المواد الصلبة الذائبة ويسمي بمسار الماء النقي ، والآخر يحتوي علي بقية المواد الصلبة الذائبة ويسمي مسار المحلول الملحي المركز . ومن ثم يتم تكثيف البخار للحصول علي الماء النقي .

ومن محاسن هذه الطريقة لتحلية الماء :
التخلص من الجراثيم والكائنات الحية الدقيقة الضارة الموجودة في الماء الخام من بكتريا و فيروسات وبروتوزوا وغيرها .
التخلص من المواد الصلبة غير الطيارة التي يمكن أن تتواجد في الماء الخام مثل الغازات الذائبة كغاز ثاني أكسيد الكربون والأمونيا ( النوشادر)
الفكرة الأساسية لعمليات التقطير
تكمن في رفع درجة حرارة المياه المالحة إلى درجة الغليان وتكوين بخار الماء الذي يتم تكثيفه بعد ذلك إلي ماء ومن ثم معالجته ليكون ماء صالحا للشرب أو الري .
وطريقة التقطير تعتمد أساسا علي التغير في حالة المادة .
وعادة يحتاج إلي وحدتي مبادلات حرارية ، أحدهما لتبخير الماء الخام لبخار ، والآخر ليساعد البخار علي التكثيف .
وتتراكم المواد الصلبة علي أسطح المبادلات الحرارية لتكون الترسبات الملحية

[ltr]Output of a solar still[/ltr]

[ltr]قانون حساب كمية المياه الخارجة اليومية للمتر المربع للصوبة الشمسية الواحده[/ltr]

[ltr]An approximate method of estimating the output of a solar still is given by:[/ltr]
[ltr]
where:[/ltr]
[ltr]Q = daily output of distilled water (litres/day)
E = overall efficiency
G = daily global solar irradiation (MJ/m²)
A = aperture area of the still ie, the plan areas for a simple basin still [/ltr]

[ltr]Solar still efficiency[/ltr]

[ltr] قانون حساب كمية الطاقة الشمسية الخارجة من الصوبة الشمسية الواحدة[/ltr]

Solar still efficiency (n) is the amount of energy utilized in vaporizing water in the still over the amount of incident solar energy on the still (Q t in J/m2 day).

These can be expressed as:
Solar still production: M e = Q e / L
Solar still efficiency: n = Q e / Q t

استغلال سقف الصوبة الزراعيةالشمسية جزئيا لعمل المنظومة الحرارية لوحدة التحلية

اولا / تحلية مياه البحر من خلال محطة الاغشية الاسموزية
1-المعالجة المسبقة
يتم ترشيح (فلترة) مياه البحر ومعالجتها كيميائيا للحصول على مياه مالحة نقية.
2-إزالة الملوحة (التحلية)
تزال الأملاح بعملية التناضح العكسي (التفصيل في اليمين) وتعود المياه المالحة المركزة إلى البحر.
3-معالجة لاحقة
تُعالج المياه العذبة للحفاظ على حامضيتها وتُخزّن.

ثانيا / التقطير الشمسى خلال الصوبات الشمسية
وحدة التحلية عبارة عن مسطح محكم مغطى بالواح زجاجية
يسري ماء البحر على السطح السفلي الاسود وينظم سريانة ليكون طبقة رقيقة ( ويمكن عمل ذلك باضافة قماش سميك اولباد )
يتبخر الماء بفعل ضوء الشمس
يتكثف بخار الماء على السطح السفلي للزجاج وينحدر مع الميل ليجمع في وعاء على شكل حرف U اسفل الواح الزجاج
يجمع الماء المكثف ( ماء عذب) في خزان
يمكن مزج الماء المقطر ببعض الماء المالح لغرض الري ( يعتمد على نوع المحصول )

[img]

محطة التقطير الشمسى بنظام الصوبات الشمسية لاستصلاح وزراعة 180 فدان وتوليد طاقة كهربية 216 ميجاوات/يوم والحصول على كمية مياه مقطرة 8000 متر مكعب /يوم فى جنوب مصر 210

[/img]

[img]

[/img]

» مشروع انشاء محطة شمسية حرارية بنظام البرج المركزى بطاقة كهربية 496 ميجاوات/بوم فى جنوب مصر
» الواح الهيلوستات الشمسية لتحويل الطاقة الشمسية الى طاقة حرارية فى محطات البرج المركزى لتوليد طاقة كهربية
» دراسة جدوى انشاء محطة طاقة شمسية حرارية ومحطة تقطير شمسى لتوليد الطاقة الكهربية فى جنوب مصر
» محطة تنقیة میاة ( BRAKISHWATER RO SYSTEM ) ( REVERSE OSMOSIS ) تعمل بنظام التناضح العكسي/محطة تحلية مياه ابار سعة 20 متر مكعب/يوم
» اتصميم وتصنيع وتوريد وتركيب محطة معالجة مياه سعة 120 متر مكعب من مياه عكرة من ابار ومياه النيل فى جنوب مصر