بخشی از مقاله
چکیده
این تحقیق در نظر دارد تا از انرژی خورشید برای شیرینسازی آب استفاده نموده و روش آبیاری تقطیری را در سقف گلخانه در شرایط آب و هوایی شهر اهواز برای شیرینسازی آب به کار گیرد در این پژوهش گلخانهای در دانشگاه شهید چمران ساخته شد که بر روی سقف آن 4 مخزن تقطیرگر خورشیدی که مساحت هر کدام 1 مترمربع است نصب گردید. ارتفاع آب شور در این مخزن 7 سانتیمتر است. میزان تولید آب شیرین با افزایش تشعشع خورشید افزایش یافت و مقدار آن به طور میانگین در 4 مخزن 499 میلیلیتر در روز در هر مترمربع مخزن تقطیرگر است. میزان تولید آب در این یک هفته حدود 14 لیتر است که به طور میانگین هر 4 مخزن رویهم 2 لیتر در روز آب شیرین تولید مینمایند.
مقدمه
امروزه سرزمینهای خشک با مشکلات بیشتری نسبت به گذشته مواجه هستند. کشورهای گرم و خشکی که بیشتر در معرض خطر کمبود آب هستند، در عرضهای 15 تا 35 درجه شمالی واقع گردیدهاند که شامل شمال آفریقا و جنوب آسیا میباشد. با این حال مناطق خشک از پتانسیل انرژی خورشیدی بالایی برخوردارند.. انرژی خورشیدی یکی از منابع انرژیهای تجدیدپذیر و از مهمترین آنها میباشد.
کشور ایران در بین مدارهای 25 تا 40 درجه عرض شمالی قرار گرفته است و به گفته متخصصان این فن با وجود 300 روز آفتابی در بیش از دو سوم آن و متوسط تابش 4/5 5/5 کیلووات ساعت بر متر مربع در روز یکی از کشورهای با پتانسیل بالا در زمینه انرژی خورشیدی معرفی شده است 1 - ، 5-7، 9، 12 و . - 13 شکل - 1 - ، میانگین تابش خورشیدی افقی در ایران را به صورت سالیانه نشان میدهد
شکل .1 تابش افقی کلی - کیلو وات ساعت بر مترمربع - در ایران،
آبیاری تقطیری روشی است که با استفاده از انرزی تجدیدپذیر خورشید عمل میکند. با استفاده از این روشها میتوان آبهای آلوده و شور را منبع جدیدی برای آبهای شیرین در نظر گرفت. طبق پژوهش های پیشین در مناطق خشک و نیمه خشک، آبیاری تقطیری عملکرد بالایی داشته است که ممکن است در مناطق خشک و نیمه خشک کشور ایران نیز از کارایی لازم برخوردار باشند، بنابراین باید پژوهشهای منطقهای به منظور بومی کردن این نوع تکنولوژی صورت گیرد تا ضمن استفاده از آبهای نامتعارف از آلودگی خاک و محیط زیست جلوگیری نموده و هزینههای ناشی از زهکشی کاهش یابد
بنابراین مطالعه درباره روشهای نمک زدایی از آب با استفاده از انرژی تجدیدپذیر خورشید به منظور آبیاری گیاهان در شرایط آب و هوایی ایران و به ویژه استان گرم و مرطوب خوزستان - به دلیل فراوان بودن انرژی خورشید و آبهای سطحی شور و لب شور فراوان و با کیفیت پایین - ضرورتی اجتناب ناپذیر است. از اینرو این تحقیق در نظر دارد تا از انرژی خورشید برای شیرینسازی آب استفاده نموده و روش آبیاری تقطیری را در سقف گلخانه در شرایط آب و هوایی شهر اهواز برای شیرینسازی آب به کار گیرد
مواد و روشها
شهرستان اهواز مرکز استان خوزستان در موقعیت جغرافیایی 31 درجه و 30 دقیقه عرض شمالی و 48 درجه و 65 دقیقه طول شرقی با ارتفاع 12 متر از سطح دریا واقع شده است. متوسط بارندگی سالانه آن در طول دوره آماری برابر با 213 میلیمتر میباشد. متوسط درجه حرارت سالانه آن 25 درجه سانتیگراد میباشد.
در این تحقیق به منظور تولید آب شیرین بر روی سقف گلخانهای واقع در دانشکده مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران اهواز 4 مخزن تقطیرگر خورشیدی از جنس شیشه به طول 4 متر و عرض 30 سانتیمترنصب گردید. برای جذب بیشتر نور خورشید از شیشه سیاه رنگ در کف مخازن استفاده گردید. همچنین برای تمرکز بیشتر نور خورشید در پشت مخازن تقطیرگر یک آینه تخت نصب گردید. ارتفاع آب شور در این مخزن توسط شناور تا سطح 7 سانتیمتر ثابت شد. حجم آب شور در هر مخزن 70 لیتر میباشد.
آب با شوری 5 دسی زیمنس بر متر درون مخزن شیشهای بر اثر تابش خورشید تبخیر شده و پس از تقطیر به آب شیرین تبدیل شده و توسط کانال جمعکننده که در طول مخزن تعبیه شده است جمعآوری میگردد. تاثیر پارامتر تشعشع خورشید بر میزان تولید آب شیرین در نرم افزار اکسل1 بررسی شد و میزان همبستگی آن با تولید آب برآورد گردید. شکل - 2 - نمایی از 4 مخزن تقطیرگر بر روی سقف گلخانه را نشان می دهد.
شکل . - 2 - مخزن تقطیرگر در دیواره جنوبی گلخانه
نتایج و بحث
تولید آب شیرین در 7 روز در تاریخهای مذکور در جدول - 1 - اندازهگیری شد. حداکقر آب تولیدی 4 مخزن تقطیرگر، 2400 میلیلیتر در روز برآورد گردید به طور میانگین 1996 میلیلیتر در روز در 4 مخزن آب شیرین تولید گردید به عبارتی میزان تولید آب شیرین برای هر مترمربع مخزن تقطیرگر 499 میلیلیتر در روز است.
جدول . - 1 - مقدار تولید آب شیرین در 4 مخزن تقطیرگر در سقف گلخانه
مطابق شکل - 3 - ، با افزایش تشعشع خورشید مقدار تولید آب شیرین افزایش مییابد. میزان این افزایش با معادله - 1 - که یک معادله رگرسیونی درجه دوم با ضریب همبستگی حدود 0/97 است رابطه مستقیم دارد.
ضریب همبستگی بسیار بالای 0/98 بین تشعشع خورشید و تولید آب، بدین معنی است که با افزایش میزان تشعشع خورشید مقدار تولید آب شیرین در این 4 مخزن افزایش مییابد.
شکل . - 3 - افزایش میزان تولید آب شیرین با افزایش تشعشع خورشید در 4 مخزن تقطیرگر خورشیدی در سقف گلخانه
