Công nghệ khử muối năng lượng mặt trời

Thiết bị khử mặn sử dụng năng lượng mặt trời, thiết bị biến nước mặn thành nước uống bằng cách chuyển đổi năng lượng của Mặt trời thành nhiệt, trực tiếp hoặc gián tiếp, để thúc đẩy quá trình khử muối. Khử mặn mặt trời bắt chước chu trình nước tự nhiên của Trái đất (quá trình tạo ra lượng mưa) và đã được con người thực hành như một quá trình xử lý nước thô sơ kể từ thời Hy Lạp cổ đại.

Thiết kế của một đơn vị trực tiếp, hoặc thụ động, được gọi chung là mặt trời, có thể khá đơn giản và không tốn kém. Nước muối trong thiết bị khử muối được Mặt trời làm nóng, chuyển chất lỏng thành hơi nước (một loại khí). Khi nó được làm nóng, hơi nước bốc lên phía trên của thiết bị, tích tụ ở nắp bên trong và ngưng tụ lại thành chất lỏng dưới dạng nước ngọt trong một thùng chứa riêng biệt. Muối không thể thay đổi thành khí và do đó, vẫn ở đơn vị ban đầu. Khử mặn bằng năng lượng mặt trời trực tiếp hoạt động tốt cho quá trình thanh lọc nhưng do nhiệt độ hoạt động của thiết bị thấp, không tạo ra nhiều nước mỗi ngày. Lượng nước uống được sản xuất trong một đơn vị khử muối trực tiếp tỷ lệ thuận với diện tích bề mặt của thiết bị. Sản lượng nước ngọt hàng ngày trên một mét vuông diện tích thường là 2 đến 3 lít (khoảng 0,5 đến 0,8 gallon), tùy thuộc vào thiết kế vẫn còn của mặt trời. Tuy nhiên, thiết kế dễ vận hành, làm cho nó lý tưởng cho nhu cầu quy mô nhỏ của các gia đình ở vùng sâu vùng xa, vì một người bình thường cần khoảng hai lít nước mỗi ngày để tồn tại. Quá trình này được điều khiển duy nhất bởi năng lượng mặt trời, do đó điều kiện thời tiết và cường độ mặt trời thay đổi (do vị trí thay đổi của Mặt trời trong suốt cả ngày) có thể tác động tiêu cực đến hiệu quả.

Sản lượng từ một đơn vị khử mặn năng lượng mặt trời trực tiếp là quá thấp để được sử dụng trong một hoạt động thương mại. Do đó, các phương pháp khử mặn mặt trời gián tiếp phải được sử dụng để tăng sản lượng nước ngọt. Khử mặn bằng năng lượng mặt trời gián tiếp kết hợp hai công nghệ khác nhau: thu năng lượng mặt trời (thông qua việc sử dụng các tấm quang điện) được kết hợp với phương pháp khử mặn đã được chứng minh như chưng cất đèn flash đa tầng (MSF), bay hơi đa hiệu ứng (MEE) hoặc thẩm thấu ngược (RO). Sử dụng năng lượng mặt trời tái tạo như một nguồn nhiệt bổ sung có thể giúp loại bỏ tiêu thụ năng lượng của nhiên liệu hóa thạch, giảm đáng kể chi phí vận hành và làm cho các nhà máy khử mặn thương mại trở nên khả thi.

Một phần nhỏ nước ngọt được sản xuất trên toàn cầu thông qua khử muối sử dụng năng lượng mặt trời. Khi nhu cầu về nước ngọt tăng lên và tiến bộ trong công nghệ năng lượng mặt trời (như hệ thống lưu trữ năng lượng quang điện và nhiệt tập trung cao) trở nên khả thi về mặt thương mại, các nhà máy khử mặn mặt trời có thể sẽ trở nên phổ biến hơn.