تحلية المياه بالطاقة الشمسية.. تقنية مصرية جديدة تعتمد على “الضباب”

متابعة ـ التآخي

توصّل باحثون مصريون إلى تقنية جديدة لتحلية المياه بالطاقة الشمسية، وذلك في إطار توجّه الدولة نحو دعم خطة تحول الطاقة والتوسع في الاعتماد على مصادر الطاقة المتجددة.

جاء ذلك في رسالة ماجستير مُقدّمة من المُعيد في قسم هندسة القوى الميكانيكية بكلية الهندسة جامعة المنصورة أحمد أشرف الهنداوي، بإشراف الأستاذ الدكتور أحمد محمد حامد الأستاذ المتفرغ بالقسم، والدكتور أسامة حامد المدرس بالقسم، والدكتور محمد رجب المدرس بالقسم.

وتُعدّ هذه الدراسة استكمالا لفكرة الباحث في جامعة المنصورة المهندس أحمد أبو المعاطي، بشأن تحلية المياه بالطاقة الشمسية باستعمال الضباب.

يقول الهنداوي، إن تحلية المياه بالطاقة الشمسية تهدف إلى إيجاد حلول لأزمة ندرة المياه، من خلال الاستعانة بمصادر الطاقة المتجددة.

ويضيف أنه برغم أن المياه تغطي نحو 70% من مساحة سطح الكرة الأرضية، فإن 3% فقط منها مياه عذبة، مشيرًا إلى أنه حتى هذه النسبة الضئيلة من المياه العذبة لا يُستفاد منها بالكامل.

وعن أسباب عدم الاستفادة منها يقول “نظرًا لأن كمية كبيرة منها على هيئة جليد في القطبين الشمالي والجنوبي أو مياه جوفية”.

ويتابع “لا يمكن الوصول بسهولة إلّا لـ 1% فقط من المياه العذبة المتواجدة بالأنهار أو البحيرات، وتوزيع الثروة المائية على سكان العالم ليس متساويًا، إذ يعاني كثير من دول العالم نقصًا حادًا في مصادر المياه العذبة”.

ومن المتوقع، وفقًا لتقارير الأمم المتحدة، أن يصل عدد سكان العالم إلى 9.7 مليار نسمة بحلول عام 2050، وسيعاني نحو 40% منهم من نقص حادّ في المياه العذبة، مما يجعل قضية تحلية المياه على رأس أولويات الكثير من الدول.

ويوضح الباحث المصري أن الآونة الأخيرة قد شهدت استعمال تقنية الضباب في تحلية المياه بالطاقة الشمسية، ورُصدت نتائج أولية واعدة.

ويقوم البحث على تصميم جهاز يعمل على ضخ المياه المالحة في صورة ضباب (قطرات مياه صغيرة جدًا) باستعمال مضخة ذات ضغط عالٍ، تدفع المياه المالحة من خلال بوقين بأقطار صغيرة جدًا إلى أعلى داخل قناة رأسية.

وتحتوي هذه القناة بداخلها على مبادل حراري يعمل بمنزلة سخان للضباب (الذي يمثّل بديلًا للطاقة الشمسية المُستعمَلة عند التطبيق العملي في مشروعات تحلية المياه).

وتُجمع المياه باستعمال قناة أفقية تحتوي في نهايتها على مبادل حراري، يعمل مكثفًا، وتُركَّب هذه القناة الأفقية على ارتفاعات رأسية مختلفة.

ويشير أحمد الهنداوي إلى أن هذه الدراسة تكشف تأثير 3 عوامل، وهي الارتفاع الرأسي للقناة الأفقية (نقطة استخراج البخار) ودرجة حرارة الماء الداخل للمبادل الحراري، وتركيز الأملاح في مياه التغذية، في تركيز الأملاح بالماء المُنتج.

وتوصلت الدراسة إلى أن قِيم تركيز الأملاح في الماء المُنتج قد بلغت 2874 جزءًا في المليون، و1028 جزءًا في المليون، عند توليد الضباب من دون تسخين إضافي لمياه ذات قيم تركيز أملاح تبلغ 30 ألف جزء في المليون، و10 آلاف جزء في المليون على الترتيب.

وقال إن النتائج أظهرت أن فعالية العملية تعتمد بشكل كبير على ظروف التشغيل وتركيز أملاح المياه المُستعمَلة في التحلية.

ولفت إلى أن قيم الفعالية بلغت 91.33% و92.49% عند توليد الضباب من دون تسخين إضافي لمياه ذات قيم تركيز أملاح تبلغ 30 ألف جزء في المليون و10 آلاف جزء في المليون على الترتيب.

وكشفت الدراسة أن تركيز الأملاح في الماء المُنتج يزداد مع زيادة درجة حرارة المبادل الحراري، بالإضافة إلى ذلك، كلما زاد ارتفاع قناة التجميع الأفقية، انخفض تركيز الأملاح في الماء المُنتج.

يعوّل الخبراء على تحلية المياه بالطاقة الشمسية، ولا سيما باستعمال تقنية التناضح العكسي من أجل حلّ مشكلة ندرة المياه في المنطقة العربية التي تُعدّ الأكثر جفافًا في العالم.

ويطرح التقرير الصادر عن منظمة “كونراد أديناور شتيفتونغ”، وهي منظمة ألمانية تشرف على تنفيذ عديد الأنشطة والفعاليات الداعمة للتعليم، وتنتشر مكاتبها المشرفة على أكثر من 200 مشروع في أكثر من 120 دولة حول العالم، تحلية المياه خيارا حتميا لمواجهة فقر المياه في بعض الدول العربية.

ويبرز التقرير الذي جاء تحت عنوان “التحلية بديلًا لاحتواء أزمة ندرة المياه ومواجهة التغيرات المناخية في منطقة الشرق الأوسط وشمال أفريقيا” اتجاه عدد من الدول العربية في العقود الـ 4 الماضية إلى تحلية مياه البحر، وإن اقتصر هذا الخيار على بعض الدول الأقوى اقتصاديًا؛ نظرًا لارتفاع تكلفته، مثل قطر والكويت والسعودية والإمارات وعمان.