بهبود عملکرد آب شیرین کن ساده خورشیدی با استفاده از ماسه : بررسی اثر ارتفاع نسبی آب داخل ماسه

امروزه به دلیل افزایش تقاضای آب و تجدیدناپذیری و آلایندگی انرژی‌های فسیلی، شیرین‌سازی خورشیدی آب‌های شور، به عنوان یک گزینه‌ی پایدار تامین آب مطرح است. راندمان پایین آب‌شیرین‌کن‌های ساده خورشیدی، باعث شده است که بهبود عملکرد آنها یکی از زمینه‌های مورد تحقیق در سراسر جهان باشد. یکی از روشهای مورد استفاده در این زمینه استفاده از مواد ذخیره کننده انرژی مانند ماسه در داخل حوضچه‌ی آبشیرین‌کن است. در این تحقیق، اثر ارتفاع نسبی آب داخل ماسه بر عملکرد آب‌شیرین‌کن ساده‌ی خورشیدی مطالعه شده است. برای این منظور چهار دستگاه آب‌شیرین‌کن حوضچه‌ای خورشیدی در شرایط اقلیمی اسفراین، ایران (عرض جغرافیایی 36.20 و طول جغرافیایی 57.67) ساخته شد و اثر ارتفاع نسبی آب به ماسه و تاثیر مویینگی آب در داخل ماسه مطالعه گردید. ارتفاع ماسه داخل آب‌شیرین‌کن‌ها 10 سانتیمتر و نسبت ارتفاع آب به ماسه در 4 تیمار، 1، 0.75، 0.5 و 0.25 در نظر گرفته شد. آزمایش‌ها در 4 روز در اواخر تیرماه و اوایل مرداد ماه سال 1399 هر روز به مدت 16 ساعت انجام شد. نتایج حاکی از آن بود که آب‌شیرین‌کن حاوی ماسه، در حالت تماس کامل آب و ماسه (ارتفاع نسبی 1)، عملکرد و بازده حرارتی بهتری نسبت به حالت‌های دیگر که سطح آب نسبت به ماسه پایین‌تر بوده، داشته است. بنابراین، به نظر می‌رسد قرار دادن ماسه در حوضچه‌ی آب‌شیرین‌کن خورشیدی و در تماس کامل با آب، می‌تواند گزینه‌ی مناسبی برای افزایش راندمان آن باشد.

Improving the Performance of Simple Solar Still Using Sand: The Effect of Water Relative Height Inside the Sand

Today, due to the increasing demand for water and the nonrenewability and pollution of fossil fuels, solar desalination is a sustainable altervative for water supply. The low performance of simple solar stills has made them one of the most research fields in the world. One of the methods used in this field is the use of energy storage materials such as sand inside the waterdesalination basin. In this study, the effect of relative height of water in sand on the performance of a simple solar desalination plant has been studied. For this purpose, four solar stills were built in Esfarayen, Iran (latitude 36.20 and longitude 57.67) and the effect of relative height of water to sand and the capillary effect of water in sand were studied. The height of sand in the solar stills was 10 cm and the relative water to sand heights were considered 1, 0.75, 0.5 and 0.25. The experiments were performed for 4 days in late July 2020 for 16 hours every day. The results indicated that the sand containing solar still, in the state of full contact of water and sand (relative height=1), had the best productivity and thermal efficiency in comparison with the other cases that the water level was lower than sand surface. Therefore, it seems that placing sand in a solar desalination pond in full contact with water can be a good option to increase its efficiency.