Солнечные опреснители 2

Существующие типы солнечных установок для опреснения морской воды и обессоливания минерализованной воды можно разделить на три группы:

  1. опреснители бассейнового типа, в которых солнечная энергия используется непосредственно для испарения воды в процессе дистилляции. В качестве дополнительного источника энергии может использоваться, например, нагретая охлаждающая вода;

  2. установки с процессами увлажнения воздуха и конденсации паров и многократным использованием солнечной энергии в многоступенчатых или параллельно включенных расширителях-испарителях, при этом перенос водяных паров осуществляется вследствие конвекции воздуха;

  3. установки, в которых источником энергии служит солнечная радиация, но принцип работы их подобен обычным топливным опреснительным установкам, причем движение рабочей жидкости и водяных паров осуществляется с помощью насоса и вакуум-насоса.

Для нагревания от 20 до 50 °С 1 кг или 1 л воды и ее испарения требуется около 2400 кДж теплоты или 670 кВт∙ч на 1 м3 воды. В течение летнего солнечного дня на 1 м2 поступает около 20 МДж солнечной энергии, при КПД солнечного опреснителя 0,36 за день испаряется слой воды толщиной 3 мм.

Благодаря более эффективному использованию теплоты (в частности, для предварительного подогрева опресняемой воды за счет теплоты конденсации водяных паров) в многоступенчатых солнечных опреснительных установках ее расход значительно ниже теоретического (670 кВт∙ч на 1 м3) и составляет всего 50 - 60 кВт∙ч/м3, а в системах с применением обратного осмоса и электродиализа и того меньше — 5 - 15 кВт∙ч/м3. В установках последних типов потребление энергии пропорционально солесодержанию воды, и при дистилляции загрязненной маломинерализованной воды расход энергии составляет 1 кВт∙ч/м3.

Для крупномасштабных солнечных опреснительных установок с суточной производительностью 100 - 200 м3 воды в день многоступенчатые установки имеют преимущество, так как они потребляют меньше энергии на перекачку, и оборудование в меньшей степени поддается коррозии. В уже упоминавшейся крупной опреснительной установке в Абу-Даби используются вакуумированные трубчатые стеклянные коллекторы площадью 1862 м2. В них вода нагревается до 80 °С и выше и подается в тепловой аккумулятор, благодаря чему обеспечивается непрерывный процесс дистилляции. Температура воды, поступающей в испарители, равна 75 - 80 °С. Требуемый расход теплоты составляет 45 кВт∙ч на 1 м3 дистиллята, а расход электроэнергии 7 кВт∙ч/м3. Применение солнечных батарей позволит существенно снизить стоимость получаемой воды.