بهبود عملكرد آب شيرين كن ساده خورشيدي با استفاده از ماسه : بررسي اثر ارتفاع نسبي آب داخل ماسه

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

امروزه به دليل افزايش تقاضاي آب و تجديدناپذيري و آلايندگي انرژي‌هاي فسيلي، شيرين‌سازي خورشيدي آب‌هاي شور، به عنوان يك گزينه‌ي پايدار تامين آب مطرح است. راندمان پايين آب‌شيرين‌كن‌هاي ساده خورشيدي، باعث شده است كه بهبود عملكرد آنها يكي از زمينه‌هاي مورد تحقيق در سراسر جهان باشد. يكي از روشهاي مورد استفاده در اين زمينه استفاده از مواد ذخيره كننده انرژي مانند ماسه در داخل حوضچه‌ي آب-شيرين‌كن است. در اين تحقيق، اثر ارتفاع نسبي آب داخل ماسه بر عملكرد آب‌شيرين‌كن ساده‌ي خورشيدي مطالعه شده است. براي اين منظور چهار دستگاه آب‌شيرين‌كن حوضچه‌اي خورشيدي در شرايط اقليمي اسفراين، ايران (عرض جغرافيايي 36.20 و طول جغرافيايي 57.67) ساخته شد و اثر ارتفاع نسبي آب به ماسه و تاثير مويينگي آب در داخل ماسه مطالعه گرديد. ارتفاع ماسه داخل آب‌شيرين‌كن‌ها 10 سانتيمتر و نسبت ارتفاع آب به ماسه در 4 تيمار، 1، 0.75، 0.5 و 0.25 در نظر گرفته شد. آزمايش‌ها در 4 روز در اواخر تيرماه و اوايل مرداد ماه سال 1399 هر روز به مدت 16 ساعت انجام شد. نتايج حاكي از آن بود كه آب‌شيرين‌كن حاوي ماسه، در حالت تماس كامل آب و ماسه (ارتفاع نسبي 1)، عملكرد و بازده حرارتي بهتري نسبت به حالت‌هاي ديگر كه سطح آب نسبت به ماسه پايين‌تر بوده، داشته است. بنابراين، به نظر مي‌رسد قرار دادن ماسه در حوضچه‌ي آب‌شيرين‌كن خورشيدي و در تماس كامل با آب، مي‌تواند گزينه‌ي مناسبي براي افزايش راندمان آن باشد.

Today, due to the increasing demand for water and the non-renewability 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 water-desalination 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.