جمعه , ۷ بهمن ۱۴۰۱
خانه / انرژی‌های پاک / طراحی دستگاه تصفیه آب مبتنی بر انرژی خورشیدی در دانشگاه اراک
طراحی دستگاه تصفیه آب مبتنی بر انرژی خورشیدی در دانشگاه اراک

طراحی دستگاه تصفیه آب مبتنی بر انرژی خورشیدی در دانشگاه اراک

در پژوهشگاه فناوری های نوین دانشگاه اراک، دستگاه تصفیه آب مبتنی بر انرژی خورشیدی طراحی شد.

به نقل از روابط عمومی دانشگاه اراک، در پژوهشگاه فناوری های نوین دانشگاه اراک، در اقدامی پژوهش محور دکتر محمد خلیلی عضو هیات علمی گروه مهندسی مکانیک، اقدام به طراحی و توسعه نسلی پیشرفته تر از آب شیرین کن های خورشیدی کرده است که در آن از ترکیب روش شیرین سازی Reverse Osmosis و روش Humidification-Dehumidification که به اختصار RO و HD خوانده می شود، برای افزایش راندمان تصفیه آب سیستم و جلوگیری از هدررفت منابع آبی استفاده می شود.

در امتداد این طرح پژوهشی و با توجه به تعدد اجزای الکتریکی به کار رفته در این مجموعه، دکتر مزدک عبادی، عضو هیات علمی گروه مهندسی برق این دانشگاه در قالب مشاور و همکار در طراحی، انتخاب قطعات و بهره برداری از تجهیزات الکتریکی این سیستم شامل پانل های خورشیدی، مبدل های الکتریکی، کمپرسور و ن.. از سال ۱۳۹۸ با دکتر خلیلی همکاری کرده است.

دکتر عبادی در تشریح این طرح پژوهشی گفت: در این مجموعه که یک نمونه اولیه به ظرفیت ۱۱۰۰ وات از آن تولید و راه اندازی شده است، پسماند سیستم RO به عنوان ورودی در اختیار سیستم HD قرار می گیرد و پسماند HD به عنوان پسماند نهایی دفع می شود. مجموعه ابزارهای برقی این سیستم شامل شیرهای برقی، موتور پمپ های الکتریکی و کمپرسور مورد استفاده در HD توسط یک آرایه از پانل های خورشیدی تغذیه می شوند. خروجی پانل ها بوسیله یک مبدل DC/DC و یک اینورتر تک‌فاز به برق تکفاز ولت تبدیل شده و بین مصرف کننده ها توزیع می شود.

وی افزود: در سیستم های مبتنی بر انرژی خورشیدی با توجه به ماهیت غیرخطی ولتاژ-جریان پانل ها، یک مجموعه باتری نیز برای ذخیره سازی انرژی مازاد و تزریق آن در زمان لازم به سیستم اضافه می شود، اما اضافه شدن باتری های سرب اسید یا لیتیوم یونی علاوه بر اثرات منفی زیست محیطی باعث افزایش نرخ تعمیر و نگهداری مجموعه می شود، چرا که نرخ خرابی و تعویض باتری ها از سایر اجزای این مجموعه بالاتر است. بنابراین آب شیرین کن خورشیدی تحت مطالعه در این پژوهش از ابتدا بر پایه ساختار بدون باتری بنا شده است.

عبادی در تشریح مزیت های این طرح گفت: حذف باتری باعث می شود راه اندازی برخی مصرف کننده ها بویژه کمپرسور AC که در سیستم HD بکار گرفته شده است، با توجه به جریان الکتریکی بالا در لحظه راه اندازی، باعث ناپایداری و فروپاشی ولتاژ داخلی مجموعه شده و عملکرد آنرا مختل کند. در این پژوهش روشی برای راه اندازی کمپرسور و عبور نرم از لحظه راه اندازی آن بوسیله یک ترانسفورماتور کاهنده ارائه شده است که جریان دریافتی از اینورتر را در لحظه راه اندازی کمپرسور تا حد قابل قبولی محدود می کند و جلوی ناپایداری سیستم را می گیرد. پس از عبور از لحظه راه اندازی، یک کلید تایمردار با تغییر اتصالات، ولتاژ کمپرسور را تا ولتاژ نامی حالت دائم بالا می برد و سیستم به کار خود ادامه می دهد.

نتایج آزمایشگاهی بدست آمده نشان می دهد ترانسفورماتور کاهنده با نسبت تبدیل ۲۲۰ به ۱۴۰ ولت می تواند جریان دریافتی از اینورتر را در لحظه راه اندازی کمپرسور به سه آمپر محدود کند و در عین حال انرژی لازم برای استارت شدن کمپرسور را فراهم کند. زمان لازم برای عبور از شرایط راه اندازی کمپرسور تحت بار حداکثر ۲۵۰ میلی ثانیه است، بنابراین کلید تایمردار بین ۷۵۰-۵۰۰ میلی ثانیه بعد از استارت کمپرسور با تغییر سربندی ترانسفورماتور، ولتاژ نامی را به کمپرسور اعمال می کند.  

وی در پایان اظهار کرد: این مجموعه علاوه بر کاربرد پژوهشی و نوآوری هایی که در طراحی آن به کار گرفته شده است، قابلیت کاربردی و تجاری سازی مناسبی نیز داشته و در صورت تمایل نهادهای دولتی و غیر دولتی یا کاربران شخصی، توسعه دهندگان آن می توانند کل مجموعه را در قالب یک محصول تولید و به کاربران آن عرضه کنند.

نتایج این تحقیق در نشریه علمی Desalination از مجموعه نشریات انتشارات Elsevier در کشور هلند (که از نشریات مورد حمایت نهاد معاونت علمی فناوری ریاست جمهوری اسلامی ایران است و دارای رتبه جهانی دو در شاخه علم مهندسی تصفیه آب است)، با نمایه ISI و ضریب تاثیر ۷.۰۹۸ در دسامبر ۲۰۲۰ به چاپ رسیده است./منبع : ایسنا

حتما ببینید

تولید ۱۰۷ میلیون کیلووات ساعت برق از محل انرژی‌های تجدیدپذیر

تولید ۱۰۷ میلیون کیلووات ساعت برق از محل انرژی‌های تجدیدپذیر

نیروگاه‌های انرژی‌های تجدیدپذیر در آذر ماه امسال ۱۰۶ میلیون کیلووات‌ساعت برق تولید و به مدار …

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.