تحلية مياه البحر باستخدام الطاقة الشمسية
تحلية مياه البحر بواسطة الطاقة الشمسية هي عملية تهدف إلى إزالة الأملاح، والمعادن، والشوائب من ماء البحر عن طريق التبخير ثم التكثيف باستخدام الطاقة الشمسية الحرارية، مما يُمكن من الحصول على مياه نقية صالحة للاستخدام، سواء للشرب أو الزراعة.
تاريخ تحلية المياه بالطاقة الشمسية
يُعتبر علماء الكيمياء العرب الأوائل الذين استخدموا الطاقة الشمسية في تحلية مياه البحر خلال القرن السادس عشر. كما أن أول مشروع لتقطير المياه الشمسية أُقيم في عام 1872 في تشيلي، وتحديدًا في مدينة لاس ساليناس المتخصصة في التعدين. وقد كانت مساحة منطقة تجميع الطاقة الشمسية حينها حوالي 4,700 م²، حيث استطاع المشروع إنتاج حوالي 22,700 لتر من المياه العذبة يوميًا على مدار أربعين عامًا. ومن المثير للاهتمام أن الفيلسوف أرسطو كان قد تخيل طريقة لتحلية مياه البحر بواسطة الطاقة الشمسية في القرن الرابع قبل الميلاد.
أجهزة تحلية مياه البحر بالطاقة الشمسية
الجهاز المستخدم في عملية التحلية يُعرف باسم جهاز التقطير الشمسي، وهو هيكل مغلق على شكل دفيئة زجاجية، مغلفة باللون الأسود من الأسفل، فيما تُغطى الأسطح الزجاجية بألواح شفافة موضوعة بشكل مائل. يتواجد بداخل الدفيئة قناتان على جوانبها لجمع بخار الماء الذي يُتكثف على السطح الزجاجي ويجمع لاحقًا كماء عذب.
آلية تحلية مياه البحر بالطاقة الشمسية
يتم وضع ماء البحر المالح في قاع الدفيئة السوداء، ثم يُعرض الجهاز لأشعة الشمس التي تتخلل الأسطح الزجاجية. يقوم الماء بامتصاص حرارة الشمس مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارته وتحويله من الحالة السائلة إلى بخار. عندما يلامس البخار الجدار الزجاجي، يتكثف ويتجمع كقطرات ماء عذب في القناتين الجانبيتين، مما يُتيح استخدامه للشرب أو الطهي أو الزراعة.
ملاحظة: في هذه العملية، لا يصل الماء إلى نقطة الغليان، بل يتم تسخينه فقط، مما يسمح بتبخره بمعدل سريع أو بطيء حسب شدة الأشعة الشمسية.
فوائد تحلية مياه البحر بالطاقة الشمسية
- تعتبر طريقة غير مكلفة، حيث تُنتج حوالي خمسة لترات من المياه العذبة يوميًا لكل متر مربع، مما يُساهم في توفير المياه العذبة لأعداد كبيرة من السكان، خاصة في ظل تفاقم مشكلات نقص المياه العذبة عالميًا.
- تُمكن من الاستخدام في المناطق الصحراوية التي تفتقر إلى المياه العذبة، كما تُناسب احتياجات عمال المناجم.
- تُستخدم للحصول على ملح الطعام في العديد من الدول حول العالم.
- يمكن استخدامها أيضًا لتحلية المياه الجوفية.
- تعتبر صديقة للبيئة، حيث يمكن إنشاء محطات تحلية عائمة داخل البحر، مما يقلل من الضوضاء ويُحافظ على الأراضي ذات الأهمية الاقتصادية.