Solar-powered desalination unit
एक सौर-संचालित विलवणीकरण इकाई सूर्य के प्रकाश द्वारा संचालित विलवणीकरण के प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष तरीकों के माध्यम से खारे पानी से पीने योग्य पानी का उत्पादन करती है। सौर संग्राहकों के माध्यम से सीधे अधिक लोकप्रिय तापीय विलवणीकरण प्रणालियों को चलाने और फोटोवोल्टिक कोशिकाओं के माध्यम से अप्रत्यक्ष रूप से भौतिक और रासायनिक विलवणीकरण प्रणालियों को चलाने की क्षमता के कारण सौर ऊर्जा सबसे आशाजनक अक्षय ऊर्जा स्रोत है। प्रत्यक्ष सौर विलवणीकरण से सीधे सौर संग्राहक में आसवन उत्पन्न होता है। एक उदाहरण एक सौर स्थिर होगा जो वाष्पीकरण और संघनन की प्रक्रिया के माध्यम से ताजे पानी को प्राप्त करने के लिए सूर्य की ऊर्जा को रोकता है। अप्रत्यक्ष सौर विलवणीकरण पारंपरिक विलवणीकरण प्रणालियों के साथ सौर ऊर्जा संग्रह प्रणालियों को शामिल करता है जैसे कि बहु-चरण फ्लैश आसवन, बहु प्रभाव वाष्पीकरण, फ्रीज पृथक्करण या ताज़ा पानी का उत्पादन करने के लिए रिवर्स ऑस्मोसिस। प्रत्यक्ष सौर विलवणीकरण सौर स्टिल एक प्रकार की सौर विलवणीकरण इकाई एक सौर स्टिल है, यह भी एक संक्षेपण जाल के समान है। एक सौर स्थिर पानी को आसवन करने का एक सरल तरीका है, जिसमें सूर्य की गर्मी का उपयोग आर्द्र मिट्टी से वाष्पीकरण को चलाने के लिए किया जाता है, और परिवेशी वायु एक संघनक फिल्म को ठंडा करने के लिए। दो बुनियादी प्रकार के सौर स्टिल बॉक्स और पिट स्टिल हैं। एक गड्ढे में, कलेक्टर के बाहर अशुद्ध पानी होता है, जहां यह साफ प्लास्टिक के माध्यम से चमकती धूप से वाष्पित हो जाता है। शुद्ध जल वाष्प प्लास्टिक की अंदर की ठंडी सतह पर संघनित होता है और भारित निम्न बिंदु से नीचे गिरता है, जहां इसे एकत्र किया जाता है और हटा दिया जाता है। डिब्बे का प्रकार अधिक परिष्कृत है। सौर जल आसवन के बुनियादी सिद्धांत सरल, फिर भी प्रभावी हैं, क्योंकि आसवन प्रकृति द्वारा वर्षा करने के तरीके को दोहराता है। सूर्य की ऊर्जा पानी को वाष्पीकरण तक गर्म करती है। जैसे-जैसे पानी वाष्पित होता है, जल वाष्प बढ़ता है, संग्रह के लिए कांच की सतह पर संघनित होता है। यह प्रक्रिया लवण और भारी धातुओं जैसी अशुद्धियों को दूर करती है और सूक्ष्म जीवों को समाप्त करती है। अंतिम परिणाम सबसे शुद्ध वर्षा जल की तुलना में स्वच्छ जल है। अप्रत्यक्ष सौर विलवणीकरण अप्रत्यक्ष सौर विलवणीकरण प्रणालियों में दो उप-प्रणालियाँ शामिल हैंः एक सौर संग्रह प्रणाली और एक विलवणीकरण प्रणाली। सौर संग्रह प्रणाली का उपयोग या तो सौर संग्रहकों का उपयोग करके गर्मी एकत्र करने और ताप विनिमायक के माध्यम से ताप विलवणीकरण प्रक्रिया के लिए आपूर्ति करने के लिए किया जाता है, या विद्युत-संचालित विलवणीकरण प्रक्रिया को शक्ति प्रदान करने के लिए फोटोवोल्टिक कोशिकाओं का उपयोग करके विद्युत चुम्बकीय सौर विकिरण को बिजली में बदलने के लिए किया जाता है। सौर-संचालित रिवर्स ऑस्मोसिस एक प्राकृतिक घटना है जिसमें पानी एक झिल्ली के माध्यम से कम सांद्रता वाले घोल से उच्च सांद्रता वाले घोल तक जाता है। यदि उच्च सांद्रता पक्ष पर परासरण दाब से बड़ा दबाव लगाया जाता है तो पानी के प्रवाह को उलट दिया जा सकता है। रिवर्स ऑस्मोसिस विलवणीकरण प्रणालियों में, समुद्री जल का दबाव प्राकृतिक ऑस्मोटिक दबाव से ऊपर उठाया जाता है, जिससे झिल्ली के छिद्रों के माध्यम से शुद्ध पानी को ताजे पानी की ओर मजबूर किया जाता है। व्यापक जल पूर्व-उपचार की आवश्यकता के बावजूद, तापीय विलवणीकरण प्रणालियों की तुलना में इसकी बेहतर ऊर्जा दक्षता के कारण स्थापित क्षमता के मामले में रिवर्स ऑस्मोसिस (आरओ) सबसे आम विलवणीकरण प्रक्रिया है। इसके अलावा, खपत की गई यांत्रिक ऊर्जा के कुछ हिस्से को एक ऊर्जा पुनर्प्राप्ति उपकरण के साथ केंद्रित खारे पानी के प्रवाह से पुनः प्राप्त किया जा सकता है। फोटोवोल्टिक (पी. वी.) और आर. ओ. दोनों प्रणालियों की मापनीयता और मापनीयता के कारण प्रदर्शन संयंत्रों में सौर-संचालित आर. ओ. विलवणीकरण आम है। एक विस्तृत आर्थिक विश्लेषण और पी. वी. संचालित आर. ओ. विलवणीकरण की एक पूरी तरह से अनुकूलन रणनीति को अनुकूल परिणामों के साथ किया गया। पी. वी. संचालित आर. ओ. विलवणीकरण प्रणालियों में सुधार के लिए आर्थिक और विश्वसनीयता संबंधी विचार मुख्य चुनौती हैं। हालांकि, पी. वी. पैनल की तेजी से घटती लागत सौर ऊर्जा से चलने वाले विलवणीकरण को और अधिक संभव बना रही है। ऑस्ट्रेलिया के उत्तरी क्षेत्र में दूरस्थ समुदायों के लिए डिज़ाइन की गई एक सौर ऊर्जा से चलने वाली विलवणीकरण इकाई का परीक्षण किया गया है। "रिवर्स-ऑस्मोसिस सोलर इंस्टॉलेशन" (आरओएसआई) खारे भूजल जैसे स्रोतों से एक विश्वसनीय और स्वच्छ पेयजल धारा प्रदान करने के लिए झिल्ली निस्पंदन का उपयोग करता है। सौर ऊर्जा आमतौर पर उच्च-ऊर्जा परिचालन लागत के साथ-साथ पारंपरिक रिवर्स ऑस्मोसिस प्रणालियों के ग्रीनहाउस उत्सर्जन पर काबू पा लेती है। आरओएसआई आर्सेनिक और यूरेनियम जैसे ट्रेस संदूषकों को भी हटा सकता है जो कुछ स्वास्थ्य समस्याओं का कारण बन सकते हैं, और कैल्शियम कार्बोनेट जैसे खनिज जो पानी की कठोरता का कारण बनते हैं। वोलोंगोंग विश्वविद्यालय के इंजीनियरिंग संकाय की परियोजना प्रमुख डॉ. एंड्रिया शेफर ने कहा कि आरओएसआई में पूरे ऑस्ट्रेलिया में दूरदराज के समुदायों के लिए स्वच्छ पानी लाने की क्षमता है, जिनके पास शहर की जल आपूर्ति और/या बिजली ग्रिड तक पहुंच नहीं है। भूमिगत जल (जिसमें घुलनशील लवण या अन्य दूषित पदार्थ हो सकते हैं) या सतह के पानी (जिसमें उच्च मैलापन हो सकता है या सूक्ष्मजीव हो सकते हैं) को एक अति-निस्पंदन झिल्ली के साथ एक टैंक में पंप किया जाता है, जो वायरस और बैक्टीरिया को हटा देता है। यह पानी सफाई और नहाने के लिए उपयुक्त है। उस पानी का दस प्रतिशत शुद्धिकरण के दूसरे चरण में नैनोफिल्ट्रेशन और रिवर्स ऑस्मोसिस से गुजरता है, जो पीने के पानी का उत्पादन करते हुए लवण और ट्रेस दूषित पदार्थों को हटा देता है। एक फोटोवोल्टिक सौर सरणी सूर्य को ट्रैक करती है और पानी को संसाधित करने के लिए आवश्यक पंपों को बिजली देती है, जिसमें ऑस्ट्रेलिया के दूरदराज के क्षेत्रों में उपलब्ध भरपूर धूप का उपयोग किया जाता है जो बिजली ग्रिड द्वारा सेवा प्रदान नहीं की जाती है। रिवर्स ऑस्मोसिस डिसेलिनेशन प्लांट को बिजली देने के लिए सौर फोटो वोल्टाइक ऊर्जा को एक व्यवहार्य विकल्प माना जाता है। आई. आई. टी. मद्रास के शोधकर्ताओं द्वारा 0.05 एम. एल. डी. से 300 एम. एल. डी. तक की क्षमताओं के लिए स्टैंडअलोन मोड और पी. वी.-बायोडीजल हाइब्रिड मोड दोनों में तकनीकी-अर्थशास्त्र की जांच की गई। एक प्रौद्योगिकी प्रदर्शक के रूप में, 500 लीटर/दिन क्षमता का एक संयंत्र वहां डिजाइन, स्थापित और कार्यात्मक किया गया है। ऊर्जा भंडारण जबकि सूरज की रोशनी की रुक-रुक कर प्रकृति और पूरे दिन इसकी परिवर्तनशील तीव्रता रात के समय विलवणीकरण को चुनौतीपूर्ण बनाती है, कई ऊर्जा भंडारण विकल्पों का उपयोग 24 घंटे के संचालन की अनुमति देने के लिए किया जा सकता है। बैटरियाँ रात में उपयोग के लिए सौर ऊर्जा का भंडारण कर सकती हैं। तापीय ऊर्जा भंडारण प्रणाली रात में या बादल वाले दिनों में निरंतर प्रदर्शन सुनिश्चित करती है, जिससे समग्र दक्षता में सुधार होता है। वैकल्पिक रूप से, संग्रहीत गुरुत्वाकर्षण ऊर्जा का उपयोग गैर-सूर्य प्रकाश घंटों के दौरान सौर-संचालित रिवर्स ऑस्मोसिस इकाई को ऊर्जा प्रदान करने के लिए किया जा सकता है। सौर विलवणीकरण सौर अभी भी संदर्भ ऑस्ट्रेलिया में सौर ऊर्जा उपयुक्त प्रौद्योगिकी जल उपचार सौर-संचालित उपकरण झिल्ली प्रौद्योगिकी