بررسي تجربي ‌آب‌شيرين‌كن خورشيدي رطوبت زني-رطوبت‌زدايي مجهز به جمع‌كننده‌ي فتوولتائيك-گرمائي

Experimental Analysis of a Humidification- Dehumidification Solar Desalination System Equipped with a Photovoltaic-Thermal Collector

در اين تحقيق يك طرح نوين براي شيرين سازي آب‌شور، با انرژي خورشيد پيشنهاد گرديد. در آب‌شيرين‌كن موردنظر، از روش رطوبت­زني – رطوبت‌زدايي براي تبديل آب‌شور به قابل شرب استفاده شد. آب‌شيرين‌كن ساخته‌شده شامل تبخير­كننده­ي فتوولتائيك-گرمائي، چگالنده، مخزن­هاي آب‌شور و شيرين، دمنده­ي هوا و پمپ آب بود. ارزيابي سامانه پيشنهادي در سه سطح سرعت هوا (1، 5/1 و 2 متر بر ثانيه) و سه سطح دبي آب شور عبوري از روي صفحه جاذب فتوولتائيك (94، 189 و 283 كيلوگرم بر ساعت بر متر مربع سطح جمع كننده) انجام گرفت. نتايج تحقيق نشان داد كه بالاترين بازده تبخيركننده حدود 80 درصد و بيشينه تبخير روزانه حدود 4/7 كيلوگرم بود كه در دبي جريان آب 189 كيلو گرم بر ساعت بر متر مربع و سرعت هواي خروجي 2 متر بر ثانيه مشاهده گرديد. بالاترين كارايي چگالنده حدود 61 درصد و بيشينه آب شيرين توليدشده حدود 8/4 كيلوگرم در هرروز بود كه در دبي آب عبوري 189 كيلو گرم بر ساعت بر متر مربع و سرعت هواي خروجي 1 متر بر ثانيه، به دست آمد. با وجود آنكه دماي كاري پنل فتوولتائيك مرسوم، به‌طور قابل‌ملاحظه‌اي بالاتر (به‌طور متوسط 18 درجه سلسيوس) از حالت­هاي مختلف جمع­كننده­ي فتوولتائيك-گرمائي بود، بازده الكتريكي آن، به دليل دريافت تابش بيشتر خورشيد، بيشتر شد.

In this study, a novel solar water desalination system was proposed. The designed system worked based on the humidification – dehumidification (HD) method. It was comprised of a photovoltaic-thermal (PVT) evaporator, a condenser, fresh and saline water tanks, an air blower, and a water pump. The performance evaluation tests were conducted at three velocities of air leaving the exhaust pipe (1, 1.5 and 2m/s) and three levels of saline water passing over the photovoltaic module (94, 189 and 283kg.h-1 per m2 collector surface). The results showed that the highest evaporator efficiency was about 80% and the maximum daily evaporated water was about 7.4kg, which were observed at the water flow rate of 189kg.h-1m-2 and the air velocity of 2m/s. Whereas, a maximum condenser effectiveness of 61% and fresh water production of about 4.8kg per day were found at the water flow rate of 189kg.h-1m-2 and the air velocity of 1m/s. Although operating temperature of the conventional photovoltaic module was considerably higher than the PVT collector at the different working conditions, its electrical efficiency was also higher due to the more absorption of solar energy.