شیرین سازی آب با استفاده از سیستم های کلکتور خورشیدی: طراحی و تحلیل عملکرد

در این پژوهش، یک سامانه نوین برای تولید آب شیرین از آب شور با استفاده از انرژی خورشیدی طراحی و تحلیل شده است. سیستم پیشنهادی متشکل از کلکتورهای صفحه تخت خورشیدی، واحد تقطیر چندمرحله ای همراه با تراکم بخار حرارتی (MED-TVC)، دیگ بخار و پمپ می باشد. تمرکز اصلی این تحقیق بر کاهش مصرف انرژی های فسیلی و استفاده حداکثری از منابع تجدیدپذیر به ویژه انرژی خورشیدی است. با توجه به اقلیم شهر بندرعباس، سه آرایش مختلف برای کلکتورها شامل سری، موازی و سری–موازی مورد بررسی قرار گرفته و کارایی آن ها با رویکرد اقتصادی–زیست محیطی مقایسه شده است. جهت دستیابی به عملکرد بهینه، از الگوریتم ژنتیک مرتب سازی غیرمسلط (NSGA-II) برای بهینه سازی چندهدفه با در نظر گرفتن ۱۲ متغیر طراحی بهره گرفته شده است. هدف از بهینه سازی، حداکثرسازی نرخ تولید آب شیرین و حداقل سازی هزینه تولید هر متر مکعب آب بوده است. نتایج نشان می دهد که چینش سری–موازی کلکتورها عملکرد بهتری نسبت به سایر پیکربندی ها دارد و در شرایط بهینه می توان به نرخ تولید ۲۶.۸۸ لیتر بر ثانیه با هزینه ۴.۲۳ دلار بر متر مکعب دست یافت. این پژوهش علاوه بر ارائه مدل دقیق ریاضی برای اجزای مختلف سیستم، نقش تعیین کننده آرایش کلکتورها و پارامترهای ترمودینامیکی را در افزایش راندمان و کاهش هزینه تولید آب مورد بررسی قرار می دهد.