نمایشگر دسته ای مطالب

بازگشت به صفحه کامل

ساخت نسل جدید آب شیرین کن خورشیدی در دانشگاه اراک

ساخت نسل جدید آب شیرین کن خورشیدی در دانشگاه اراک

در پژوهشگاه فناوری های نوین دانشگاه اراک، دستگاه آب شیرین کن مبتنی بر انرژی خورشیدی طراحی گردید.
به گزارش روابط عمومی دانشگاه اراک، در پژوهشگاه فناوری های نوین دانشگاه اراک، در اقدامی پژوهش محور دکتر محمد خلیلی عضو هیات علمی گروه مهندسی مکانیک دانشگاه، اقدام به طراحی و توسعه نسلی پیشرفته تر از آب شیرین کن های خورشیدی نمودندکه در آن از ترکیب روش شیرین سازی Reverse Osmosis و روش Humidification-Dehumidification که به اختصار RO و HD خوانده می شود.که 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، دکترمزدک 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 .. از سال 1398 با ایشان همکاری داشته اند
 
 

دکتر عبادی در تشریح این طرح پژوهشی در مصاحبه با روابط عمومی دانشگاه اراک گفت: در این مجموعه که یک نمونه اولیه به ظرفیت 1100 وات از آن تولید و راه اندازی شده است، پسماند سیستم RO بعنوان ورودی در اختیار سیستم HD قرار می گیرد و پسماند HD بعنوان 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 مشابه شکل زیر 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.
دکتر 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 کنند. در این پژوهش روشی برای راه اندازی کمپرسور و عبور نرم از لحظه راه اندازی آن بوسیله یک ترانسفورماتور کاهنده مشابه شکل زیر 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 تایمر دار 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 220 به 140 ولت می تواند جریان دریافتی از اینورتر را در لحظه راه اندازی کمپرسور به 3 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 250 میلی ثانیه است. بنابراین کلید تایمر دار بین 500-750 میلی ثانیه بعد از استارت کمپرسور با تغییر سربندی ترانسفورماتور، ولتاژ نامی را به کمپرسور اعمال کند. شکل زیر نمایی کامل از مجموعه آزمایشگاهی تحت مطالعه را نشان می دهد.

وی در پایان عنوان 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 و 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 معتبر 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 2 در شاخه علم مهندسی تصفیه آب است)، با نمایه ISI و ضریب تاثیر 7.098 در دسامبر 2020 به چاپ رسیده است.
روابط عمومی دانشگاه اراک، کسب این دستاورد ارزنده را که نشانگر توان علمی دانشمندان این دانشگاه در ارتقای نام میهن اسلامیمان ایران است را تبریک عرض نموده و از خداوند منان برای پژوهشگران این طرح توفیق روز افزون را خواستار است.