طور باحثون من جامعة خليفة جهازًا يعتمد على الطاقة الشمسية ويقوم بأداء مزدوج وهو، إنتاج الكهرباء وإنتاج المياه العذبة من خلال الجمع بين الخلايا الكهروضوئية المركزة وتقطير الأغشية في جهاز واحد مدمج، وذلك في إطار جهودهم للتصدي للأزمة العالمية المزدوجة المتمثلة في مشاكل الطاقة وشح المياه. يقوم هذا التصميم الهجين على الاستفادة من الطاقة الحرارية المهدورة الناتجة عن الخلايا الشمسية لتشغيل عملية تحلية حرارية للمياه على النقيض من أنظمة التحلية التقليدية التي تعتمد بشكل كبير على الوقود الأحفوري أو مصادر طاقة منفصلة.
أشرف على الفريق البحثي الدكتور محمد علي والدكتور كبير علي والدكتور مصطفى إسماعيل، وجميعهم من قسم الهندسة الميكانيكية والنووية في جامعة خليفة، حيث نُشِرَت نتائج مشروعهم البحثي في مجلة "إينرجي".
وقال الدكتور محمد علي: "نوجه الحرارة إلى تنقية المياه بدلًا من تركها أن تذهب سدى، حيث يُعَد الوصول إلى المياه النظيفة بالنسبة للمجتمعات في المناطق النائية أمرًا هامًا، يعزز الحياة الصحية وجودة الحياة ويتطلب تحسينات أساسية في البنية التحتية للمياه. ويوفر الدمج بين مصادر الطاقة ونظم التحلية المستدامة نهجًا آمنًا على البيئة ويساهم في التصدي للتحديات المتعلقة بالطاقة والمياه والبيئة".
استعان الباحثون بديناميكيات الموائع الحـسابية لمحاكاة طريقة أداء النظام تحت تأثير تفاوت شدة الإشعاع الشمسي ومعدلات تدفق الماء والظروف الموسمية، قبل التحقق من دقة النتائج من خلال تجارب مختبرية محكمة. وتباين أداء النظام باختلاف المواسم وفترات اليوم، حيث بلغ إنتاج المياه ذروته في فترة ما بعد الظهر خلال فصل الصيف، في حين بلغ إنتاج الكهرباء ذروته في فترة منتصف النهار تقريبًا.
يتميز هذا النظام بكفاءة عالية في استهلاك الطاقة، حيث يستهلك كميات طاقة أقل بكثير مقارنة بأنظمة التحلية التقليدية، إذا يحتاج فقط إلى الطاقة لضخ المياه. إضافة لذلك، يحظى هذا النظام بإمكانات كبيرة، إلا أنه توجد بعض العقبات التي لا بد من التغلب عليها قبل البدء بعملية التسويق التجاري لهذا الابتكار تشمل ضمان ديمومته على المدى الطويل في الظروف الصعبة وإمكانية نشره على نطاق. وعلى الرغم من ذلك، تمثل إنجازات الفريق خطوة مهمة نحو حلول مستدامة ولا مركزية للمناطق النائية والجافة.
ترجمة: سيد صالح
أخصائي ترجمة وتعريب