البحار والمحيطات هما تقريبًا مصدر المياه الوحيد غير القابل للنفاد على كوكبنا، غير أن مياههما عالية الملوحة. من البديهي إذًا أن نواجه مشكلات نقص المياه بالتفكير في تحليتها. غير أن فصل الأملاح عن مياه البحار يتطلب قدرًا كبيرًا من الطاقة، الأمر الذي سيؤذي البيئة بدوره إن تم باستخدام الوقود الأحفوري. وهكذا، فهناك حاجة إلى توظيف مصادر نظيفة للطاقة في عملية تحلية مياه البحار والمحيطات.
تقوم وحدات التحلية المعتمدة على الطاقة الشمسية بإنتاج مياه صالحة للشرب بطريقتين، مباشرة وغير مباشرة. وقد بدأت بعض البلدان؛ مثل: أستراليا، وإيطاليا، ومؤخرًا مصر، باتباع هذه التقنية لتوِّفر مصدرًا إضافيًّا للمياه لتلبية احتياجات سكانها المتزايدين. ومعظم المحطات التي أقيمت حتى الآن محدودة النطاق وذات قدرات محدودة، غير أن أداءها باهر بدرجة مشجعة على إجراء مزيد من الأبحاث والاستثمارات.
أبسط تصميم من تصميمات وحدات التحلية المعتمدة على الطاقة الشمسية هو ما يسمى بالـ"مستقطر الشمسي". والمبدأ الأساسي لهذه التقنية هي التحلية البسيطة التي تعتمد على مضاعفة طريقة عمل المطر الطبيعية. تسخِّن طاقة الشمس المياه لدرجة التبخير، فيتصاعد بخار الماء، ويتكثَّف على سطح بارد ليتم تجميعه. فتقوم تلك العملية بإزالة الملوثات، مثل الأملاح والمعادن الثقيلة، وتقلل من الكائنات الدقيقة. والمنتج النهائي هو مياه أكثر نقاءً من مياه المطر النظيفة.
يتناسب إنتاج المياه بالطريقة المباشرة لتقطيرها بالطاقة الشمسية مع مساحة السطح المشمس وزاوية السقوط، ومتوسط الإنتاج يقدر بـثلاثة أرباع لتر/ متر مكعب/ يوم. ونظرًا لهذا التناسب والقيمة العالية نسبيًّا لإقامتها، فإن طريقة التقطير المباشر تفضل استخدام المحطات ذات قدرات الإنتاج أقل من 300 متر مكعب/ اليوم.
النظام الأكثر تعقيدًا لتحلية مياه البحر بالطاقة الشمسية يعتمد على نظامين منفصلين؛ نظام لتجميع الطاقة الشمسية يتكون من مجمِّعات كهربائية ضوئية وأخرى حرارية، ومحطة تحلية تقليدية منفصلة مثل تلك المستخدمة في المستقطرات الشمسية. وقد طرحت هذه التقنية تجاريًّا ودخلت حيز الاستخدام منذ عام 2009 بقدرة 1.600 لتر في الساعة، بما يعادل 200 لتر في اليوم للمتر المربع من لوحة الخلايا الشمسية.
تطرح تحلية المياه باستخدام الطاقة الشمسية فلسفة تستخدم الطاقة المتجددة لتحل مشكلتي المياه والطاقة. وهذه التقنيات تستمر في المنافسة التجارية كلما يزيد إنتاجها. وهكذا، فيستمر عدد المحطات الشمسية في الزيادة السريعة عبر العالم، مبشرة بمستقبل أكثر إشراقًا مليئًا بالاحتمالات.
المراجع
globalwaterintel.com
theguardian.com