طراحی آب شیرین کن خورشیدی با ذخیره سازی انرژی گرمایی به کمک مواد تغییر فاز دهنده

آب شیرین کن خورشیدی سامانه ای است که می تواند با روش های مستقیم یا غیرمستقیم انرژی را از خورشید دریافت کرده و از آب شور آب آشامیدنی تولید کند. در روش مستقیم فقط از انرژی حرارتی خورشیدی استفاده می شود، در حالی که در روش غیرمستقیم از انرژی برق و انرژی حرارتی خورشید به عنوان انرژی کمکی استفاده می گردد. آب شیرین-کن های مذکور از قواعد اصلی تبخیر و تقطیر آب استفاده می کنند. مواد تغییر فاز دهنده یا PCM اصولا به موادی گفته می شود که با تغییر فاز خود در دمای ثابت مقداری انرژی را به صورت نهان و در اثر تغییر فاز در خود ذخیره می کند. این مواد با تغییر فاز خود تا حدی از نوسانات و تغییرات دما که غالبا برای سامانه مصرف کننده انرژی نامطلوب تلقی می شود، جلوگیری کرده و پروفیل مصرف انرژی را مسطح می کند. این ذخیره سازی معمولا در زمانی رخ می دهد که انرژی در دسترس سامانه ارزان و یا انرژی مذکور بیشتر از انرژی مورد نیاز سامانه باشد، انرژی که در این مواد در زمان فراوانی و ارزان بودن ذخیره شده به منظور استفاده و مصرف وارد سامانه می شود. در این پژوهش عمل ذخیره سازی در زمان اوج گرما، در روز که تابش نور آفتاب به بیشینه مقدار خود می رسد، انجام می شود و در ساعت شب که نور خورشید به منظور تبخیر آب وجود ندارد، مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین تحلیل عمل کرد ترمودینامیکی سامانه اعم از انرژی و اکسریی مورد مطالعه قرار خواهد گرفت. طراحی بهینه سامانه مذکور منجر به کاهش تلفات اکسریی فرآیندهای سامانه و کاهش تلفات انرژی می شود. این بهینه سازی طبیعتا موجب افزایش بهره وری و تولید آب شیرین خواهد شد.