Θερμικές διεργασίες αφαλάτωσης νερού μέσω ηλιακής ενέργειας και γεωθερμίας

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζονται τεχνικές αφαλάτωσης νερού μέσω ηλιακής και γεωθερμικής ενέργειας και συνάγονται ορισμένα συμπεράσματα από την ανάλυση κόστους της εκάστοτε επένδυσης. Εισαγωγικά καταδεικνύεται το παγκόσμιο πρόβλημα της ανεπάρκειας νερού. Αυτό σχετίζεται περισσότερο με το φαινόμενο της ερημοποίησης σε διάφορα μέρη του πλανήτη, εξ αιτίας, κατά κύριο λόγο, της αλόγιστης εκμετάλλευσης νερού για γεωργικούς ή βιομηχανικούς σκοπούς. Επίσης, σημαντική είναι η επίδραση του φαινομένου της παγκόσμιας θέρμανσης (φαινόμενο του «θερμοκηπίου») και της παγκόσμιας πληθυσμιακής αύξησης. Μία από τις προτεινόμενες τεχνολογικές λύσεις είναι η αφαλάτωση, η οποία χρησιμοποιείται ευρέως από τις πετρελαιοπαραγωγούς χώρες της αραβικής χερσονήσου ήδη από τη δεκαετία του 1950. Η συμβατική αφαλάτωση, όμως, επιβαρύνει την ατμόσφαιρα με αέριους ρύπους και σωματιδιακή ύλη και χαρακτηρίζεται από ένταση κεφαλαίου. Η πρώτη αρνητική συνέπεια μπορεί να αποφευχθεί, αν αξιοποιηθούν άμεσοι ηλιακοί αποστακτήρες ή αν συνδυαστούν οι υπάρχουσες θερμικές διεργασίες αφαλάτωσης με ηλιακούς συσσωρευτές και ηλιακές λίμνες. Ιδιαίτερα ελκυστική ιδέα για την Ελλάδα αποτελεί η αξιοποίηση του γεωθερμικού της δυναμικού για θερμική αφαλάτωση, ωστόσο αυτό το πολλά υποσχόμενο εγχείρημα βρίσκεται ακόμα σε πειραματικό στάδιο. Σημαντικό μειονέκτημα για την τεχνολογική αξιοποίηση της ηλιακής ενέργειας είναι η περιοδικότητά της, πράγμα που δε συμβαίνει με τη γεωθερμική ενέργεια, η οποία έχει αδιάκοπη ροή. Τέλος, προκειμένου να ξεπεραστεί το υψηλό οικονομικό κόστος που χαρακτηρίζει τη θερμική ηλιακή αφαλάτωση, προτείνεται η χρήση υβριδικών συστημάτων συμπαραγωγής. Έτσι, θα συνδυάζονται θερμικοί ηλιακοί συσσωρευτές και ορυκτό καύσιμο με σκοπό τη συμπαραγωγή ηλεκτρισμού και θερμότητας διεργασίας και κατ επέκταση την παραγωγή αφαλατωμένου νερού. Η γεωθερμική αφαλάτωση προτείνεται να αξιοποιείται μάλλον σε περιοχές, όπου υπάρχουν κατάλληλοι γεωθερμικοί ταμιευτήρες και διαπιστώνεται ότι οι άλλες εναλλακτικές μέθοδοι για παραγωγή νερού είναι ασύμφορες.