به گزارش خبرگزاری فارس از اراک، در پژوهشگاه فناوری‌های نوین دانشگاه اراک، در اقدامی پژوهش‌محور محمد خلیلی عضو هیأت علمی گروه مهندسی مکانیک دانشگاه، اقدام به طراحی و توسعه نسلی پیشرفته‌تر از آب‌شیرین‌کن‌های خورشیدی کرد که در آن از ترکیب روش شیرین‌سازی Reverse Osmosis و روش Humidification-Dehumidification و به اختصار RO و HD خوانده شده و برای افزایش راندمان تصفیه آب سیستم و جلوگیری از هدررفت منابع آبی استفاده می‌شود.
در امتداد این طرح پژوهشی و با توجه به تعدد اجزای الکتریکی به کار رفته در این مجموعه، مزدک عبادی، عضو هیأت علمی گروه مهندسی برق این دانشگاه در قالب مشاور و همکار در طراحی، انتخاب قطعات و بهره‌برداری از تجهیزات الکتریکی این سیستم شامل پانل‌های خورشیدی، مبدل‌های الکتریکی و کمپرسور از سال ۱۳۹۸ با وی همکاری داشته‌اند.
عبادی عضو هیأت علمی گروه مهندسی برق دانشگاه اراک، در گفت‌وگو با خبرنگار فارس در تشریح این طرح پژوهشی گفت: در این مجموعه که یک نمونه اولیه به ظرفیت ۱۱۰۰ وات از آن تولید و راه‌اندازی شده است، پسماند سیستم RO به‌عنوان ورودی در اختیار سیستم HD قرار می‌گیرد و پسماند HD به‌عنوان پسماند نهایی دفع می‌شود.
وی افزود: مجموعه ابزارهای برقی این سیستم شامل شیرهای برقی، موتور پمپ‌های الکتریکی و کمپرسور مورد استفاده در HD توسط یک آرایه از پانل‌های خورشیدی تغذیه می‌شوند، خروجی پانل‌ها به‌وسیله یک مبدل DC/DC و یک اینورتر تک‌فاز مشابه شکل زیر به برق تک‌فاز ولت تبدیل شده و بین مصرف‌کننده‌ها توزیع می‌شود.
عضو هیأت علمی گروه مهندسی برق دانشگاه اراک بیان کرد: در سیستم‌های مبتنی بر انرژی خورشیدی با توجه به ماهیت غیرخطی ولتاژ-جریان پانل‌ها، یک مجموعه باتری نیز برای ذخیره‌سازی انرژی مازاد و تزریق آن در زمان لازم به سیستم اضافه می‌شود؛ اما اضافه شدن باتری‌های سرب اسید یا لیتیوم یونی علاوه بر اثرات منفی زیست‌محیطی باعث افزایش نرخ تعمیر و نگهداری مجموعه می‌شود چراکه نرخ خرابی و تعویض باتری‌ها از سایر اجزای این مجموعه بالاتر است؛ بنابراین آب‌شیرین‌کن خورشیدی تحت مطالعه در این پژوهش از ابتدا بر پایه ساختار بدون باتری بنا شده است.
عبادی در تشریح مزیت‌های این طرح تصریح کرد: حذف باتری باعث می‌شود راه‌اندازی برخی مصرف‌کننده‌ها به‌ویژه کمپرسور AC که در سیستم HD بکار گرفته شده است، با توجه به جریان الکتریکی بالا در لحظه راه‌اندازی، باعث ناپایداری و فروپاشی ولتاژ داخلی مجموعه شده و عملکرد آن را مختل کنند.
وی ادامه داد: در این پژوهش روشی برای راه‌اندازی کمپرسور و عبور نرم از لحظه راه‌اندازی آن به‌وسیله یک ترانسفورماتور کاهنده مشابه شکل زیر ارائه شده است که جریان دریافتی از اینورتر را در لحظه راه‌اندازی کمپرسور تا حد قابل قبولی محدود می‌کند و جلوی ناپایداری سیستم را می‌گیرد، پس از عبور از لحظه راه‌اندازی، یک کلید تایمر دار با تغییر اتصالات، ولتاژ کمپرسور را تا ولتاژ نامی حالت دائم بالا می‌برد و سیستم به کار خود ادامه می‌دهد.
عضو هیأت علمی گروه مهندسی برق دانشگاه اراک اظهار داشت: نتایج آزمایشگاهی به دست آمده نشان می‌دهد ترانسفورماتور کاهنده با نسبت تبدیل ۲۲۰ به ۱۴۰ ولت می‌تواند جریان دریافتی از اینورتر را در لحظه راه‌اندازی کمپرسور به ۳ آمپر محدود کند و در عین حال انرژی لازم برای استارت شدن کمپرسور را فراهم کند.
عبادی بیان داشت: زمان لازم برای عبور از شرایط راه‌اندازی کمپرسور تحت بار حداکثر ۲۵۰ میلی‌ثانیه است؛ بنابراین کلید تایمر دار بین ۵۰۰-۷۵۰ میلی‌ثانیه 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 می‌دهد.
وی اضافه کرد: این مجموعه علاوه بر کاربرد پژوهشی و نوآوری‌هایی که در طراحی آن به کار گرفته شده است، قابلیت کاربردی و تجاری‌سازی مناسبی نیز داشته و در صورت تمایل نهادهای دولتی و غیردولتی و یا کاربران شخصی، توسعه‌دهندگان آن می‌توانند کل مجموعه را در قالب یک محصول تولید و به کاربران آن عرضه کنند.
عضو هیأت علمی گروه مهندسی برق دانشگاه اراک افزود: 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 ۲ در شاخه علم مهندسی تصفیه آب است)، با نمایه ISI و ضریب تأثیر ۷.۰۹۸ در دسامبر ۲۰۲۰ به چاپ رسیده است.
انتهای پیام/ح
