Distilasi surya adalah penggunaan energi surya untuk menguapkan air dan mengumpulkan kondensatnya dalam sistem tertutup yang sama. Tidak seperti bentuk pemurnian air lainnya, distilasi surya dapat mengubah air asin atau payau menjadi air minum segar (misalnya desalinasi ).
Struktur yang menaungi proses ini dikenal sebagai penyuling surya dan meskipun ukuran, dimensi, bahan, dan konfigurasinya bervariasi, semuanya bergantung pada prosedur sederhana di mana larutan masuk ke dalam sistem dan pelarut yang lebih mudah menguap keluar melalui limbah dan meninggalkan zat terlarut yang asin. [1]
Dalam setiap penyuling surya, tata letak dasar adalah perangkat pengumpulan untuk menangkap air hujan . Dalam kebanyakan kasus kolektor ditutupi oleh selembar kaca atau plastik transparan, yang memungkinkan radiasi matahari untuk melewati tetapi tidak untuk keluar. Air yang diuapkan oleh panas matahari yang terpancar kemudian mengembun pada bahan penutup yang lebih dingin. Air yang terkondensasi bebas dari kotoran, seperti garam dan logam berat, serta organisme mikrobiologis, yang mungkin ada dalam air intake. Hasil akhirnya adalah pasokan air segar dan bersih. Penyuling surya dapat secara efisien menghasilkan air minum dari air parit atau air tangki, terutama desain humidifikasi efek ganda efisiensi tinggi, yang memisahkan evaporator dan kondensor.
Distilasi surya berbeda dari bentuk desalinasi lain yang membutuhkan lebih banyak energi, seperti reverse osmosis atau sekadar merebus air, karena menggunakan energi bebas. [2] [3] Jika pengolahan air yang tercemar diperlukan daripada desalinasi, penyaringan pasir lambat merupakan pilihan yang baik.
Isi
Jenis
Dari yang paling canggih hingga yang paling tidak canggih, tiga konfigurasi dasar mereka adalah:
- Seperti kotak
- Berbentuk kerucut
- Jenis lubang
Aspek mendasar dari alat penyuling surya tidak pernah berubah sejak zaman dahulu, kesederhanaan desain adalah salah satu manfaat utama alat penyuling surya. Namun, ada banyak variasi pada tema alat penyuling lereng/cekungan tunggal yang umum dan ini dapat dibagi menjadi dua kategori: aktif atau pasif. Label ini mengklasifikasikan alat penyuling berdasarkan metode yang digunakan untuk memperoleh energi guna mendorong penguapan air. Alat penyuling surya pasif, tentu saja, lebih konvensional dan merupakan satu-satunya yang dibahas hingga saat ini. Namun, alat penyuling aktif dapat memperoleh panas "limbah" dari berbagai sumber. Isolator yang baik diperlukan untuk mengurangi kehilangan termal dan memperpanjang proses penguapan bahkan hingga malam hari. [4] [5] Isolasi yang dapat digunakan meliputi hal-hal seperti styrofoam dengan penutup polipropilena, atau wol (yang dapat mempertahankan sebagian isolasinya bahkan saat basah). [6] [7]
Foto diam surya pasif
Alat penyuling surya konvensional hanya mengandalkan matahari untuk menyuling air, namun kompleksitasnya masih dapat menyamai alat penyuling aktif, jika tidak menggunakan metode desalinasi lain yang lebih rumit. Alat penyuling pasif, dengan demikian, sangat bervariasi karena satu kendala ini dan dapat diorganisasikan lebih lanjut ke dalam beberapa subkelas. Beberapa jenis alat penyuling surya pasif yang umum meliputi:
- Penyuling efek tunggal — Penyuling efek tunggal adalah yang paling sederhana dan paling umum, karena hanya satu antarmuka yang diperlukan untuk menyalurkan energi dan mengumpulkan kondensat. Contoh tantangan desain penting dalam semua penyuling surya adalah menjaga penyuling kedap udara. Jika tidak kedap udara, efisiensi turun drastis. Sering kali palung dangkal digunakan, dicat hitam, dan dibanjiri. Panel kaca miring menutupi, memungkinkan uap air yang terkondensasi meluncur turun ke saluran keluaran. Perkirakan 1 galon per hari per meter persegi kaca. Pendekatan lain adalah plastik cetak (misalnya Watercone ). Ini memiliki keuntungan karena dapat dibuat kedap udara dengan lebih mudah, dan produksi massal harus membuatnya terjangkau. Efisiensi 25% adalah hal yang umum. Output harian sebagai fungsi iradiasi surya paling besar di sore hari ketika air umpan masih panas tetapi ketika suhu luar turun. Pemilihan material sangat penting. Penutup dapat berupa kaca atau plastik. Kaca dianggap paling baik untuk sebagian besar aplikasi jangka panjang, sedangkan plastik (seperti polietilena) dapat digunakan untuk penggunaan jangka pendek. Beton pasir atau beton kedap air dianggap paling baik untuk bak penyulingan berumur panjang jika akan diproduksi di lokasi, tetapi untuk penyulingan yang diproduksi di pabrik, beton ferro prafabrikasi merupakan bahan yang cocok.
- Penyulingan multi-efek — Penyulingan multi-efek memiliki dua atau lebih kompartemen. Permukaan kondensasi kompartemen bawah adalah lantai kompartemen atas. Panas yang dilepaskan oleh uap kondensasi menyediakan energi untuk menguapkan air umpan di atas. Oleh karena itu efisiensinya lebih besar daripada penyulingan satu baskom yang biasanya 35% atau lebih, tetapi biaya dan kompleksitasnya lebih tinggi, memerlukan upaya dua kali lipat dalam hal memastikan segel yang rapat, dan bisa jadi lebih sulit dibersihkan. [10] Cara air disimpan selama berada dalam fase cair juga dapat berbeda.
- Penyulingan tipe cekungan — Penyulingan tipe cekungan berisi air dalam bahan kedap air yang merupakan komponen seluruh wadah dan paling umum ditemukan.
- Wick stills — Dalam wick still, air umpan mengalir perlahan melalui bantalan berpori yang menyerap radiasi (sumbu). Dua keuntungan diklaim atas basin still. Pertama, sumbu dapat dimiringkan sehingga air umpan menyajikan sudut yang lebih baik terhadap matahari (mengurangi pantulan dan menyajikan area efektif yang besar). Kedua, lebih sedikit air umpan dalam still pada suatu waktu dan dengan demikian air dipanaskan lebih cepat dan ke suhu yang lebih tinggi. Wick still menggunakan bahan seperti kain yang menggunakan aksi kapiler untuk menyebarkan air melalui sistem. Ketika efisiensi dan efektivitas adalah kuncinya, wick still mengungguli basin still karena luas permukaan penguapan yang lebih besar, biaya energi yang lebih rendah untuk memanaskan air, dan kemampuan untuk menciptakan area efektif yang jauh lebih besar untuk radiasi matahari untuk mentransfer energi ke dalam air. [11] Beberapa desain wick still dapat berbiaya lebih murah daripada basin still dengan output yang sama.
- Penyuling multi-sumbu — Penyuling multi-sumbu jelas memanfaatkan penyuling sumbu biasa dan sangat mirip dengan premis multi-efek dari atas, mereka sangat meningkatkan produktivitas dengan meningkatkan luas permukaan yang dipengaruhi secara eksponensial. [12]
- Alat penyuling tipe difusi — Alat penyuling tipe difusi menggunakan ide-ide yang diperkenalkan oleh alat penyuling multi-efek & sumbu dan pengembangan lebih lanjut dari keduanya. Mungkin, Tanaka & Nakatake paling tepat menjelaskan desain di balik alat penyuling yang efisien ini, "yang terdiri dari serangkaian partisi paralel yang berjarak dekat yang bersentuhan dengan sumbu yang direndam garam, memiliki potensi besar karena produktivitas dan kesederhanaannya yang tinggi." [13]
- Penyuling rumah kaca — Padukan konsep penyuling surya dan rumah kaca.
- Penyulingan darurat — Untuk menyediakan air minum darurat di darat, penyulingan yang sangat sederhana dapat dibuat. Penyulingan ini memanfaatkan air di dalam tanah. Yang dibutuhkan hanyalah penutup plastik, mangkuk atau ember, dan kerikil.
Foto diam surya aktif
Penyuling ini menggunakan sumber panas tambahan untuk meningkatkan proses termal yang ada. [14] Dasar desain penyuling ini telah diletakkan di bagian di atas, jadi sumber yang terlibat dengan cabang penyuling surya ini akan dibahas secara singkat:
- Konsentrator parabola majemuk (CPC)
- Kolektor pelat datar [15]
- Pemanas tenaga surya
- Panas buang baru — Panas buang dapat digunakan sebagai masukan energi tambahan, misalnya dari mesin, kondensor kulkas atau radiator kendaraan. [16]
- Pengumpulan air hujan — Dengan menambahkan talang eksternal, penutup penyulingan dapat digunakan untuk pengumpulan air hujan guna melengkapi keluaran penyulingan surya.
Penyulingan aktif menambahkan elemen kompleksitas lain pada desain dasar yang tidak begitu kompleks, tetapi sekali lagi perubahan ini dapat meningkatkan produksi air tawar yang lebih cepat dan dalam jumlah yang lebih besar.
Prinsip operasi dasar
Fitur utama pengoperasiannya sama untuk semua penyuling surya. Radiasi surya yang mengenai permukaan ditransmisikan melalui kaca atau penutup plastik dan diserap sebagai panas oleh permukaan hitam yang bersentuhan dengan air yang akan disuling. Dengan demikian, air dipanaskan dan mengeluarkan uap air. Uap tersebut mengembun pada penutup, yang bersuhu lebih rendah karena bersentuhan dengan udara sekitar, dan mengalir ke saluran pembuangan, kemudian dialirkan ke tangki penyimpanan.
Agar efisiensinya tinggi, panel surya harus mempertahankan:
- Suhu air umpan tinggi (tidak disuling)
- Perbedaan suhu yang besar antara air umpan dan permukaan kondensasi
- Kebocoran uap rendah
Suhu air umpan yang tinggi dapat dicapai jika:
- Proporsi radiasi yang masuk yang tinggi diserap oleh air umpan sebagai panas. Oleh karena itu diperlukan pelapisan dengan daya serap rendah dan permukaan penyerap radiasi yang baik.
- Kehilangan panas dari lantai dan dinding tetap rendah
- Airnya dangkal jadi tidak banyak yang perlu dipanaskan
Perbedaan suhu yang besar dapat dicapai jika:
- Permukaan kondensasi menyerap sedikit atau tidak sama sekali radiasi yang masuk
- Air yang mengembun menghilangkan panas yang harus segera dihilangkan dari permukaan yang mengembun, misalnya dengan aliran air atau udara kedua, atau dengan mengembun pada malam hari.
Konstruksi
Ada banyak metode berbeda untuk membangun penyuling surya, yang paling dasar melibatkan penggalian lubang dan yang lebih rumit adalah yang dikeluarkan dari jalur produksi.
Bahan konstruksi umum meliputi:
- Isolasi (biasanya di bawah baskom)
- Bahan Penyegel
- Perpipaan dan katup
- Fasilitas penyimpanan
- Reflektor untuk memusatkan sinar matahari
- Komponen struktural
- Kain penyerap keringat
- Kayu menghitam
- Rami hitam
- Polietilena hitam
Bahan-bahan yang tersedia secara lokal umumnya lebih disukai, namun banyak hal, seperti bahan penyegel, mungkin perlu dicari dari vendor asing. [12]
Karena salah satu tujuan utama distilasi surya adalah menyediakan sumber air bersih, disinfeksi yang tepat setelah konstruksi menjadi sangat penting. Beberapa metode pembersihan yang tidak terlalu intensif dapat berupa penggunaan sabun atau deterjen. Penutup kaca lebih menguntungkan dalam hal perawatan daripada penutup plastik, karena sifat elektrostatik plastik yang dapat menjadikannya sebagai suar bagi detritus. [17] Air garam yang tersisa setelah distilasi menyeluruh dapat dipanen untuk dijadikan garam laut, karena sekarang air garam tersebut merupakan komoditas yang berharga. [18]
Mesin penyuling cekungan tunggal
Meskipun jenis-jenis baru semakin banyak, baskom tunggal masih menjadi satu-satunya desain yang terbukti di lapangan. Setidaknya 40 penyuling baskom tunggal dengan luas lebih dari 100m (dan hingga 9000m²) dibangun antara tahun 1957 dan 1980. 27 memiliki penutup kaca dan 9 memiliki plastik. 24 dari penyuling yang dilapisi kaca masih beroperasi dalam bentuk aslinya, tetapi hanya satu unit yang dilapisi plastik yang beroperasi. Ratusan penyuling yang lebih kecil beroperasi, terutama di Afrika. Biaya air murni yang diproduksi bergantung pada:
- Biaya pembuatan alat penyulingan
- Biaya tanah
- Kehidupan yang tenang
- Biaya operasional
- Biaya air umpan
- Tingkat diskonto yang diadopsi
- Jumlah air yang diproduksi
Biaya penyulingan surya biasanya £50-70/m² di Inggris. Harga tanah biasanya hanya sebagian kecil dari harga tersebut di daerah pedesaan, tetapi mungkin mahal di kota-kota besar. Umur penyuling kaca biasanya dianggap 20 hingga 30 tahun, tetapi biaya pengoperasiannya bisa besar, terutama untuk mengganti pecahan kaca. Kinerjanya bervariasi di antara lokasi tropis, tetapi tidak signifikan. Rata-rata hasil produksi 2,5-3,0 1/m²/hari adalah hal yang umum, yaitu sekitar 1m³/m²/tahun.
Aplikasi
Ada kebutuhan penting untuk air minum yang bersih dan murni di banyak negara berkembang. Sering kali sumber air bersifat payau (yaitu mengandung garam terlarut) dan/atau mengandung bakteri berbahaya dan karenanya tidak dapat digunakan untuk minum. Selain itu, ada banyak lokasi pesisir di mana air laut melimpah tetapi air minum tidak tersedia. Air murni juga berguna untuk baterai dan di rumah sakit atau sekolah. Distilasi adalah salah satu dari banyak proses yang dapat digunakan untuk pemurnian air. Ini memerlukan masukan energi, karena panas, radiasi matahari dapat menjadi sumber energi. Dalam proses ini, air diuapkan, sehingga memisahkan uap air dari materi terlarut, yang terkondensasi menjadi air murni.
Umumnya, penyuling surya digunakan di daerah-daerah yang tidak memungkinkan untuk mendapatkan air ledeng atau air sumur. Daerah-daerah tersebut termasuk daerah-daerah terpencil atau tempat-tempat yang sering terjadi pemadaman listrik sehingga pompa tidak dapat diandalkan. Di daerah-daerah tersebut, penyuling surya dapat menyediakan sumber air bersih alternatif. Penggunaan utama penyuling surya kecil adalah di negara-negara berkembang yang belum memiliki teknologi untuk menyuling air dalam jumlah besar secara efektif dalam skala komersial. Kekurangannya adalah bahwa setiap orang masih menghasilkan air bersih dalam jumlah yang relatif sedikit.
Aplikasi lain untuk penyuling surya adalah untuk bertahan hidup di alam bebas. Penyuling surya sederhana dapat dibuat dengan memanfaatkan peralatan berkemah dasar dan bahan-bahan yang tersedia di lingkungan alam. Penyuling untuk tujuan bertahan hidup umumnya berupa jenis lubang yang relatif sederhana, karena paling mudah dibuat. Kita dapat mengekstrak air dari tanah, tetapi air yang tersedia secara lokal dapat ditambah dengan air yang ditambahkan di dalam atau di sepanjang tepi penyuling. Jika tidak ada sumber air yang tersedia, urin atau tanaman yang dicacah dapat digunakan di dalam lubang. Meskipun penyuling surya darurat sering kali tidak menyediakan cukup air untuk bertahan hidup dalam jangka panjang, penyuling ini dapat mencegah dehidrasi untuk jangka waktu yang singkat.
Banyak jurnal, peneliti dan pihak-pihak lain yang terlalu bergantung pada aspek teknis dari distilasi surya untuk membuktikan manfaatnya. [19] Agar dapat berkelanjutan secara sosial, teknologi tersebut harus: [19]
- Diterima oleh masyarakat
- Memenuhi kebutuhan air mereka
- Berada dalam kapasitas mereka untuk mengoperasikan dan memelihara
Situasi yang ada saat ini tidak banyak berubah bahkan dari 50 tahun yang lalu. Teknologi yang membutuhkan banyak energi dan biaya masih lebih diunggulkan daripada desalinasi di dunia modern. [20] Oleh karena itu, banyak negara dan masyarakat berkembang, baik dalam skala besar maupun kecil, memilih untuk mempertahankan status quo , padahal sudah ada solusi yang lebih tepat. [21]
Skala dan alternatif
Manusia membutuhkan 1 atau 2 liter air sehari untuk hidup. Kebutuhan minimum untuk kehidupan normal di negara-negara berkembang (termasuk memasak, membersihkan, dan mencuci pakaian) adalah 20 liter per hari (di negara-negara industri 200 hingga 400 liter per hari adalah kebutuhan umum). Namun, beberapa fungsi dapat dilakukan dengan air asin dan kebutuhan umum untuk air suling adalah 5 liter per orang per hari. Oleh karena itu, diperlukan 2m² air suling untuk setiap orang yang dilayani.
Penyulingan surya biasanya hanya digunakan untuk menghilangkan garam terlarut dari air. Jika ada pilihan antara air tanah payau atau air permukaan yang tercemar, biasanya akan lebih murah untuk menggunakan saringan pasir lambat atau perangkat pengolahan lainnya. Jika tidak ada air tawar, maka alternatif utamanya adalah desalinasi, transportasi, dan pengumpulan air hujan.
Tidak seperti teknik desalinasi lainnya, penyulingan surya lebih menarik karena hasil yang dibutuhkan lebih kecil. Biaya modal awal penyulingan kira-kira sebanding dengan kapasitas, sedangkan metode lain memiliki skala ekonomi yang signifikan. Oleh karena itu, untuk rumah tangga perorangan, penyulingan surya adalah yang paling ekonomis. Untuk hasil 1m³/hari atau lebih, reverse osmosis atau elektrodialisis harus dipertimbangkan sebagai alternatif penyulingan surya. Banyak hal akan bergantung pada ketersediaan dan harga tenaga listrik.
Untuk output 200m³/hari atau lebih, kompresi uap atau penguapan kilat biasanya lebih murah. Teknologi yang terakhir dapat memenuhi sebagian kebutuhan energinya dengan pemanas air tenaga surya. Di banyak bagian dunia, air tawar diangkut dari wilayah atau lokasi lain dengan perahu, kereta api, truk, atau pipa. Biaya air yang diangkut dengan kendaraan biasanya sama besarnya dengan yang diproduksi oleh penyuling surya. Pipa mungkin lebih murah untuk jumlah yang sangat besar. Pemanenan air hujan adalah teknik yang bahkan lebih sederhana daripada penyulingan surya di daerah-daerah yang hujannya tidak langka, tetapi membutuhkan area yang lebih besar dan biasanya tangki penyimpanan yang lebih besar. Jika ada permukaan pengumpulan yang sudah jadi (seperti atap rumah), ini dapat menyediakan sumber yang lebih murah untuk mendapatkan air bersih.
Teori
Contoh distilasi surya yang sangat umum dan sejauh ini merupakan contoh terbesar adalah siklus air alami yang dialami Bumi. Dalam "Understanding Solar Stills" disebutkan: [22]
Air membutuhkan banyak energi untuk menguap. Meskipun sejumlah energi diperlukan untuk menaikkan suhu satu kilogram air dari 0 hingga 100 Celcius (C), dibutuhkan lima setengah kali lebih banyak untuk mengubahnya dari air pada suhu 100°C menjadi uap air pada suhu 100°C. Namun, hampir semua energi ini dilepaskan kembali saat uap air mengembun. Inilah cara kita mendapatkan air tawar di awan dari lautan, melalui penyulingan surya. Semua air tawar di bumi telah disuling surya.
Perjalanan molekul air dari fase air ke fase gas merupakan hal yang sulit. Faktor yang sangat penting adalah perbedaan suhu antara permukaan air dan antarmuka, baik itu kaca atau plastik. Beberapa persamaan yang relevan meliputi: [23]
- Persamaan 1 menggambarkan efisiensi termal sesaat dalam kaitannya dengan laju perpindahan panas evaporatif dari permukaan air ke penutup kaca dan intensitas radiasi matahari.
- Persamaan 2 menggambarkan laju perpindahan panas evaporatif dari Persamaan (1) dan hubungannya dengan produk koefisien perpindahan panas konvektif dari permukaan air ke kaca perbedaan antara tekanan uap parsial air dan gas.
- Persamaan 3 adalah persamaan untuk menentukan hasil bulanan distilat.
- Persamaan 4 dikembangkan untuk menggambarkan periode pengembalian, n p sebagai fungsi dari Unacost, atau jumlah tahunan akhir tahun yang seragam dengan P sebagai biaya awal dan i sebagai suku bunga.
Energi yang dibutuhkan untuk menguapkan air adalah kalor laten penguapan air. Kalor laten ini memiliki nilai 2260 kilojoule per kilogram (kJ/kg). Ini berarti bahwa untuk menghasilkan 1 liter (misalnya 1 kg karena massa jenis air adalah 1 kg/liter) air murni dengan cara menyuling air payau diperlukan masukan kalor sebesar 2260 kJ. Ini tidak memperhitungkan efisiensi metode pemanasan, yang akan kurang dari 100%, atau untuk pemulihan kalor laten yang dibuang ketika uap air terkondensasi.
Perlu dicatat bahwa, meskipun diperlukan 2260kJ/kg untuk menguapkan air, untuk memompa 1 kg air melalui kedalaman 20m hanya diperlukan 0,2kJ/kg. Oleh karena itu, distilasi biasanya hanya dipertimbangkan jika tidak ada sumber air tawar lokal yang dapat dengan mudah dipompa atau diangkat.
Metode perkiraan untuk memperkirakan hasil dari alat penyuling surya diberikan oleh:
- Q = (E x G x A) / 2,3
Di mana:
- Q = produksi air suling harian (liter/hari)
- E = efisiensi keseluruhan
- G = iradiasi matahari global harian (MJ/m²)
- A = luas bukaan alat penyuling, yaitu luas denah alat penyuling cekungan sederhana (²)
Di negara-negara pada umumnya, rata-rata radiasi matahari global harian biasanya 18,0 MJ/m² (5 kWh/m²). Sebuah kolam sederhana masih beroperasi pada efisiensi keseluruhan sekitar 30%. Oleh karena itu, output per meter persegi luas adalah:
- hasil harian = (0,30 x 18,0 x 1) / 2,3 = 2,3 liter (per meter persegi)
Oleh karena itu, hasil tahunan dari alat penyuling surya sering disebut sebagai sekitar satu meter kubik per meter persegi.
Sejarah
Distilasi air tenaga surya adalah teknologi tenaga surya dengan sejarah yang sangat panjang dan instalasinya dibangun lebih dari 2000 tahun yang lalu, meskipun untuk menghasilkan garam dan bukan air minum. Penggunaan penyulingan tenaga surya yang terdokumentasi dimulai pada abad keenam belas. Penyulingan tenaga surya skala besar pertama kali dibangun pada tahun 1872 untuk memasok air minum bagi masyarakat pertambangan di Chili. Produksi massal terjadi untuk pertama kalinya selama Perang Dunia Kedua ketika 200.000 penyuling plastik tiup dibuat untuk disimpan di dalam perahu penyelamat untuk Angkatan Laut AS.
Alat penyuling surya telah digunakan selama ratusan tahun. Contoh paling awal yang diketahui berasal dari tahun 1551 ketika para alkemis Arab menggunakan alat penyuling tersebut. Pada tahun 1882, Charles Wilson menemukan alat penyuling konvensional modern pertama — sebuah pabrik penyuling surya besar yang digunakan untuk memasok air bersih ke komunitas pertambangan di Chili utara. Saat ini, ratusan pabrik penyuling surya dan ribuan alat penyuling surya individual telah dibangun di seluruh dunia.
Penggunaan energi surya paling awal untuk desalinasi air secara luas diakui sebagai karya Aristoteles pada abad keempat SM [24] [25] [26] [22] Atribusi sebelumnya merujuk pada Alkitab & penggunaan sepotong kayu oleh Musa untuk menghilangkan "rasa pahit" dari air (Keluaran 15:25, English Standard Version). Catatan pertama yang terdokumentasi tentang penggunaan distilasi surya untuk desalinasi adalah oleh Giovani Batista Della Porta pada tahun 1958. [24] Namun, tidak ada publikasi distilasi surya yang bereputasi baik yang mengabaikan Bapak distilasi surya, Carlos Wilson, pencipta pabrik desalinasi bertenaga surya modern pertama, yang dibangun di Las Salinas (The Salts), Chili pada tahun 1872. [24] [22] [27] [28] [29] [30] Pabrik desalinasi ini, "dapat dianggap sebagai instalasi industri pertama untuk eksploitasi energi surya." [30] Pabrik Las Salinas direncanakan untuk memanfaatkan limbah pertambangan sendawa di dekatnya untuk memasok air tawar bagi para penambang dan keluarga mereka. [24] Fasilitas tersebut cukup besar untuk masanya dan saat ini: [24]
Pabrik tersebut dibangun dari kayu dan rangka kayu yang dilapisi dengan satu lembar kaca. Pabrik tersebut terdiri dari 64 ruang dengan luas permukaan total 4450 m 2 dan luas permukaan lahan total 7896 m 2 . Pabrik tersebut menghasilkan 22,70 m 3 air tawar per hari. Pabrik tersebut beroperasi selama sekitar 40 tahun hingga tambangnya habis.
Minat terhadap distilasi surya sempat goyah selama beberapa waktu, hingga peristiwa sejarah mendorong penelitian dan pengembangan lebih lanjut. Perang Dunia II menjadi katalisator hebat bagi Massachusetts Institute of Technology untuk mengembangkan penyuling surya yang sesuai untuk digunakan di daerah yang lebih terpencil di dunia selama keadaan darurat. Penyuling surya kecil ini dibuat mengapung dan menampung air asin untuk menghilangkan garam saat mengapung di samping sekoci dan rakit. [24] Penelitian yang lebih signifikan tentang distilasi surya dilakukan oleh Office of Saline Water, sebuah sektor pemerintah AS, pada tahun 1952. Banyak eksperimen dilakukan pada konseptualisasi penyuling surya yang berbeda, termasuk baskom efek ganda dan penerapan kondensor. [24] Tren ini berakhir menjelang awal tahun 70-an dengan munculnya teknik desalinasi yang lebih menguntungkan seperti reverse osmosis atau multi-stage flash yang disebutkan di atas, sebuah teknik yang melibatkan serangkaian tahap di mana penguapan bergantung pada penurunan tekanan setiap tahap untuk menurunkan titik didih atau "titik nyala" air. [31] [32] Saat ini, antusiasme baru terhadap distilasi tenaga surya datang dari individu, komunitas, dan organisasi yang mencari teknologi tepat guna yang murah, sederhana, dan dapat diterapkan di daerah pedesaan. [17]
Proyek terkait
Lihat juga
- Memahami Solar Stills (publikasi VITA)
- Konsentrator parabola majemuk
- Distilasi surya TB
Tautan eksternal
- Wikipedia:Teratai surya
- Wikipedia:Piramida air - Mesin penyuling tenaga surya komersial
- Alat penyuling surya berbasis PV: desain yang lebih efisien - Pemisahan 2 ruang dapat dilakukan dengan lebih baik
- Aquaver WTS-40 - Dapat menggunakan energi termal/panas dari matahari
- Air Segar dengan Penyuling Air Cetak 3D
Bacaan lebih lanjut
- Malik AS et. al. (1982) Solar Distillation , Pergamon Press - Menyediakan teks teknis yang komprehensif
- Mengembangkan Teknologi Tepat Guna di Peru (1988) Waterlines Journal, Vol 7, No 2.
Referensi
- ↑ (2008). Desalinasi, perspektif nasional. Dewan Riset Nasional Akademi Nasional.
- ↑ Abu-Arabi, M. (2007). Status dan prospek desalinasi surya di kawasan MENA. Desalinasi Surya untuk Abad ke-21, 163-178.
- ↑ Paton, C., & Davies, P. (2006). Pendinginan rumah kaca air laut, air tawar dan hasil bumi segar dari air laut. Dalam Konferensi Internasional ke-2 tentang Sumber Daya Air di Lingkungan Kering, Riyadh.
- ↑ Löf, GO (1961). Masalah mendasar dalam distilasi surya. Prosiding Akademi Ilmu Pengetahuan Nasional Amerika Serikat, 47(8), 1279.
- ↑ Goosen, MF, Sablani, SS, Shayya, WH, Paton, C., & Al-Hinai, H. (2000). Pertimbangan termodinamika dan ekonomi dalam desalinasi surya. Desalinasi, 129(1), 63-89.
- ↑ Ihalawela, PHCA, & Careem, MA (2007). Penyuling air tenaga surya otomatis yang murah. Dalam Prosiding sesi teknis (Vol. 23, hlm. 41-45).
- ↑ BACHA, H., Maalej, AY, & DHIA, HB (2007). Metodologi untuk Memprediksi Pengoperasian Unit Desalinasi Bertenaga Surya. Desalinasi Surya untuk Abad ke-21, 69-82.
- ↑ Ettouney, H., & Rizzuti, L. (2007). DESALINASI TENAGA SURYA: TANTANGAN UNTUK MENCAPAI AIR TAWAR YANG BERKELANJUTAN DI ABAD KE-21. Desalinasi Tenaga Surya untuk Abad ke-21, 1-18.
- ↑ Paton, C., & Davies, P. (2006). Pendinginan rumah kaca air laut, air tawar dan hasil bumi segar dari air laut. Dalam Konferensi Internasional ke-2 tentang Sumber Daya Air di Lingkungan Kering, Riyadh.
- ↑ Blanco, J., & Alarcón, D. (2007). Pengalaman PSA dalam desalinasi surya: pengembangan teknologi dan aktivitas penelitian. Desalinasi Surya untuk Abad ke-21, 195-206.
- ↑ Noble, Neil (2012). Distilasi Tenaga Surya. Diperoleh dari http://web.archive.org/web/20140608080946/http://practicalaction.org:80/solar-distillation-1
- ↑Lompat ke:12.0 12.1 Velmurugan, V., & Srithar, K. (2011). Analisis kinerja alat penyuling surya berdasarkan berbagai faktor yang mempengaruhi produktivitas—Sebuah tinjauan. Tinjauan Energi Terbarukan dan Berkelanjutan, 15(2), 1294-1304.
- ↑ Tanaka, H., & Nakatake, Y. (2007). Eksperimen luar ruangan dengan alat penyuling surya difusi vertikal yang digabungkan dengan reflektor pelat datar. Desalinasi, 214(1), 70-82.
- ↑ AYBAR, H. (2007). Tinjauan desalinasi dengan penyulingan surya. Desalinasi Surya untuk Abad ke-21, 207-214.
- ↑ Kabeel, AE, & El-Agouz, SA (2011). Tinjauan penelitian dan pengembangan pada alat penyuling surya. Desalinasi, 276(1), 1-12.
- ↑ Mandaville, J. (1972). Beberapa Eksperimen dengan Alat Penyiram Tanah Tenaga Surya di Arabia Timur. Jurnal Geografis, 64-66.
- ↑Lompat ke:17.0 17.1 Eibling, JA, Talbert, SG, & Löf, GOG (1971). Alat penyuling surya untuk penggunaan masyarakat—intisari teknologi. Energi surya, 13(2), 263-276.
- ↑ KOPSCH, O. (2007). SOLAR STILLS: 10 TAHUN PENGALAMAN PRAKTIS DALAM KOMERSIALISASI SOLAR STILLS DI SELURUH DUNIA. Desalinasi Tenaga Surya untuk Abad ke-21, 239-246.
- ↑Lompat ke:19.0 19.1 Werner, M., & Schäfer, AI (2007). Aspek sosial unit desalinasi bertenaga surya untuk masyarakat terpencil di Australia. Desalinasi, 203(1), 375-393.
- ↑ Chaibi, MT (2000). Tinjauan umum desalinasi surya untuk kebutuhan air rumah tangga dan pertanian di daerah kering terpencil. Desalinasi, 127(2), 119-133.
- ^ Bloemer, JW, Eibling, JA, Irwin, JR, & Löf, GO (1965). Alat penyulingan tenaga surya tipe baskom yang praktis. Energi Matahari, 9(4), 197-200.
- ↑Lompat ke:22.0 22.1 22.2 Gordes, J., & McCracken, H. (1985). Memahami Solar Stills. Relawan dalam Bantuan Teknis (VITA).
- ↑ Medugu, DW, & Ndatuwong, LG (2009). Analisis teoritis distilasi air menggunakan alat penyuling surya. Jurnal Internasional Ilmu Fisika, 4(11), 705-712.
- ↑Lompat ke:24.0 24.1 24.2 24.3 24.4 24.5 24.6 24.7 24.8 Delyannis, E. (2003). Latar belakang sejarah desalinasi dan energi terbarukan. Energi Surya, 75(5), 357-366.
- ↑ Tiwari, GN, Singh, HN, & Tripathi, R. (2003). Status distilasi surya saat ini. Energi Surya, 75(5), 367-373.
- ↑ Velmurugan, V., & Srithar, K. (2011). Analisis kinerja alat penyuling surya berdasarkan berbagai faktor yang mempengaruhi produktivitas—Sebuah tinjauan. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 15(2), 1294-1304.
- ↑ Al-Hayeka, I., & Badran, OO (2004). Pengaruh penggunaan berbagai desain penyuling surya terhadap distilasi air. Desalinasi, 169(2), 121-127.
- ↑ Goosen, MF, Sablani, SS, Shayya, WH, Paton, C., & Al-Hinai, H. (2000). Pertimbangan termodinamika dan ekonomi dalam desalinasi surya. Desalinasi, 129(1), 63-89.
- ↑ Bouchekima, B. (2003). Pabrik desalinasi tenaga surya kecil untuk produksi air minum di daerah kering terpencil di Aljazair selatan. Desalinasi, 159(2), 197-204.
- ↑Lompat ke:30,0 30,1 Hirschmann, JR (1975). Distilasi tenaga surya di Chili. Desalinasi, 17(1), 31-67.
- ↑ El-Dessouky, HT, Ettouney, HM, & Al-Roumi, Y. (1999). Desalinasi kilat multi-tahap: prospek masa kini dan masa depan. Chemical Engineering Journal, 73(2), 173-190.
- ↑ Fath, HE (1998). Distilasi surya: alternatif yang menjanjikan untuk penyediaan air dengan energi gratis, teknologi sederhana dan lingkungan yang bersih. Desalinasi, 116(1), 45-56.