تنقية مياه البحر باستخدام الطاقة الشمسية: حل مستدام

مقدمة

تعتبر قضية توفير المياه النظيفة تحديًا عالميًا متزايد الأهمية. تتزايد الحاجة إلى حلول مبتكرة ومستدامة لتلبية الطلب المتزايد على المياه العذبة. ومن بين هذه الحلول، تبرز تقنية تنقية مياه البحر باستخدام الطاقة الشمسية كبديل واعد واقتصادي. هذه العملية لا تقتصر على تحويل المياه المالحة إلى مياه صالحة للشرب فحسب، بل أيضًا تقلل الاعتماد على مصادر الطاقة التقليدية وتساهم في الحفاظ على البيئة.

خلفية تاريخية حول تنقية المياه بالطاقة الشمسية

على الرغم من أن استخدام الطاقة الشمسية في تحلية المياه يعتبر تقنية حديثة نسبيًا، إلا أن جذورها تعود إلى قرون مضت. ينسب الفضل إلى علماء الكيمياء العرب في كونهم من أوائل من استخدموا الطاقة الشمسية لتقطير المياه في القرن السادس عشر. ولكن أول مشروع واسع النطاق تم إنشاؤه كان في عام 1872 في مدينة لاس ساليناس في تشيلي، وهي منطقة تعدين. غطت منطقة تجميع الطاقة الشمسية مساحة تقارب 4,700 متر مربع، وتمكنت من إنتاج حوالي 22,700 لتر من المياه النقية يوميًا لمدة أربعين عامًا. والجدير بالذكر أن أرسطو كان أول من تصور فكرة استخدام الطاقة الشمسية لتحلية مياه البحر في القرن الرابع قبل الميلاد.

مكونات جهاز التقطير الشمسي

يُعرف الجهاز المستخدم في هذه العملية بجهاز التقطير الشمسي. وهو عبارة عن هيكل مغلق يشبه الصوبة الزجاجية. يتم طلاء قاع الجهاز باللون الأسود لزيادة امتصاص الحرارة الشمسية. أما الأسطح العلوية، فتكون مصنوعة من ألواح زجاجية شفافة مرتبة بشكل مائل وهرمي. يوجد داخل الصوبة قناتان على الجانبين لتجميع بخار الماء الذي يتكثف على السطح الزجاجي، ويتحول إلى ماء عذب.

كيفية عمل نظام تنقية المياه بالطاقة الشمسية

تبدأ العملية بوضع مياه البحر المالحة في الجزء السفلي الأسود من الصوبة. ثم يتم تعريض الجهاز لأشعة الشمس التي تخترق الأسطح الزجاجية. يمتص الماء الموجود في الأسفل حرارة الشمس، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارته وتبخره. عندما يلامس بخار الماء السطح الزجاجي البارد، فإنه يتكاثف ويتحول إلى قطرات من الماء العذب. تتجمع هذه القطرات في القناتين الجانبيتين، حيث يتم جمعها لاستخدامها في الشرب أو الطهي أو الزراعة.

تجدر الإشارة إلى أن الماء في هذه العملية لا يصل إلى درجة الغليان. بل يسخن فقط، وبالتالي يتبخر بمعدلات متفاوتة تعتمد على شدة أشعة الشمس الساقطة على الحوض. وتصف الآيات القرآنية أهمية الماء في حياة الإنسان وجميع الكائنات الحية، وتدعو إلى الحفاظ عليه وترشيد استخدامه:

قال تعالى: ﴿وَجَعَلْنَا مِنَ الْمَاءِ كُلَّ شَيْءٍ حَيٍّ أَفَلَا يُؤْمِنُونَ﴾ [الأنبياء: 30].

إيجابيات استخدام الطاقة الشمسية في تنقية المياه

تتميز هذه الطريقة بعدة مزايا تجعلها خيارًا جذابًا لتوفير المياه النظيفة:

• تكلفة منخفضة: تعتبر تقنية التقطير الشمسي غير مكلفة نسبيًا، حيث يمكن أن تنتج حوالي خمسة لترات من المياه النقية يوميًا لكل متر مربع من المساحة.
• توفير المياه العذبة: تساهم هذه الطريقة في توفير المياه العذبة لعدد كبير من السكان، خاصة في ظل تفاقم مشكلة نقص المياه الصالحة للاستهلاك حول العالم.
• مناسبة للمناطق الصحراوية: تصلح هذه التقنية للاستخدام في المناطق الصحراوية التي تعاني من نقص المياه العذبة، وكذلك للمناطق الصناعية النائية مثل مواقع التعدين.
• إنتاج ملح الطعام: تستخدم هذه الطريقة أيضًا في إنتاج ملح الطعام في العديد من الدول حول العالم.
• تحلية المياه الجوفية: يمكن استخدام هذه التقنية لتحلية المياه الجوفية أيضًا.
• صديقة للبيئة: تعتبر هذه الطريقة صديقة للبيئة، حيث يمكن إقامة محطات تحلية عائمة على مسافات بعيدة داخل البحر، مما يقلل الضوضاء ويوفر الأراضي ذات الأهمية الاقتصادية.

روى البخاري ومسلم عن أنس رضي الله عنه: “أن النبي صلى الله عليه وسلم كان يتنفس ثلاثاً في الإناء إذا شرب ويقول: هو أروى وأبرأ وأمرأ”. هذا الحديث يحث على الشرب بطريقة صحيحة ومريحة، مما يعكس أهمية الماء في الإسلام.