The search for energetic alternatives and the concern about water preservation are novel ideas that challenge the humanity. This project was inspired in these challenges, being based in the utilization of solar energy for desalination of brackish water. A parabolic solar concentrator captures the solar radiation heating thermal fluid, which is closed-circuit circulated into a evaporator, which has three trays. The first has the functions of storing, pre-heating and condensing. The second works as an evaporator and the third stores the evaporated water. The system was tested with and without pump. The thermal fluid temperature reached 105°C and the amount of evaporated water reached 15kg/day. The equipment meets the social demand for sustainable inventions.
An experiment has been performed to study the effect of system integration by two different concentrator assisted de-salting systems. The compound parabolic concentrator (CPC) and compound conical concentrator (CCC) are used in this research work. Two solar desalination systems, the single slope solar still (SSSS), and pyramid solar still (PSS), have been integrated with a CCC and compound parabolic concentrator-concentric circular tubular solar still (CPC-CCTSS). To study the effect of system integration, a thick cloth prevents the entry of sunlight into the solar still top. Additionally the concentrator assisted de-salting systems are equipped with phase change material (PCM) for enhancement. In CCC-SSSS, the PCM fills the inside of hollow copper balls and the balls are placed in the SSSS basin. In the CPC-CCTSS, the PCM is loaded in the specially designed circular trough. Two methodologies are followed here to produce the fresh water even while the distillers are blocked from the sunlight. They are (1) thermosyphon effect in CCC-SSSS and (2) waste heat recovery from CPC-CCTSS. The results showed that the productivity of CCC-SSSS, CCC-SSSS with PCM, and CCC-SSSS (PCM) top cover shaded were found as 2680 mL/m 2 /d, 3240 mL/m 2 /d and 1646 mL/ m 2 /d, respectively. Similarly the productivity of the CPC-CCTSS-PSS, CPC-CCTSS (PCM)-PSS and CPC-CCTSS (PCM)-PSS top cover shaded were found as 7160 mL/m 2 /d, 7346 mL/m 2 /d, and 5120 mL/m 2 /d. The productivity of the CCC-SSSS and CPC-CCTSS-PSS is examined and conclusions are drawn such as the solar radiation blocked distillers productivity did not drop to zero.
RESUMO -Água potável é essencial à vida, porém sua escassez é alarmante. Uma alternativa para minimizá-la é a utilização de destiladores solares para dessalinização de água salgada. Um destilador solar comum possui bacia plana e cobertura de condensação de declive único, entretanto, com a substituição dessa bacia por uma em formato de escada, configurando o destilador solar do tipo escada (DSE), estudos revelam aumento de produtividade de destilado. Logo, o objetivo deste trabalho foi o projeto e construção de um DSE baseada em dados da literatura visando à dessalinização de água salgada, bem como a análise de configurações e desempenho comparando-o com um destilador solar com cobertura piramidal (DSCP). O DSE construído é composto por bacia tipo escada com área superficial das bandejas de 0,5 m², inserida em recipiente trapezoidal de vidro. Foram variadas a utilização de isolamento térmico e manutenção do nível de solução salina nas bacias dos destiladores e avaliadas as suas temperaturas e produtividade volumétrica. Os destiladores operaram concomitantemente e nas mesmas condições operacionais. Pôde ser observado em todos os experimentos que as temperaturas da bacia e cobertura do DSE foram maiores que as do DSCP. O DSE apresentou melhor desempenho que o DSCP, obtendo produtividades volumétricas em média 42,4% maiores. A água dessalinizada em todos os experimentos e ambos destiladores apresentaram salinidade inferior a 500mg.L -1 , sendo própria ao consumo humano de acordo com a OMS. INTRODUÇÃOA água potável é essencial aos seres vivos e ao desenvolvimento da sociedade, porém sua escassez é verídica e alarmante. Apesar de mais de dois terços da Terra ser coberta por água, apenas 2,5% correspondem à água doce e 97,5% à água salgada (RAINHO, 1999). Sendo que a salinidade adequada da água para o consumo humano, segundo a OMS, é inferior a 500 mg.L -1 (ALVES, 2008). Tendo em vista esse cenário, a dessalinização da água salgada surge como uma tecnologia para remoção de sais a valores aceitáveis (FERNANDES, 2013).Um dos métodos de dessalinização é a destilação solar. Um destilador solar simples é constituído por uma bacia plana de fundo preto fosco, na qual uma quantidade de água salgada ou salobra é utilizada como fluido de trabalho. Seu topo é formado por uma cobertura transparente inclinada, pela qual os raios solares são transmitidos e então absorvidos pelo fundo da bacia aquecendo a água e aumentando sua taxa de evaporação. O vapor de água ascendente é condensado quando entra em contato com a cobertura mais fria, eliminando sais,
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