Energiile Regenerabile

1. INTRODUCERE

Nivelul mondial al consumului de energie a crescut rapid în ultimii ani, având ca motiv principal creșterea consumului energetic, în țările aflate în dezvoltare.

Cea mai mare parte din energia obținută, la ora actuală, este produsă din combustibili fosili sau non-regenerabile, cum ar fi: gaz, petrol, cărbune, a căror disponibilitate și impactul asupra mediului viitor devine o problemă majoră.

Prin urmare, un sistem mai durabil aprovizionării cu energie ar trebui să fie luat în considerare pentru a obține o dezvoltare de mediu durabilă la nivel mondial.

Un studiu efectuat de către compania United Nations, dezvăluie faptul că nu există suficientă apă pentru a susține populația existentă , fără a se lua în calcul faptul că numărul locuitorilor se afla în continuă creștere.

Trebuie luată în calcul și mișcarea populației din zonele rurale în orașe.Până în 2020, se estimează că 70 % din populația lumii va trăi în zone urbane.

De asemenea, trebuie luată în calcul încălzirea globală și creșterea nivelului mării.

Această nevoie de apă potabilă, este foarte mare, în condițiile în care un copil moare o dată la 2 minute din cauza unei boli cauzate de microbii din apă, iar 300 de milioane de chinezi nu au acces la apă potabilă.

Energiile regenerabile sunt considerate viitorul acestei planete.Energia regenerabilă este energia care provine din natura și care se regenerează de la sine în scurt timp.

Exemple de energii regenerabile:

energia eoliană, energia solară

energia apei

energia hidraulică, energia apelor curgătoare

energia mareelor, energia flux/refluxului mărilor și oceanelor

energia geotermică, energie câștigată din căldura de adâncime a Pământului

energie de biomasă: biodiesel, bioetanol, biogaz

Principala sursă de energie regenerabilă este energia solară. Energia solară poate fi utilizată pentru producerea de energie termică sau energie electrică.

Energia termică se obține prin utilizarea colectoarelor solare, si se poate utiliza pentru încălzire, producere de apă caldă menajera, răcire sau desalinizarea apei, iar energia electrică se obține cu ajutorul panourilor solare.

2. Desalinizarea

2.1Istoric.

Desalinizarea este una din formele cele mai vechi ale omenirii de tratare a apei și este un tratament ce ia amploare în zilele noastre.

Aristotel a descoperit principiul distilării, în secolul al IV-lea Î.Hr, în timp ce marinarii desalinizau apa mării prin fierberea ei.

Utilizarea desalinizării in industrie a aparut in anii 1960, si la interval redus de timp, s-a dezvoltat și desalinizarea prin osmoză inversă. In 1978, era pusă în funcțiune prima unitate de desalinizare a apei de mare care utiliza procedeul de osmoza inversă, la Djeddah, în Arabia Saudită.

Fig. 1 Instalație de desalinizare din Djeddah, Arabia Saudită. [1]

In prezent, una din cele mai mari instalatii de desalinizare a apei din ocean, cu o capacitate de producție de 300 milioane mc/an, se află la Jebel Ali, Emiratele Arabe Unite.

Fig. 2 Uzina de desalinizare din Jebel Ali, Emiratele Arabe Unite [2]

Pe 10 ianuarie 1954, in revista franceză Radar,exista un articol despre Henri Coandă si despre faptul ca va concepe un sistem bazat pe energie solară, ce transformă apa de mare în apă potabilă. În anii 1950, inventatorul Henri Coandă a proiectat o metodă de a desaliniza apa în Maroc.

Proiectele necunoscute ale lui Henri Coandă – desalinizarea apei

El a construit un siloz cu pereți reflexivi, montați pe un bazin cu flux și reflux, și l-a înclinat pentru a prinde și multiplica lumina soarelui, supraîncălzind aerul din coșul de fum. Aerul cald s-a înălțat și a atras aerul rece din partea de jos, a devenit suprasaturat cu umezeală în momentul în care a ajuns în partea de sus,iar apa pură curgea din condensatoare.

Guvernul francez l-a obligat pe Coandă să nu continue cu dezvoltarea sistemului, deoarece, din cauza dispozitivului patentat de el , era amenințat monopolul asupra producției de sare.

,

Fig. 3 Instalația de desalinizare concepută de Henri Coandă [3]

Construirea uzinelor de desalinizare a apei de mare, a început încă din anul 1975, când se aflau in functiune, aproximativ 1.036 de astfel de uzine, cu o producție de 2 milioane mc/zi.

În 1991, numarul a crescut la 2.154 de unități, cu o productie zilnică de 6.8 milioane mc.

De la începutul anului 2006, mai mult de 12.000 de uzine de desalinizare sunt în funcțiune în întreaga lume producând aproximativ 40 milioane de metri cubi de apa, pe zi.

Aproximativ 50% din capacitate există în regiunea Golfului de Vest, America De Nord are aproximativ 17%, Asia aproximativ 10% , Africa de Nord și Europa 8% și 7%, iar Australia puțin peste 1%. (GWI, 2006).

Desalinizarea a crescut cu 12% pe an până în 2010 și este preconizat să ajungă la 94 de milioane m3/ zi, până în 2015.

Numărul este în creștere rapidă deoarece nevoia de alimentare cu apă potabilă creste, tehnologiile se îmbunătățesc, iar costurile sunt din ce în ce mai reduse.

In prezent, in țările din zona Golfului exista cele mai numeroase stații de tratare a apei.

In Arabia Saudită există productii de aproximativ 3 mil mc/zi, în Emiratele Arabe Unite 800.000 mc/zi, Kuweit 600.000 mc/zi, iar în Iran de 100.000 mc/zi.

În Europa, tehnologia desalinizării se utilizeaza în țări cum ar fi: Grecia, Belgia, Italia, Olanda sau Spania.

În ansamblu, salinitatea apei de mare se definește ca fiind greutatea tuturor ionilor conținuți într-un litru de apă și se exprimă în mg/l.

Salinitatea depinde de zonă geografică, valoarea ei medie putând fi considerată de 35 % Obținerea apei dulci din apa de mare se realizează în instalații complexe care au la bazã diverse principii funcționale.

2.2 Metode de desalinizare

Mecanismul desalinizării, poate fi ușor explicat dacă se ține seama de compoziția apei de mare, care, într-o reprezentare simplificată, în care se considerã numai ionii de NA+ și Cl– este formatã din molecule de apă și ioni de NA+ și Cl– . Moleculele de apă, considerate ca dipoli, înconjoară ionii, formând un strat de molecule atașat ionilor prin forțe electrostatice. Ansamblul format din ioni și moleculele atașate este mult mai mare decât moleculele libere iar pentru desalinizare trebuie realizată separarea celor douã pãrți.

Pentru ca apa să fie potabilã, conținutul de săruri trebuie sã fie sub 500 p.p.m. Când concentrația de săruri este de 80-90 p.p.m. apa poate fi folosită la răcire, iar dacã aceastã concentrație este și mai redusă (1…3) p.p.m., apa poate fi folosită la alimentarea cazanelor.

Desalinizarea se poate realiza în următoarele moduri:

1. Desalinizarea naturală;

2. Desalinizare artificială:

Osmoza inversă;

Înghețarea apei;

Distilare.

Electrodializa

2.2.1 Desalinizarea naturală

Fig. 4 Circuitul apei în natură [4]

În natură, desalinizarea solară produce ploaie atunci când radiația solară este absorbită de mare și face ca apa să se evapore.Apa evaporată se ridica mai sus de suprafață și este mișcată de vânt.Odată ce acești vapori se răcesc, intervine condensarea, iar apa coboară sub formă de ploaie.

2.2.2Desalinizare artificială

Desalinizare prin osmoza inversă

Explicarea fenomenelor de osmoza și osmoza inversă: Se ia un recipient cu apă în el. O membrană semi-permeabila, unde apa poate trece prin membrana într-un singur sens, desparte două substanțe diferite, într-una din ele fiind dizolvata o cantitate mai mare de săruri. Concentrația diferită din cele două substanțe crează o migrație a moleculelor de apă, din cea cu o mai mică concentrație în cealaltă soluție mai bogată în săruri, în așa fel încât cele două substanțe sa isi egalizeze concentratiile.. Aceasta migrație moleculară crează, prin urmare o presiune osmotică naturală asupra soluției mai concentrate.

Osmoza inversă presupune exercitarea unei presiuni artificiale, printr-o forță externă, asupra soluției cu concentratie mai mare, iar dacă membrana este poziționată în direcția corectă, vom obține o migrație a moleculelor către substanța mai slabă în concentrație, obținând astfel apa pură și o creștere a concentrației de săruri în apă rămasă. Acest principiu denumit ‘osmoza inversa‘, este aplicat în tratarea apei potabile printr-un sistem dinamic, unde alimentarea cu apa este constantă, apa cu puține saruri este prelevata iar apa cu concentrație salină îndepărtată.

Complexitatea constructivă a acestui sistem este mare, începând cu inima procesului care este membrana osmotică. Porozitatea membranei este foarte mica,porii fiind de 0.0001 microni. Astăzi membrana este constituită din materiale sintetice, la începuturi însă, materialul de baza era un derivat al celulozei. În prezent se folosesc materiale sintetice TFC.Filtrarea prin osmoza inversă are o eficiență crescută, îndepărtand aproape toate substanțele dizolvate în apă.

Unele substanțe dizolvate cum ar fi de exemplu acidul carbonic sau oxigenul, nu sunt oprite de membrana. În același timp alte substanțe sunt agresive în contact cu membrana. Membranele TFC utilizate azi sunt delicate și nu rezistă în fața unor poluanți, cum ar fi clorul.. Apele salcii trebuiesc tratate cu membrane speciale.

În unele zone din Italia, apa din rețea e contaminată cu apă de mare, prezenta clorurilor afectand instalațiile obișnuite prin osmoza inversă, de aceea trebuiesc utilizate membrane brakewash, special concepute pentru tratarea apelor sălcii (fiind foarte utile în obținerea de apă potabilă din apa maritimă).Clorul utilizat pentru dezinfectarea apei din rețea produce o uzură prematură a membranei, de aceea este important instalarea de filtre de cărbuni activi înaintea membranei. Aceștia trebuiesc întreținuți cu regularitate, tocmai pentru a evita schimbarea frecvență a membranei, care este o componentă mult mai scumpă. Apa osmotizata pierdută nu e mai acidă decât altele, dar cu siguranță e mai agresivă datorită creșterii puterii solvenților, în același timp, absenta carbonatului de calciu și prin urmare a efectului tampon, poate mări prezența unor acizi că acidul carbonic, pe care membrana nu-i poate îndepărta în totalitate.

În cazul osmozei inverse, tehnologiile folosite in zilele noastre se bazează pe următoarele procese: oxidare, coagulare, sedimentare, prefiltrare;

procese de filtrare propriu-zisă: pompare la mare presiune, recuperare de energie, osmoză inversă la presiune mică, medie și mare;

post tratare :reglarea PH-ului, dezinfecție;

auxiliare : sistem de spălare inversă a filtrelor, sistem de autocurățare.

Fig. 5. Schema unei stații de desalinizare prin osmoză inversă [5]

2.2.3Metoda de desalinizare prin înghețarea apei

Desalinizarea prin înghețare, este un procedeu termic de desalinizare.

Prin răcirea apei, vitezele moleculelor scad, iar moleculele libere se dispun în poziția corespunzătoare rețelei de cristalizare. Ionii cu moleculele de apã aferente, datorită dimensiunilor lor nu încap în rețeaua cristalină formată și sunt împinși în masa de apă, pe masurã ce suprafața de separație dintre apa de mare și gheațã se departează de sursa de frig. Calitatea desalinizării prin acest procedeu este mai redusã datoritã faptului cã solvanții pot fi prinși între cristalele de gheță, precum si datorită lipirii lor de suprafața gheții. Salinitatea apei, obținută prin acest procedeu, este în jur de 5.000 mg/l, cu mult peste valorile admise pentru utilizarea apei desalinizate în instalațiile termice.

2.2.4 Desalinizare prin distilare

Cum se poate realiza

Distilarea reprezintă trecerea unui lichid în stare de vapori prin fierbere, urmată de condensarea acestora, în scopul separării lichidului condensat de reziduuri.

Desalinizarea prin distilare, constă în evaporarea apei de mare fie prin utilizarea căldurii solare, fie prin încălzirea acesteia într-un boiler.

Fiind supusă procesului de încălzire până când se evaporă, moleculele de apă ies, iar în depozit rămân sărurile dizolvate precum și toate celelalte substanțe conținute în apa de mare. Apă potabilă se obține prin simpla condensare a vaporilor.

Fig. 6 Schema simplă de distilare[6]

Componentele unei instalatii de desalinizare (fig. 6) sunt: 1-Blaza de distilare; 2-Condensator; 3-Alimentare amestec; 4-Sistem de încălzire; 5-Evacuare reziduu; 6-Evacuare distilat; 7-Colector distilat; 8-Reflux; 9-Deflagmator(condensator de reflux)

Clasificarea metodelor de desalinizare prin distilare.

Distilarea în mai multe etape:

Aburul este utilizat pentru a încălzi tuburile de apă salină.Apă încălzită curge în "etape", la presiune mai mică.Apa fierbe rapid și se transforma în abur.85% din apa desalinizată din lume este generată prin aceasta metodă.

Fig. 7 Schema instalației de desalinizare în mai multe etape [7]

Distilare cu efect multiplu

Acest sistem este format din mai multe celule consecutive (sau efecte) menținute la presiune și temperatura scăzută, de la prima celulă (fierbinte) la ultima (rece). Fiecare celulă constă în

principal dintr-un pachet cu tuburi orizontale. În partea de sus se pulverizează cu apă de mare, care apoi curge în jos de la tub la tub datorită gravitației.

Aburul încălzit este introdus în interiorul tuburilor. Deoarece tuburile sunt răcite extern se condensează în distilat (apă dulce) în interiorul tuburilor. În același timp, apa de mare se încălzește și parțial se evapora prin recuperarea căldurii de condensare (căldura latentă). Datorită evaporării, apa de mare lasa sarea pe fundul celulei. Vaporii ridicați prin evaporarea apei de mare sunt la o temperatură mai scăzută decât acei aburi. Cu toate acestea, poate fi utilizat în continuare ca agent de încălzire când se repetă procedeul. Presiunea în scădere de la o celulă la alta permite apei cu sare și celei distilate să fie trase la celula următoare, unde se încălzesc și eliberează cantități suplimentare de vapori la presiune mai scăzută. Acest vapori suplimentari se vor condensa în distilat în interiorul celulei următoare.

Acest proces se repetă de mai multe ori, până când apa cu sare și cea distilata sunt extrase prin pompe centrifuge.

Fig.8 Schema instalației de distilare cu efect multiplu .[8]

2.2.5 Desalinizarea prin electrodializă.

Electrodializa se utilizează la desalinizarea apei mai puțin sărate. În momentul în care sărea se dizolvă în apa , ea se împarte în ioni pozitivi și ioni negativi , care apoi sunt eliminați prin membrane anionice și cationice , cu ajutorul curentului electric.

Procedeul electrodializei de desalinizare este un procedeu cu perspective datorită simplității instalației și consumului redus de energie.

În principiu, aceste instalații sunt formate din mai multe celule de desalinizare, fiecare celulă având douã membrane cuplate la polii unei surse electrice, care creează în apă un câmp electric foarte puternic. Sub acțiunea acestui câmp, ionii de Na+ se îndreaptă către catod, trecând peste membrana cuplată la polul negativ, iar ionii de Cl se îndreaptă spre anod, trecând prin membrana cuplată la polul pozitiv al sursei.Membrana cuplată la polul negativ permite trecerea ionilor pozitivi și respinge ionii negativi iar cea cuplată la polul pozitiv lasă să treacă ionii negativi, respingându-i pe cei pozitivi.

Așezarea celulelor de desalinizare prin electrolizã în paralel permite formarea unor camere în care, prin membrane, se separă ionii de săruri iar apa rămasă cu un conținut redus de săruri este colectată în tancurile de desalinizare.

Fig.9 Desalinizarea prin electrodializa[9]

Deși această metodă este în încă dezvoltare , există deja un număr de fabrici care functioneza conform ei.

Din 1962 orașul Buckeye din Arizona a devenit primul oraș american care produce întregul său necesar de apă potabilă prin metoda electrodializei din apă sărată , ceea ce înseamnă cam 2460 m3 apa pe zi , la un cost de circa 1$ pentru 6,3 m3.

Producerea de energie termică necesară procesului de distilare se poate realiza prin:

-combustibili fosili: cărbuni, petrol, gaze naturale

– Surse regenerabile: energie eoliană

conversie energie solară -> energie electica (pv)

conversia energie solară în energie termică

Fig.10 Sursele de energie de pe Terra. [10]

Datorită avantajelor pe care instalațiile solar termice le au (eficiența, preț de cost, pot produce și apă potabilă și pot fi utilizate și pentru încălzire), în continuare, se va utiliza conversia energiei solare în energie termică pentru desalinizare.

3.Clasificarea colectoarelor solare

Conversia energiei solare în energie termică se realizează prin intermediul colectoarelor solare, funcționarea colectoarelor solare fiind simplă: Interceptează radiația solară și o transformă în energie utilă.

Clasificare:

După domeniul de utilizare:

Se folosesc în domeniul domestic și în domeniul industrial.

După temperatura la care funcționează:

Temperatură mică (până la 400° C)

Temperatura medie (de la 400 °C până la 900°C)

Temperatură mare (peste 900°C)

3. După modul de funcționare:

Colectoare plate

Colectoare concentratoare

Colectoare cu tuburi vidate

4. După mediul utilizat pentru transferul căldurii:

Apă

Aer

ulei

3.1Colectoarele solare plan-plate

Sunt, în general, concepute pentru a încălzi un fluid (apă, antigel sau aer) la temperaturi care să nu depășească 80°C, fiind cele mai utilizate colectoare din lume pentru încălzirea apei, folosită la uzul intern, dar și la diverse aplicații ce necesită apă caldă (piscine, sisteme de încălzire etc.).

Colectoarele plate au un avantaj major față de alte tipuri, care nu sunt la fel de rezistente în zonele cu ninsori abundente.Cele două tipuri principale sunt: colectoare plane cu geamuri (are un capac transparent) și fără geamuri. Este de regulă acoperit cu un strat selectiv care absoarbe energia solară în timp ce inhiba pierderile de căldură de la radiații.Colectorul plan este acoperit cu sticlă sau plastic translucid pentru a atinge temperaturi mai ridicate. Acest tip de colector este de obicei montat pe acoperiș.

Fig.11 Componente colector solar plan-plat[11]

1.Placa transparenta: Pot fi unul unul sau mai multe rânduri de plăci de sticlă cu grosimea de 4 mm.

2.Tuburi cu lichid: Prin ele circulă agentul termic.

3. Placa absorbanta : Este de regulă confecționata dintr-o placă metalică acoperită cu un strat negru, pentru a îmbunătăți gradul de absorbție a radiației solare și pentru a scădea gradul de emisivitate;

4.Izolația termică : reduce pierderile de căldură din părțile inferioare și laterale ale colectorului;

5.Carcasa : Cuprinde toate componentele colectorului și le protejează de umezeală, praf și șocuri mecanice.

3.1.2 Principiul de funcționare:

Panoul este partea cea mai importantă, deoarece radiația solară este captată de suprafața absorbantă a acestuia formată dintr-o tabelă de cupru tratată cu un strat selectiv din titan, iar sub aceasta sunt sudate tevile de cupru prin care circula agentul termic.

Acest lichid, în momentul când se încalzește urcă în partea de sus a colectorului după care ajunge în boiler. Aici el transferă căldura catre apa menajeră care circulă liber în rezervor, apoi când se racește, coboară din nou în colector pentru a-și relua ciclul.

Agentul termic poate ajunge la 120°C, astfel că temperatura apei din rezervor poate atinge 75-90°C pe timp de vară și 30-45°C pe timp de iarnă.

În rezervor, apa se menține in permanenta caldă datorită faptului că este izolat cu un strat de poliuretan.

Un lucru foarte important de știut este că temperatura exterioară nu afectează funcționarea instalației solare.

În perioada de iarnă, radiația solară este mai mică, deoarece și ziua dureaza mai puțin, însă pentru a avea randament maxim pentru cele 3 luni de iarnă, există posibilitatea de mărire a capacității suprafetei de absorbție, prin adăugarea unui simplu colector.

În general, colectoarele plane sunt formate dintr-o rețea de țevi din material termoconductor (cupru, în general) cu aripioare din tablă pentru creșterea suprafeței de captare. Tot acest ansamblu este așezat într-o cutie izolată termic.

Aceasta cutie are peretele dinspre soare, transparent (din sticla cu transparență ridicată), iar suprafața țevii și a aripioarelor metalice este acoperită cu un strat selectiv care facilitează absorbția radiațiilor solare și limitează în același timp reflexia acestora. Eficiența acestui tip de colectoare este mai redusă decât a colectoarelor cu tuburi vidate dar prețul de cost este și el mai scăzut.

Colectorul plat este o tehnologie mai veche decât colectoarele cu tuburile vidate. Sub unul sau mai multor straturi de sticlă transparentă se află stratul cu substantă absorbantă. Sub acest strat este pompat agentul termic printr-un sistem de capilare unde preia caldura captată de stratul absorbant.

Avantaje :

Eficiență în prepararea apei calde menajere, încalzirea spațiului locativ;

Preț scăzut;

Ușor de instalat.

Dezavantaje:

Pierdere relativ mare de căldură în condiții de temperaturi joase;

Nu are expunere optimă/perpendiculară permanentă;

Poate fi afectat de vânt;

Necesită spatiu mai mare pentru performanțe comparabile cu colectoare cu tuburi vidate;

Randament redus în condiții nefavorabile sau temperaturi joase;

Performante mai reduse decât colectorul cu tuburi vidate;

3.2Colectoare cu tub vidat.

Colectoarele cu tuburi vidate reprezintă cea mai avansată tehnologie în acest domeniu.Pot să atingă temperaturi de peste 200° C.Sunt proiectate cu șiruri paralele de tuburi identice de sticlă.Fiecare tub de sticlă conține în interior o țeavă metalică de încălzire atașată la un absorber.Aerul dintre cele două tuburi de sticla este îndepărtat (sau evacuat) pentru a forma un vid ce reduce pierderea de căldură prin conducție și convective.

Colectoarele solare cu tub vidat cu un singur perete sunt de asemenea des întâlnite.În acest model, tot aerul din tub este evacuat, în timp ce colectoarele solare cu perete dublu sunt mai bune în a menține vidul deoarece nu sunt alcătuite din sigiliu de metal și sticlă.Totodată, colectoarele cu un singur perete pot să capteze mai multă lumină și astfel să aibă o mai bună performanță termică.

Colectoarele cu tuburi vidate au performanțe bune chiar și pe timp nefavorabil, noros sau ploios. Au o largă utilizate în țări precum: Canada, Germania și China.

Fig.12 Colector cu tub vidat.[12]

3.2.1 Principiu de functionare.

Caldura este transferată agentului termic sau în mod direct cu ajutorul unui tub termic. Vacuum-ul dintre cele două tuburi formeaza un "termos" astfel încât , desi temperatura în interior ajunge la 150°C , la exterior tubul este rece. Aceasta proprietate face instalația utilizabilă și în climate foarte reci, colectoarele cu tuburi fiind mai eficiente decât colectoarele solare clasice, plane.

Există și alte tipuri de colectoare cu tuburi vidate, iar dintre acestea amintim colectoarele cu tuburi vidate simple, cu placuța de absorție.Tuburile de acest tip au în interior o țeavă din cupru cu aripioare, care măresc suprafața de absorție a ansamblului. Elementul de absorție este acoperit cu un strat selectiv, iar țeava din cupru este de fapt un tub termic care transferă caldura absorbită la capătul superior, unde este preluată de agentul termic sau de apa de încălzit. Acest tip de tuburi au inerție termică mai redusă și randament mai bun. Cu toate acestea, costul lor ridicat a limitat uzul colectoarelor cu astfel de tuburi pe scară largă..

Stratul de la suprafata colectoarelor are rolul de a crește în mod selectiv absorția radiatiilor solare și de a reduce la minim emisivitatea termală. Această acoperire selectivă crește foarte mult eficiența colectoarelor solare.Există diverse tehnologii pentru crearea acestui strat selectiv al colectorului prin care circulă agentul termic: vopsire cu materiale speciale, tratamente termochimice, tratamente electro-chimice, etc.

Avantaje:

Eficiența mare în prepararea apei calde menajere;

Termoizolare eficientă;

Are expunere optimă/perpendiculară înspre soare permanent;

Performanțe mari pe timp nefavorabil sau temperaturi joase;

Nu este afectat de vânt;

Ușor de instalat și conectat cu instalația existentă;

Performanțe mari pe spațiu redus.

Dezavantaje :

Durata medie de funcționare relativ redusă, se garantează 15 ani;

Nu se acordă garanție pentru spargerea tuburilor cauzate de grindină sau de smulgerea de către vânt;

Sensibilitate la înzăpezire, înzăpezirea este frecventă, și este mai persistentă decât la varianta plană, curațarea este mult mai greoaie și poate să atragă spargerea tuburilor.

Fig.13 Părțile componente ale tubului[13]

3.3Colectoare concentratoare

Colectoarele solare cu concentratoare sunt de 3 feluri, dar cu același principiu de funcționare:

Colectoare de tip jgheab (parabolici);

Colectoare cu receptor central;

Colectoare de tip disc

3.3.1 Principiu de functionare

Folosesc suprafețe oglindite pentru a concentra energia soarelui pe un absorber numit primitor

sau receptor, utilizand doar radiatia directa

Sunt colectoare ce lucrează la temperaturi ridicate si sunt utilizate in industrie.

Colectoarele cu jgheaburi parabolice sunt constituite din oglinzi lungi curbate transversal pe un profil de parabolă concentrand fluxul radiației solare pe un tub absorbant situat în linia focală. Lungimea acestui tip de colector este cuprinsă în functie de tip între 20 și 150 m. Tubul absorbant este constituit dintr-o țeavă de metal acoperită în exterior cu un strat absorbant și prin care curge agentul termic și care este în interiorul unui alt tub, de asta data de sticla de borosilicat rezistent la acțiuni mecanice și chimice fiind acoperit de un strat antireflectorizant. Între cele două tuburi este creat vid pentru a reduce pierderile prin convencție.

Energia radiației solare este transformată în energie calorică și cedată agentului termic.

Oglinzile parabolice sunt așezate de regulă în rânduri una dupa alta pe directia N-S , având un singur grad de libertate, rotația în jurul axei focale.

Fig.14 Colector de tip jgheab [14]

Fig.15 Colector de tip dish [15]

Concluzie: Pe baza acestor clasificări și a performanțelor, am ales colectoarele cu tuburi vidate.

Recomandari pentru apa potabila

Cele mai multe aplicații de apă potabilă utilizeaza ghidul Organizației Mondiale a Sănătății.

Fig 16.Coperta ghidului pentru calitatea apei potabile [16]

Aceste ghid acoperă un spectru larg de contaminanți din anorganice si sintetice produse chimice organice, produse secundare de dezinfectie, indicatori microbieni si vizează sursele tipice de apă potabilă și tehnologiile acestora.

Deoarece desalinizarea nu este aplicată surselor de apa obisnuite, și de multe ori utilizează tehnologiile non-tipice, acest ghid nu nu poate acoperi în totalitate factorii unici care pot fi întâlniti în timpul de admisie, de producție și de distribuție a apei desalinizată.În afară de calitatea și siguranța apei potabile finite, numeroase alte probleme de sănătate și de protecție a mediului sunt, de asemenea, evidente atunci când se analizează impactul proceseselor de desalinizare. Nu toate dintre ele sunt unice pentru desalinizare, și pot, de asemenea, să se refere la proiecte de construcție situate într-o zonă sensibilă ecologic, de coastă sau altele.Protecția ecosistemului de coastă și protejarea apelor subterane împotriva contaminării prin eliminarea concentratelor ramase sunt exemple de probleme care trebuie abordate în timpul proiectării, construcției și funcționarea unei instalații de desalinizare.Acest ghid se adresează atât aspectelor legate de protecția mediului cat si de calitatea apei potabile, în scopul de a imbunatatii atât instalațiile de desalinizare propuse, cat și cele existente pentru a se asigura că națiunile și consumatorii vor putea să se bucure de beneficiile accesului extins la apa desalinizată cu asigurarea calității, siguranței și protecției mediului.

4. Documentare asupra instalațiilor existente de desalinizare a apei.

4.1. Sisteme de desalinizare OSMAQUA.

Sistemul de desalinizare OSMAQUA, utilizează tehnologia de osmoza inversă, pentru desalinizarea apei. Procesul de desalinizare poate fi aplicat apelor provenind din surse diferite :puțuri sau apă de apă de mare.

Instalația OSMAQUA® se bazează pe procesul natural de osmoză. Două soluții având concentrații diferite de sare și separate de o membrană semi-permeabila, tind să-și egalizeze concentrațiile. Astfel, soluția cu concentrație mai slabă va tinde să dilueze soluția cu concentrație mai ridicată.Creșterea nivelului soluției cu concentrația mai mare se datorează presiunii osmotice.Instalația de osmoza funcționează prin creșterea presiunii într-o soluție cu concentrație ridicată de sare, separată de o membrană semi-permeabila. Sarurile se vor concentra într-o parte a membranei, iar soluția diluată se va poziționa de partea cealaltă a membranei.

Membranele utilizate în procesul de desalinizare, sunt fabricate, de regulă, din poliamida.

Sistemul de desalinizare Osmaqua® are toate componentele necesare pentru desalinizarea apei provenind dintr-o anumită sursa, obiectivul fiind acela că apa rezultată să aibă calitățile cerute de utilizarea ulterioară a acesteia. Apa desalinizată poate fi folosită ca apă potabilă, în industrie sau în agricultură.

Avantajele Sistemului Osmaqua®:

Exploatarea resurselor de apă, indiferent de calitatea acesteia.

Culturile aflate pe substrat hidroponic sunt semnificativ îmbunătățite dacă apa cu care sunt irigate are un conținut scăzut de săruri, existând chiar posibilitatea ca apa utilizată să fie refolosită.

Se pot folosi ape ce conțin anumite substanțe chimice, cum ar fi borul.

Pentru condiționarea apelor dure, se pot folosi membrane cu nanofiltrare, ele având o rata mai mică de respingere a sarurilor.

Cu un sistem potrivit de pre-tratare și post-tratare, tehnologia de desalinizare prin osmoza inversă permite obținerea apei potabile din orice sursă, putând fi eliminate toate tipurile de germeni și viruși prezenți în apă.

În combinație cu alte procese de demineralizare, sistemul poate fi folosit pentru obținerea apei demineralizate folosite în diferite domenii industrial

Componentele sistemului de desalinizare Osmaqua®:

Unitate de pre-tratare fizico-chimică: în funcție de sursa de apă și nivelul de poluare al acesteia, este necesar tratamentul de control biologic, decantarea nisipurilor, coagularea/flocularea coloizilor, injectarea agentior de dispersie, corecția pH-ului, microfiltrarea etc.Sisteme de pompare cu presiune ridicată pentru asigurarea debitului și a presiunii cerute.

Membrane și tuburi de presiune: membranele pentru osmoza inversă sunt găzduite în tuburi de presiune sau cutii. În funcție de concentrația de săruri, presiunea de lucru a unității de desalinizare poate varia. Productivitatea, retenția de săruri și presiunea de lucru sunt parametri folosiți pentru selectarea tipului și caracteristicilor unei membrane.Sistemul de evacuare a concentratului de săruri:Elemente de măsură și control: debitul și presiunea sunt monitorizate pentru controlui procesului, ca și pH-ul, conductivitatea electrică și temperatura apei,conducte din materiale speciale care nu permit coroziunea.

Fig. 17. Sistemul electric de acționare. [17]

Instalație de desalinizare.

Cea mai mare instalație de desalinizare va fi în San Diego, California și lucrările vor fi gata în anul 2016. Această fabrică va fi cea mai mare fabrică de desalinizare a apei din ocean din întreaga emisferă vestică.

San Diego este mai potrivit decât orice comunitate mare, din California, pentru desalinizare. Acesta primește doar 10 inci de ploaie pe an, cu o treime mai puțin de Los Angeles, Fresno sau San Jose.

.Încă din anii ’70, California a cochetat cu idea de a desaliniza apa din ocean și au făcut nenumărate cercetări, calcule și dezbateri pe această temă, însă din motive ecologice și financiare nu au dus până la capăt acel plan.15 proiecte de desalinizare se afla de-a lungul Coastei de la Los Angeles până la golful San Francisco.

Fig. 18 Harta cu instalatile existente și propuse de desalinizare în California [18]

Investitile necesare.

Investițiile se ridică la 1 miliard de dolari și va oferi locuitorilor din San Diego 760 L, pe zi, de apă potabilă.

Costul pentru fiecare 1.233.000 L, este de 2000 de dolari, iar consumul reprezintă consumul anual al unei familii de 5 persoane.Prețul ridicat merita pentru a ajuta San Diego și alte regiuni să se bazeze mai puțin pe apă din râul Colorado și râul Sacramento-San Joaquin Delta, râuri care sunt din ce în ce mai secate și care asigura din ce în ce mai puțină apă.

În Carlsbad, California, locația unde se contruieste această fabrică, 1 litru de apa de mare va produce 500 ml de apă potabilă.

Și pentru a elimina sarea, instalația va folosi o cantitate enormă de energie – aproximativ 38 de megawați, suficient pentru a alimenta 28.500 case.

Fig.19 Schema instalației de desalinizare.[18]

Un alt aspect cheie, este, cum să obțina apa de mare, fără a dăuna mediului marin.Comisia de coastă a aprobat acest proiect să poată fi construit și pentru a reduce impactul asupra peștilor și milioanele de larve, ouă și alte viețuitoare, va trebui ca acele conducte de admisie și pompe de apă să nu fie îngropate foarte adânc.

Recuperarea apei.

Termenul de recuperare a apei reprezintă procesul volumetric de valorificare a produselor dintr-un proces de purificare.

În general, un obiectiv principal în procesul de desalinizare a apei îl reprezintă recuperarea apei .

Influența scalei minerale în procesul de recuperare al apei.

Pentru multe ape sărate, unul din factorii ce limitează recuperarea apei este cantitatea și tipul de sare prezenta în apă.

Toate procesele de desalinizare concentrează ionii într-un flux mai mic.

Totuși, în cazul în care sărurile sunt concentrate la niveluri mai ridicate admisibile decât nivelul de saturație, pot apărea scale minerale.

În multe ape, exista carbonat de calciu, sulfat de calciu, sulfat de bariu și acestea sunt cele mai întâlnite.

Figura 20: Scanare imagine la microscop electronic al nivelului de minerale.[19]

Modalitățile comune de a preveni depunerea de calcar pe componentele instalației de desalinizare, este de a dilua mineralele la o eficiență mai mică de recuperare a apei,sau să fie folosite cantități mici de produse chimice ce împiedică depunerea.

Produsele ce previn depunerea de calcar împiedica dezvoltarea cristalelor și deformează forma lor.

Eficienta desalinizării

Din cauza nivelului ridicat de sare în apă de mare, eficienta desalinizării apei este de 40-50 %, în timp ce proiectele ce implică apa sărată, reutilizarea apei au o eficiență de 74-94%.

În general, apa obținută în urma procesului de desalinizare, este limitată de cantitatea de energie care trebuie folosită pentru a împiedica ca apa pură să nu se întoarcă înapoi în sarea concentrată (presiunea osmotică).

Instalațiile de desalinizare se întâlnesc în zonele în care nu există surse de apă potabilă, cum ar fi: zonele deșertice, platformele petroliere, vase maritime, zonele din proximitatea oceanelor.

Instalatie de desalinizare solara

Potrivit unui studiu de caz, din anul 2007, denumit: ‘Steady-state experimental studies on a multi-effect thermalregeneration solar desalination unit with horizontal tube falling film evaporation’ s-a făcut un experiment cu o unitate specială de desalinizare care utilizează energia solară sau deșeuri , ce a fost dezvoltată și testată în interior.În acesta unitate, o parte mare de căldură latentă și sensibilă de condensare, împreună cu apă sărată este reciclata și utilizată cu succes., fiind folosită pentru preîncălzirea și evaporarea materiei prime.

Deoarece evaporarea cu pelicula descendenta este folosită și sistemul poseda caracteristicile de distilare rapidă și compresia vaporilor, performanța termică a sistemului este îmbunătățită considerabil.

Ca rezultat al simulării unității de operare cu un sistem solar în condiții meteorologice practice, randamentul este de aproximativ de două ori mai mare decât cea a unui sistem convențional solar cu aceeași intrare de energie termică.

Fig. 21. Schema instalației [19]

Componentele instalatiei de testare perezentata in fig. 1 sunt: 1- Valva pentru apă proaspătă; 2-Schimbatorul de căldură; 3-Valva pentru apă proaspătă; 4-Separatorul gaz- lichid; 5-Tub de legătură; 6-Tavita; 7-Jgheaburi în formă de V; 8-Tub de legătură; 9-Schimbator de căldură; 10-Pulverizator; 11-Distribuitor cu placa perforată; 12-Camera de distribuție; 13- Tuburile de extragere a vaporilor; 14-Pompa de apă caldă; 15-Tuburi orizontale; 16-Ventilator de aer; 17- tuburile de transport a aerului; 18-Valva de revărsare; 19-Spatiul de condensare; 20-Valva; Pompă de apă.

Principiul de functionare.

Instalația este alcătuită dintr-o cameră de evaporare (o cutie dreptunghiulară cu multe tuburi) cu un pulverizator cu apă de mare, un distribuitor de apă de mare,o pompă de circulație a apei,o pompă de apă fierbinte, un ventilator de aer, o tavă, un separator gaz-lichid și un sistem de încălzire simulat.

Enegia din apă caldă încălzită de colectoarele solare sau deșeuri intra în instalație pe la valvele de intrare și trece prin multe tuburi orizontale (15) într-o cameră de distribuție de tip carcasă (12), unde apa de mare ce curge în afară tuburilor orizontale este încălzită și evaporată.

Apa fierbinte curge în prima etapă a camerei de transport prin partea de intrare și apoi în a doua fază printr-un tub de legătură.(5)În cele din urmă, părăsește sistemul prin valva de ieșire.

Materia primă intră în sistem prin prima parte a acelei tăvi (6) prin tub (8).Apoi, trece prin partea a doua a acelei tăvi și a unei țevi de cupru în formă de serpentine(2), unde este pompată până la partea de sus a camerei de evaporare de către pompa de apă (21) ce circula cu rapiditate.Materia primă ajunge în cele din urmă în partea de jos a camerei de evacuare.

În partea de sus a camerei de evaporare, combinația de materie primă și apa sărată este pulverizata uniform printr-o placă perforată și apoi lăsată pe tuburile orizontale.Apa sărată, care curge în jos datorită forței gravitaționale, de jos în sus, sub formă de picături, formează pelicule pe suprafețele exterioare ale tuburilor orizontale și ajung în partea inferioară a camerei de evaporare.Apa sărată condensată e evacuată prin valve de revărsare. Când apa sărată curge de la un tub orizontal la altul, absoarbe o cantitate mare de căldură de la apă fierbinte din interiorul tuburilor și se evaporă în vapori de apă.

În condiții de presiune negativă, acest proces este îmbunătățit.

Vaporul distilat este trimis în cavitatea de condensare (19), unde se condensează în conditi de presiunea pozitivă și eliberează cea mai multă căldură latentă, prin ventilator de aer (16), de la camera de transport prin tubul extractor de vapori (13).

În timpul acestui proces, căldura latentă este transferată peliculei de apă sărată în afară tuburilor orizontale, care face ca apa sărată să fie evaporată.

În partea dreaptă a cavității de condensare, unii dintre vapori schimba căldură cu materia primă ce curge în interiorul țevii de cupru în formă de serpentine și devine apă potabilă.Apoi,amestecul dintre apă condensate și abur este trimis la schimbătorul de căldură(9) și este răcit din nou pentru a produce din nou apă potabilă.

În cele din urmă, mixtura dintre apă și vapor la temparatura joasă, este transportată la separatorul gaz-lichid(4), unde curentul de aer este condensat mai departe și mai multă apă potabilă este distilată.Restul curentului de aer săturat este reciclat în camera de evaporare prin tubul de livrare a aerului (17).Apoi o circulație complete este încheiată. Apa proaspătă este drenata de la valve(1) și (3).

Părțile componente ale sistemului de desalinizare.

1.Camera de evaporare.

Camera de evaporare este componenta principală a instalației. Este o cutie dreptunghiulară cu dimensiuni de 1000×550×280 mm și este fabricată dintr-o placa din oțel inoxidabil cu grosimea de 1.5 mm.În cutie, camera de evaporare este traversată de 117 de țevi orizontale de cupru, prin care apă fierbinte sau aburul circula.

Pentru a fi sigur că tuburile sunt udate și utilizate în mod egal,un pulverizator și un transportator de apă de mare este montat pe partea superioară a camerei de evaporare.Transportatorul de apă de mare este o scândură găurită, pe care găurile sunt distribuite cu dimensiuni de 20×20 mm și cu diametrul de 2 mm.

Tuburile orizontale sunt formate din cupru cu grosimea de 1 mm și diametrul exterior de 20 mm.Sunt aranjate cruciș cu lățimea de 40 de mm.în coloane și 50 de mm în linie.Lungimea tuburilor este de 550 de mm.Aria totală a tuburilor aflate în interior și exterior din camera de evacuare este de 3.839 m2 și 4.041m2.

2.Sursa de energie externă.

Energia externă furnizată în instalație este apă fierbinte ce are între 65° și 90° C, care este încălzită de 3 radiatoare electrice. Temperatura apei fierbinte poate fi reglată astfel încât să se poate cerceta influenta temperaturii asupra randamentului de apă dulce.

3.Schimbătoarele de căldură.

Schimbătorul de căldură (2), este fabricat din țevi de cupru, cu diametrul exterior de 8 mm, grosimea de 0.5 mm și lungimea de 4000 mm. Este folosit pentru a preîncălzi materia primă.

Schimbătorul de căldură (9) este fabricat din țevi de cupru cu diameter exterior de 12 mm, grosimea de 0.5 mm și lungimea de 3500 mm.

4.Tuburile de extragere a vaporilor și tuburile de transport a aerului.

Tuburile de extragere a vaporilor (13), sunt compuse din două tuburi, care sunt conectate în paralel.Diametrul exterior al acestor tuburi este de 25 mm iar lungimea este de 550 mm. Există mai multe găuri pe fiecare parte a tuburilor pentru a putea capta aburii. Tubul de livrare al aerului (17) este contruit din țevi de cupru cu diametrul exterior de 20 mm și lungimea de 540 mm și de asemenea are multe găuri pentru a putea capta aburul.

5.Pompele de apă caldă și circulație și ventilatorul de aer.

Puterea pompei de apă caldă (14) este de 40 W și debitul de 3,6 m. Puterea pompei de circulație (21) este de 40W și debitul de 8 m. Puterea ventilatorului de aer (16) este de 180 W. Ținând cont de coroziunea ce are loc din cauza vaporilor, lamele acelui ventilator sunt făcute din plastic.

6.Tăvița.

Este contruita din foi de aluminiu cu grosimea de 0.8 mm și aria de 750 mm x 400mm.

7.Separatorul gaz lichid.

Separatorul gaz lichid(4) este construit din foi de aluminiu cu grosimea de 0.8 mm. Este o cutie dreptunghiulară cu lungimea de 200 mm, înălțimea de 280 de mm și lățimea de 80 mm. Randamentul este măsurat o dată la 30 de minute.

8.Izolarea.

Pereții exteriori ai corpului principal, sunt izolați cu polistiren spuma cu grosimea de 50 mm.

Măsurarea datelor experimentale.

Temperatura.

Temperaturile T1-T9, sunt măsurate cu ajutorul unui volt-metru digital prin semnal furnizat de la termocupluri aflate la punctele de măsurare cu acuratețe de ±0.1°C. Valoare maximă a voltmetrului este de 10 mV. Temperatura ambientală și cea a materiei prime este măsurată cu un termometru obișnuit cu mercur la care eroarea absolută nu depășește 0.5 °C.

Producția apei potabile

Cantitatea de apă colectată în separator și jgheaburi în forma de V(7) a fost măsurată la interval de 30 de minute folosind un cilindru. Clindru avea o capacitate maximă de 250 ml și o capacitate minimă de 5 ml. Datorită faptului că acea cantitate de apă era mai mare decât dimensiunile cilindrului, cilindrul a fost folosit de mai multe ori pentru a măsura producția.Producția măsurată pe oră nu poate avea o eroare mai mare de 1 %.

Debitul apei calde.

Debitul de apă caldă poate fi măsurat cu ajutorul unui contor de apă caldă și are o eroare de maxim 5%.

Debitul materiei prime.

Materia primă intră în sistem printr-o valvă reglabilă.Debitul materiei prime este măsurat la interval de o oră cu ajutorul unui cilindru cu capacitatea între 50 ml și 500 ml. Abaterea standard este calculată de eroarea absolută și este de până la 8%.

Debitul circulației de aer.

Rata de debit a aerului este măsurată cu ajutorul unui debitmetru de gaz.Maximul este de 20 m3/h și minumul de 0.01 m3/h. Eroare este de 10%.

Curentul electric.

Curentul electric este folosit pentru pompele de circulație a apei calde și pompele de aer. Cosumul total este de 260 W.

Testul cu această instalație a avut loc în interior.

Temperatura ambientală și umiditatea a fost pe tot parcursul experimentului situate între 17°C și 20°C.

Acest experiment a avut loc în interior și a durat 2 luni. Performanța sistemului a fost studiată și a încercat să se găsească condițiile optime de funcționare.Pe perioada experimentului, debitul de aer și apa a fost ținut constant. Debitul de aer a fost între 6.0–6.8 m3/h, astfel ca presiunea în camera de evaporare și cavitatea de condensare a rămas neschimbată.Comparând presiunea cu cea atmosferică, presiunea a fost mai puțin de 3.5–4.5 kPa în camera de evaporare și mai mare de 5.5–6.0 kPa în cavitatea de condensare. Debitul apei a fost între 670–700 kg/h.

În acest sistem, o parte considerabilă de căldură latenta este cu success reciclata și reutilizata pentru a preîncălzi apa sărată și pentru a recicla aerul. Prin simularea unui unități operaționale cu un sistem solar sub conditi meteo practice, rata de producție este de 2 ori mai mare decata unui singur sistem convențional în aceleași condiții. Sistemul prezintă o gamă largă de flexibilitate în ceea ce privește variațiile debitului materiei prime și este mult mai avantajos la temperaturi de funcționare mai mari.

Datorite acelei tăvițe cu distilator, eficienta sistemului crește cu până la 15%.

Sistemul poate fi alimentat direct cu un sistem solar sau cu căldură reziduală.

‘Studii experimentale la starea de echilibru pe o unitate de desalinizare cu regenerare solar termică.’ [19]

4.3. Analiză comparativă a instalațiilor de desalinizare existente

Un geofizician al Universității din Nevada, pe nume David Kreamer, doreste să relanseze la apă vechile vase, gasindu-le o alta intrebuintare, si anume: transformarea apei de mare în apă potabilă prin instalatii de desalinizare amplasate la bord.

Conform acestui geofizician, vasele de transport militare și private retrase din circulație ar putea fi transformate în uzine mobile de desalinizare.

Aceste tipuri de ambarcațiuni ar putea veni in ajutorul comunităților ce locuiesc pe coastă, unde apa potabilă este insuficientă.

Vasele ar putea aproviziona astfel de comunități aflate în insuficiență de apă și energie.

Kreamer, susține că aceste vase de desalinizare pot evita multe din problemele ecologice care împiedică dezvoltarea lor pe mal.

O problemă importantă legată de desalinizarea convențională este că acumularea apei de mare prin conducte poate periclita viața marină.

Amplasarea vaselor departe de țărm previne degradarea vieții marine  și pot fi mutate în diferite locuri, pentru a diminua impactul asupra mediului eliberand sarea la adâncimi mari în apă, unde ar afecta mai putin viata marină.

Comparații între instalațiile de desalinizare aflate pe țărm și cele de pe vase.

Desalinizarea pe vase

Water Standard, o companie a Houston-ului, s-a decis să transforme această idee în realitate, achiziționând un vas care la finele anului 2009, urma să funcționeze ca unitate de desalinizare.

Bugetul alocat era de 250 mil $ pentru a construi și opera nava, care ar desaliniza și pompa apă în orașele ce au nevoie.

Conform directorului general al firmei Water Standard, navele propuse sunt mult mai eficiente energetic și mai bune pentru mediu decât instalațiile de desalinizare aflate pe uscat.Aceste nave pot folosi osmoza inversă, însă spre deosebire de instalațiile aflate pe țărm, aceste nave, nu ar consuma atât de multă energie pentru a extrage apa de mare.

De asemenea, impactului asuprea mediului este la un procent mult mai mic, față de instalațiile normale, din 3 motive:

Primul ar fi faptul că instalațiile normale, aflate pe uscat, preiau apa la viteze foarte mari, si o trec printr-o membrană cu rol filtrator.In acest fel, viața marină este prinsă în acel flux și este ucisă. La instalațiile aflate pe aceste vase, viteza de preluare a apei este mult mai mică și astfel dacă există vreao vietate care este preluată din greșeală, are mai puține șanse de a fi rănită ,fiind protejate de un geam.

Al doilea motiv este legat de reinjectarea concentratului rămas, înapoi în ocean.O navă, poate dilua acea soluție la un cost mai mic și utilizeaza mult mai puține resurse, deoarece vasul se afla în mijlocul unei surse inepuizabile de apă.

Al treilea motiv se referă la faptul că sunt mobile; un vas poate asigura apă potabilă, în caz de calamitate in zonele fără rezerve de apă.

Aceste vase ar putea fi amplasate fie în largul zonelor metropolitane, în preajma instalațiilor nucleare, lângă rafinării, zone industriale majore care au nevoie de apă, fără să trebuiască să o ia din altă parte.

Ele pot fi ancorate aproape de țărm, dacă este adâncimea corespunzătoare, sau la maxim 8 km de țărm.

În funcție de mărimea navei, se poate produce 18.927.058-2.839.058.835 litri, pe zi.

Pentru transportul apei la țărm, în caz de o urgență, se poate instala un sistem cu furtun.

Este, de asemenea, o opțiune foarte bună pentru intervenții de urgență. Dacă apare un eveniment neașteptat, se poate deplasa rapid o navă la o regiune care are nevoie de apă potabilă de urgență.

Asta e, de asemenea, bun pentru investitori din perspectiva de management al riscurilor.

În perioadele de tulburări politice, de exemplu, nu poți ridica și pentru a muta o instalație de pe uscat. Dar o navă se poate muta imediat în caz de pericol, iar când e în siguranță, nava poate reveni pentru a aduce apă potabilă a populației.

Cele mai multe nave vor fi construite pentru contracte pe termen lung, și pot fi produse în larg timp de 20 de ani, caz în care , s-ar folosi conducte îngropate.

E un real avantaj, dacă, spre exemplu, în cazul unui taifun,nu se scurge în apă nicio substanță chimică, care să afecteze mediul.

Iar în cazul tehnologiei cu furtunuri și conducte, aceasta a ajuns în stadiu în care acestea sunt etanse si chiar daca s-ar sparge, nu ar exista vreun pericol de poluare.

Acest concept se poate folosi si in curatarea apei poluate.

Se trateaza apa poluata si este apoi pompata catre tarm, ca asa-zisa apa gri, care poate fi folosita pentru agricultura si irigatii. Astfel, se poate descarca in ocean, o apa tratata, nu una plina de deseuri.

Pentru a se construi o astfel de nava, trebuie intai facut un design, trebuie un santier naval, trebuie discutat cu firmele ce se ocupa de mediu si cu companile de acostare.

O nava prototip se construieste in 12 luni.

Fig.22. Instalația de desalinizare aflată pe un vas [20]

Desalinizarea la mal.

A fost concepută special pentru hoteluri mici și case cu vedere și acces la apa sărată.

În aceste locuri, furnizarea de apă potabilă este foarte greu de obținut sau este foarte scumpă.

Eficiența de mare putere, fiabilitate și costurile de întreținere reduse ale acestor sisteme de desalinizare face ca apa obstinuta să fie proaspătă, de înaltă calitate și în multe cazuri, să fie mai economică decât apa municipală acolo unde este disponibilă.

Cadrul din aluminiu marin nou proiectat, oferă aspectul îngrijit permițând în același timp accesul facil la componente de sisteme de întreținere.

Sistemele sunt economice de spațiu și pornesc la cheie, astfel încât oamenii care nu au studii de inginerie să le poată instala.

Fig. 23 Instalație amplasată la mal [21]

Cerințele de energie electrică.

Pentru sistemul montat pe perete: (400/700 BHL): 115/230V 60Hz, cu o singură fază.

– 230V, 50Hz cu o singură fază.

Pentru celalalte modele: 115/230V 60Hz, cu o singură fază.

230V 50Hz, cu o singură fază.

Pentru sistemele montate vertical: 115/230V 60Hz, cu o singură fază.

230V 50Hz, cu o singură fază.

208-230/460V 60Hz, cu trei faze.

230/380/440V 50Hz, cu trei faze.

Fig. 24 Sistemul 1500–BHL–4, Montat in Gaspar Grande, Trinidad, produce 5600 ltr./zi [22]

Fig. 25 Sistemul 1200-BHL-3, Montat in Gaspar Grande, Trinidad, produce 4500 ltr./ [23]

Fig. 26 1200-BHL-3, montat in Blanchicheusse, Trinidad, produce 4500ltr./zi [24]

Fig. 27 Sistem 1800-BHL-4, montat in Gold Coast, Australia, produce 6800ltr./zi [25]

Fig. 28 Tabele cu instalația montată orizontal și vertical și eficientă fiecăruia.[21]

Avantajele unei astfel de instalații:

Instalație rapidă și ușoară.

Toate sistemele de control sunt electro-mecanice -; Circuitele electronice nu se afla în preajma apei de mare.

Arc regulator de presiune automat din oțel inoxidabil.

Sunt silențioase

Furtune de presiune înaltă cu inele din oțel inoxidabil sigilate.

Cadru de aluminiu rezistent la coroziune.

Configurația sistemului personalizat pentru instalații înguste, fără costuri suplimentare.

Garanție de cinci ani pentru pompa de înaltă presiune.

Consumabilele pot fi obținute de oriunde.

Suport pentru întreținere chiar și după vânzare.

Apa produsă de la orice desalinizator, ce folosește osmoza inversă, este extrem de pură, are un conținut mic de sare, este foarte fină și acida din cauza eliminării de constituenți minerali alcalini ale apei de mare. Prin urmare, similar cu apa de ploaie, utilizarea produsului de osmoza inversă, necesită mult mai multă apă pentru clătirea de săpun, șampon și alți detergenți.

ECHOTec este primul producător cu instalații de desalinizare care combate această problemă prin îmbunătățirea calității produsului cu un sistem de post-tratament.

Dozatorul mineral nou dezvoltat aduce duritate apei și oferă o soluție de întreținere practică, care economisește până la 50% apă proaspătă.

Elementul de post-tratament ECHOTec conține, de asemenea, un amestec de minerale care returnează alcalinitatea bicarbonatului, corectarea PH-ului, suficient doar pentru a ajunge la un echilibru neutru. Acest lucru reduce dramatic coroziunea pe rezervoarele metalice, cazane, mașini de spălat și sanitare din cauza acidității apei.

Deoarece apa este ușor remineralizata, acest lucru va îmbunătăți, de asemenea gustul apei.

4.4.Desalinizarea în România.

Institutul Național de Cercetare-Dezvoltare pentru Inginerie Electrică ICPE-CA, în cadrul Programului „Nucleu”, a realizat, un modul de desalinizare a apei de mare.

Tehnologia se bazează pe un dispozitiv numit modul de desalinizare capacitivă a apei. Această tehnologie se bazează pe funcționarea unor electrozi contruiti dintr-un material carbonic.Acest material este un material de electrod,un material carbonic compozit, ce are la bază un aerogel carbonic.

Aerogelul carbonic, este un material cu porozitatea controlabilă, unde dimensiunea porilor este între 2 și 50 de nanometri.

Desi deionizarea capacitivă este un procedeu cunoscut în lumea științei, ce este nou în această cercetare românească, este realizarea materialului de electrod care adună și fixează pe suprafața lui specile ionice din apa de mare, asfel, ca în final se obține apa destinată utilizării umane sau industriale.

Important este și faptul că pentru purificarea și regenerarea modulului nu se folosesc substanțe chimice.De asemenea, întreținerea electrică a instalației nu presupune echipamente auxiliare și astfel consumul energetic este redus.

Sistemul poate funcționa și cu alimentare solară și poate genera câțiva litri de apă potabilă pe oră.Acest modul reprezintă un mare potențial pentru dezvoltarea de dispozitive portabile de desalinizare.

Pentru volume mici de apă, de ordinul litrilor,un astfel de sistem poate fi folosit pe un submarine, unde nu există acces la o stație fixă de tratare a apei.

Pentru că modulul să intre în circuitul commercial,e nevoie de înțelegerea potențialului pe care îl prezintă, de încredere în cercetători și de bani.

Trebuie susținută financiar trecerea de la nivelul de laborator al experimentului la o statie-pilot și continuarea cercetărilor pentru optimizarea materialului de electrod.

Gabriela Hristea, Cercetătoare la ICPE-CA, susține:"În prima instanță,ar trebui pusă la punct o tehnologie în flux continuu pentru realizare materialului de electrod."Tot Gabriela Hristea ne zice despre principiul de deionizare capacitivă:”Un flux de apă sărată este trecut printre perechi de electrozi carbonici cu suprafața specifică mare.

Electrozii sunt menținuți la o diferență de potențial și astfel, suprafața electrozilor se încarcă, respectiv acumulează sarcini, similar unui condensator.Ionii și alte particule încărcate electric, cum ar fi microorganismele, sunt atrase și menținute pe electrodul cu sarcină opusă.

Ionii negativi, Ca,Mg,Na, sunt atrași către electrodul pozitiv, iar nitrații, sulfații care se găsesc din plin în apa de mare, dar și în apele subterane nepurificate din România,sunt atrași către celălalt electrod.

Când electrozii devin saturați, sistemul trebuie regenerat. Acest lucru nu se face prin adăugare de acizi și baze ca în cazul procedeelor de tratare a apei ce utilizează rășini schimbătoare de ioni sau membrane chimice, ci prin inversarea polarizării electrozilor sau prin întreruperea curentului electric.

Ceea ce se menține pe suprafața electrozilor cade într-o apă de recirculare.Experții de ICPE-CA, susțin că randamentul de desalinizare raportat la capacitatea modulului este de cel puțin 80%.

Acest modul poate fi utilizat pentru îndepărtarea diferiților ioni din ape uzate, în tratarea apei fierbinți din stațiile nucleare sau hidrocentrale, în producerea de apă de înaltă puritate pentru industria semiconductorilor, în aplicații domestice pentru dedurizarea apei, în desalinizarea apei pentru uz agricol și, nu în ultimul rând, în utilizarea aparaturii analitice.

Acest modul este unic în România, și la nivel internațional, deoarece nu există dispozitive de deionizare capacitivă a apei cu electrozi de aerogel carbonic.Ceea ce este inovativ este faptul că se pot dezvolta aplicații la scară largă de modul portabile de desalinizare, în acest moment existând doar stații fixe de desalinizare ce nu pot să răspundă decât nevoilor locale.

Decalajul existent astăzi între prețul apei desalinizate și prețul apei tratate constituie o cauză importantă pentru care investițiile în acest domeniu nu au luat amploare.

În viitor, datorită progresului tehnologic și îmbunătățirii tehnologiilor, este posibil ca apa desalinizată să devină la fel de accesibilă ca și apa dulcicolă tratată.

Fig 29.Instalația de desalinizare aflată în Constanta, comună Corbu. [26]

Cap 5. Platformele petroliere

5.1. Descriere

Platformele petroliere marine sunt structuri de mari dimensiuni, pe care se afla utilaje, instalații și muncitori, unde se execut operațiuni de foraj marin, extracția de petrol și gaze naturale.

La începuturile forajelor marine, puțurile erau situate în apele mai putin adânci, în apropierea țărmului. Exploatarea la adâncimi mai mari a luat amploare după anii 1960, cu precădere în Marea Nordului., unde, in anul 1960, a fost descoperit primul câmp petrolier.

De asemenea, dupa anii 1960, s-au dezvoltat instalații și echipamente cu care se putea fora în orice condiții, realizându-se mai multe tipuri de platforme marine fixe și mobile.

Fig.30 Platforma P-51 pe coasta Braziliei [27]

Criterii de clasificare a platformelor petroliere

1. După domeniul de aplicație:

Platforme utilizate pentru exploatarea surselor de energie (petrol, gaze natural)

Platforme utilizate pentru “entertainment”

Platforma pentru entertainment.

Un exemplu foarte bun este unica platformă petrolieră-hotel din lume, care se află în Malaezia.

Fig. 31 Unica platformă petrolieră-hotel din lume [28]

Fig. 32. Interiorul platformei [28]

Stația petrolieră aflată în Marea Celebes și este deținută de Suzette Harris, o femeie de afaceri din Singapore, al cărei socru a cumpărat platformă în 1988.

Cândva, doar o stație petrolieră care polua oceanul, Seaventures Dive Resport ,din Malaezia, este astăzi unul dintre cele mai populare puncte pentru scufundări din Oceanul Pacific.

După cumpărarea platformei, bărbatul a "remorcat-o" în apele din apropierea insulei Borneo, deschizând un hotel unic pentru scafandrii.

Camerele sunt curate și plăcute, dar mici, loc pentru depozitare este puțin, iar aerul miroase puternic de la combustibilul care alimentează generatoarele.

Nici mâncarea nu este chiar cea mai aleasă, însă turiștii care aleg să stea la hotelul "petrolier" nu pun oricum mare preț pe detalii de acest fel.

Pentru ei, tot ce contează este că se afla în inima Triunghiului de Corali, o zonă cu o bogată diversitate marină.

Având 23 de cameră, această platformă poate găzdui destui oameni ce au nevoie de apă potabilă și ACM.

2. După tipul construcției:

Platform fixe;

Platform mobile;

Platforme marine fixe: Platformele marine fixe sunt platforme montate direct pe fundul mării si pot fi utilizate pentru foraj,producție sau exploatare.

Acest tip de platformă are o eficiență ridicată în apă mai puțin adâncă, insa este costisitoare la adâncimi mai mari. Tipurile mai mici, utilizate pentru foraj, sunt integrate (cu toate instalațiile necesare) sau sunt asistate de o navă suport.După terminarea forajului și punerea în producție a sondelor, platforma poate rămâne, servind pentru producție. După efectuarea forajelor de explorare, se instalează una sau mai multe platforme fixe și de pe ele se sapă o serie de sonde (până la 36 de sonde de pe o platformă).

Platforme marine mobile: Acestea au fost create datorită prețului de cost extrem de ridicat și timpului îndelungat necesar montării și demontării unei platforme fixe de pe care se fora Platformele marine mobile pot fi de mai multe tipuri:

platforme marine mobile autoelevatoare

platforme marine mobile semisubmersibile,

platforme marine mobile submersibile.

Platforme marine mobile autoridicătoare: Platformele mobile autoelevatoare, sunt construite dintr-un corp plutitor etanș, care servește și ca platforma.

La amplasare, picioarele sunt coborâte pe fundul mării și ridică platforma deasupra apei. Picioarele sunt alcătuite din grinzi cu zăbrele sau tuburi de diametre mari. Coborârea și ridicarea picioarelor se face mecanic sau hidraulic. Pentru acționarea mecanică se utilizează sistemul pinion-cremalieră.

Fig 33. Platformă petrolieră autoridicatoare.[29]

Platforme marine mobile semisubmersibile: Platformele marine mobile semisubmersibile se utilizează atunci când adâncimea apei la locul amplasamentului, depășește 100 m.

Avantajul acestor platforme constă in faptul că flotoarele se află la o anumită adâncime sub suprafața mării, unde, influența valurilor, este mult mai redusă si ofera astfel stabilitatea necesară forajului pe o mare agitată.

Platformele marine semisubmersibile au dezavantajul că sunt cele mai mari, mai grele și mai scumpe unități de foraj marin.

Fig. 34 Platforma petrolieră semisubmersibila [30]

Platforme marine mobile submersibile: Construcția platformei marine mobile submersibile este alcatuită dintr-un sistem de corpuri plutitoare legate împreună, care alcătuiesc un sistem de țevi și chesoane, susținând platforma prin coloane de diametru mare.La scoaterea platformei dintr-o locație, se golesc coloanele verticale de apă, până ce structura va pluti.

Platformele marine submersibile sunt utilizate în prezent pe o scară restrânsă, până la o adâncime a apei de până la 25 m.

3. După tipul materialelor utilizate la constructive:

platforme marine fixe din zăbrele tubulare.

platforme marine fixe tip turn.

platforme marine fixe din beton de tip structură gravitațională.

Platforme marine fixe din zăbrele tubulare.

Platformele fixe sunt utilizate de regulă până la adâncimea de 100 m, dar pot ajunge si până la l50 m, când sunt utilizate pentru producție.

Fig.35 Platformă marină fixă din zăbrele tubulare[29]

Platforme marine fixe tip turn

Platformele marine fixe tip turn au fost construite în anul 1963, în S.U.A., pentru a fi utilizate în condițiile climatice aspre din Alaska.

Ca și platformele fixe din zăbrele tubulare, platformele marine tip turn se construiesc pe uscat, apoi sunt remorcate pe mare până la amplasament, unde sunt lăsate pe fundul apei prin procedeul de inundare controlată.

Prin picioarele platformei pot coborî scafandrii până pe fundul mării, avand astfel posibilitatea de a lucra sub gheață.

Fig. 36 Platforma marina fixa tip turn [31]

Platforme marine fixe din beton de tip structură gravitațională

Platformele marine fixe din beton, conferă o serie de avantaje: rezistență mai bună la coroziune, rezistență mai mare la incendii și rezistență ridicată la oboseală.

Fig. 37 Platforme marine fixe din beton [32]

5.2.Platforme marine românești

Aflându-se printre țările importante din Europa ce detin de rezerve de petrol și gaze naturale, România a trecut și ea la detectarea și exploatarea zăcămintelor petrolifere off-shore din platforma continentală a Mării Negre.

Necesitatea extinderii extracției petrolului și a gazelor naturale a determinat și în România declanșarea operațiunilor de prospectare a zonei economice exclusive din Marea Neagră.

Fig. 38 Platforma de foraj marin GLORIA [33]

Fig.39 Platforma petrolieră Saturn[34]

5.2.3 Conditii de trăi pe platformele petroliere

Platformele petroliere pot fi minuni ale ingineriei moderne, însă, fără muncitori, extragerea petrolului ar fi inposibila.Pe platformele petroliere mari exista peste o sută de lucrători care mențin în funcțiune platforma.

În cazul platformelor petroliere,angajații (care variază de la ingineri, geologi, scafandri și medici) trăiesc săptămâni întregi, pe aceste structuri uriașe.

Există cu siguranță argumente pro și contra de a lucra pe o platformă :

Avantajele angajaților de pe platformele petroliere este că salariul și beneficiile sunt de obicei destul de mari, iar angajații se bucură de obicei de perioade de repaus lungi când nu sunt pe mare. Angajații vor lucra una sau două săptămâni pe platforma de foraj, apoi petrec una sau două săptămâni la domiciliu.

Dezavantajul, cu toate acestea, este ca atunci când acestea sunt pe mare, lucrează 12 ore pe zi, șapte zile pe săptămână. Săptămânile petrecute departe, pot tensiona viața de acasă a lucrătorilor, petrecându-și jumătate de an departe de familia lor.Pentru a face față acestor probleme, companiile petroliere depun eforturi pentru asigurarea condițiilor de viață confortabile pentru lucrătorii aflați pe aceste plaforme.

În multe cazuri, sunt pe picior de egalitate cu cele găsite pe navele de croazieră majore, oferind camere private, TV prin satelit, gimnastică, saună și facilități de recreere.

Hrana la bord, de asemenea, tinde să fie peste medie și disponibilă 24 de ore pe zi. Munca pe o platformă petrolieră este zi și noapte, iar angajații lucrează în schimburi.

Elicoptere și nave aduc cele mai multe din materialele necesare pentru viața de zi cu zi pe o platformă petrolieră, de multe ori prin intermediul condițiilor meteorologice instabile.

În afara spațiile de locuit, viața pe o platformă petrolieră este o întâlnire constantă cu condiții potențial fatale. Afacerea de o platformă petrolieră se reduce la extragerea de lichide extrem de inflamabile din pământ, arderea unei părți din ele pe un jet gigant de flacără și separarea foarte toxica gaz- hidrogen sulfurat din petrol extras.

Pentru a lucra aici trebuie să poarte o cască de protecție, dopuri, îmbrăcăminte de protecție și ochelari de plastic.În plus, lucrătorii trebuie să se ocupe de toate pericolele tipice asociate cu folosirea utilajelor periculoase și lucrul la înălțime înalțe în condiții de vânt și furtună.Pentru a face față acestor pericole, companiile petroliere,utilizează programe ample de instruire cu privire la modul de a lucra în condiții de siguranță cu substanțe volatile în marea liberă.

Aceste măsuri nu numai ajuta pentru a proteja viața angajaților lor, dar, de asemenea, protejează investițiile financiare majore în construirea și susținerea unei platforme de producție petroliere.

Fig. 40 Modalitate de inspectie a unei platforme din Atlanticul de Nord [35]

O platformă de petrol și gaze pot fi la fel de înalt ca un zgârie-nori și la fel de mare ca un stadion sportiv.

Fig. 41 Adâncimea Platformei [36] Fig.42 BP Holstein , New Orleans[37]

Imagini cu o plaforma petroliera situată în Golful Mexicului.

Fig.43 Platforma văzută de pe o barcă de salvare [38]

Fig. 44 Elicopterul ce aduce provizii [38]

Fig. 45Cantina [38]

Fig. 46 Camerele pentru dormit [38]

Fig. 47 Camera de recreare [38]

Fig. 48 Barca de salvare [38]

Inginerii de la Arighi Services, au proiectat un model interesant de platformă, și anume, o platofrma care este trasnformata într-un bloc, cu locuințe.

Fig. 49 Design al unei platforme transformate. [39]

6. Instalație de desalinizare utilizată pe o platform petoliera din Marea Neagră

6.1. Date inițiale

În Marea Neagră există următoarele platforme petroliere:

GSF DEVELOPMENT DRILLER II.

Fig.50 Platforma Driller II [40]

Coordonate:

Latitudine: 44.27365°; Longitudine: 31.02783°;

Echipaj: 176 persoane

Ocean Endeavor

Fig. 51 Platforma Ocean Endeavor [40]

Coordonate:

Latitudine: 44.0566°; Longitudine: 31.05381°

Echipaj: 152 persoane

Pentru dimensionarea instalației de desalinizare se va alege platforma petrolieră Ocean Endeavor, amplasata in Marea Neagra.

6.2. Determinarea necesarului de apă potabilă

Pentru a determina consumul de apă potabilă pentru platforma petroliera s-a pornit de la consumul locuinței mele.

Consumul de apă potabilă pentru o familie alcătuită din 4 persoane pe lună este dat în tabelul următor:

Consumul mediu este de: 14,29 m3=14290 litri

Determinarea consumului mediu de apă potabilă pe persoană/lună:

CM= (1)

CM==298 litri/persoană/lună (2)

Pentru determinarea necesarului de apă potabilă de persoană / lună se vor lua în calcul următorii parametri care influențează acest consum:

condițiile de lucru (temperaturi ridicate, condiții grele, stres, efort, etc)

existența aerosolilor salini.

Ținând cont de acești parametri, consumul final de apă potabilă/ persoană / lună este:

CP=(0,25+0,1)*CM+CM (3)

In care se ia in calcul un coeficient de 0,25 al condițiilor de lucru și un coeficient de 0,1 pentru existența aerosolilor salini.

CP=(0,25 + 0,1) * 298+ 298=402 l/persoana/luna

Determinarea necesarului de apa potabila de persoana/ zi se obtine din relatia:

CPzi==13.4 l/persoana/zi

Consumul de apă potabilă pe platforma petrolieră, necesar personalului alcătuit din 152 persoane, pe zi va fi:

CT= CPzi*nr. pers= 13.4* 152= 2037 l

Pentru asigurarea acestui necesar, se alege un sistem solar termic cu colectoare cu tuburi vidate.

Fig. 52.Colector cu tuburi vidate, model Melinda-Sun[41]

Determinarea cantității de radiație solare disponibilă

Radiația solară reprezintă un flux de energie electromagnetică, provenită de la soare.Deși în spațial cosmic nu suferă pierderi semnificative, o dată cu traversarea stratului atmosferic, au loc următoarele procese:Un procenent de 29 % este reflectat în spațial cosmic,aproximativ 20 % este absorbit/împrăștiat în atmosferă,devenind radiația difuză (D) și doar 48 % rămâne radiație directă (B), receptata la nivelul suprafeței tereste.Ca urmare, radiația extraterestră (B0), se împarte în radiația difuză(D) și radiația directă (B), cele două radiații formând radiația globală (G).

Pentru determinarea cantitatii de radiatie solara disponibila se utilizeaza un softul………… de calcul. Folosind link-ul http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps4/pvest.php, In soft au fost utilizate urmatoarele marimi: latitudinea: 44.0566° și longitudinea: 31.05381° platformei Ocean Endeavor.In urma calculelor au fost obtinute urmatoarele valori:

Unghiul de inclinare pentru colectoare este de 320

Tabelul 1

In care: Hh- cantitatea de radiatie solara disponibila in plan orizontal (Wh/m2/day); DNI- cantitate de radiatie solara directa(Wh/m2/day); TD- temperatura medie a mediului ambient(°C); T24h- temperatura medie in 24 de ore a mediului ambient(°C)

Pe baza acestui tabel, vom determina cantitatea de energie obținută în fiecare lună.

ɳ=
unde ɳ = eficienta colectorului. Q= cantitatea de energie obținută, G=radiația globală, A-aria colectorului

Se considera o eficiență de 70 % a colectorului solar cu tuburi vidate.

70/100=Q/G*A

Luna ianuarie:

70/100=Q/ 1190*2.3

Q=1915.9 J

Luna februarie:

70/100=Q/ 1870*2.3

Q=3010.7 J

Lună martie.

70/100=Q/3600*2.3

Q=5796 J

Luna aprilie:

70/100=Q/5460*2.3

Q=8790. 6 J

Luna mai:

70/100=Q/7130*2.3

Q=11479.3 J

Luna Iunie:

70/100=Q/8190*2.3

Q=13185.9 J

Luna Iulie:

70/100=Q/8350*2.3

Q=13443.5 J

Luna August:

70/100=Q/7770*2.3

Q=12509.7 J

Luna septembrie:

70/100=Q/5270*2.3

Q=8484.7 J

Luna octombrie:

70/100=Q/3230*2.3

Q=5200.3 J

Luna Noiembrie:

70/100=Q/1860*2.3

Q=2994.6 J

Luna decembrie:

70/100=Q/1120*2.3

Q=1803.2 J

Cantitatea de energie anuală:

70/100=Q/*2.3

Q=7406 J

6.3. Descrierea instalației de desalinizare

Pentru proiectarea instalatiei a fost utilzat softul Catia

Componente, descriere, rol funcțional

6.4. Implementarea în mediu construit a instalației

– unde le montăm și cum

Suprafața necesară

Bibliografie:

[1]http://www.bigprojectme.com/news/saudi-arabia-to-build-worlds-largest-desalination-plant/

[2]https://plus.google.com/111578960550587311361/about?gl=ro&hl=ro&pid=6039996369383097634&oid=107284906742678471876

[3]http://www.rexresearch.com/airwells/airwells.htm

[4]http://ro.wikipedia.org/wiki/Circuitul_apei_%C3%AEn_natur%C4%83

[5]http://www.thewatertreatments.com/desalination-water-treatment/water-treatment-process/

[6]http://cadredidactice.ub.ro/

[7]http://www.sidem-desalination.com/en/Process/MSF/

[8]http://www.entropie.com/en/services/desalination/MED/

[9]www.uuooi.org

[10]http://harmonscience6.wikispaces.com/Renewable+and+Nonrenewable+Resources

[11]http://webbut.unitbv.ro/teze/rezumate/2010/rom/RalucaSeptimiaLates.pdf

[12]http://www.firmeproduse.ro/catalog/3286/Panouri+solare+APRICUS+AP+20.html

[13]http://www.calorserv.ro/articole/panouri-solare/sistemul-solar-termic-panouri-cu-tuburi-vidate

[14]http://www.phoenix-energy.ro/

[15]http://www.fast-wolf.ro/energie-regenerabila/metode-de-utilizare-pentru-energia-solara.html

[16]http://www.who.int/water_sanitation_health/dwq/gdwq3rev/en/

[17]http://www.lantecind.ro/tratareApa41.php

[18]http://www.mercurynews.com/science/ci_25859513/nations-largest-ocean-desalination-plant-goes-up-near

[18]http://www.mercurynews.com/science/ci_25859513/nations-largest-ocean-desalination-plant-goes-up-near

[19] www.sciencedirect.com

[20]http://spectrum.ieee.org/energy/environment/water-ship-up-firm-gets-250-million-to-make-oceangoing-desalination-vessels/brocksb01

[21]http://www.echotecwatermakers.com/beach_house_desalination_systems.htm

[22] http://www.echotecwatermakers.com/beach1.htm

[23]http://www.echotecwatermakers.com/beach2.htm

[24]http://www.echotecwatermakers.com/beach3.htm

[25]http://www.echotecwatermakers.com/beach4.htm

[26]http://www.icpe-ca.ro/media/m-2011/media-2011-octombrie.htm

[27]http://ro.wikipedia.org/wiki/Platform%C4%83_petrolier%C4%83_marin%C4%83#/media/File:Oil_platform_P-51_(Brazil).jpg

[28]http://www.descopera.ro/dnews/7772119-unica-platforma-petroliera-hotel-din-lume-se-afla-in-malaezia-foto

[29]https://ro.wikipedia.org/wiki/Platform%C4%83_petrolier%C4%83_marin%C4%83

[31]http://www.creatingblueoceans.com/creatingblueoceans/perfect_calm_series/

http://www.2b1stconsulting.com/seadrill-in-brief/

[32]http://www.offshore-technology.com/projects/draugenoilfieldnorwa/

[33]https://searchnewsglobal.wordpress.com/2014/12/05/platforma-de-foraj-marin-gloria-apartine-astazi-austriecilor/

[34]http://www.gspoffshore.com/download/GSP_SATURN.pdf

[35]http://science.howstuffworks.com/environmental/energy/offshore-drilling8.htm

[36]http://www.bp.com/en/global/corporate/about-bp/what-we-do/extracting-oil-and-gas/life-on-remote-platforms.html

[37]http://homedesignblogs.net/tag/deep-south-crane-rentals-crane-rentals-hydraulic-cranes-

[38]http://www.pbase.com/jimhogue/oil_platform_holstein

[38]http://www.pbase.com/jimhogue/image/107497371

[38]http://www.pbase.com/jimhogue/image/107039415

[38]http://www.pbase.com/jimhogue/image/107039422

[38]http://www.pbase.com/jimhogue/image/107041858

[38]http://www.pbase.com/jimhogue/image/107041862

[38]http://www.pbase.com/jimhogue/image/107497520

[39]http://www.arighies.it/home.html

[40] WWW.MARINETRAFFIC.COM

[41]http://melindainstal.ro/colector-solar-20-tuburi-vidate-melinda-sun-10840017