Brackish water desalination using solar energy

A. Diaf, H. Aburideh and F.K. Benabdelaziz

Unité de Développement des Equipements Solaires, UDES, Centre de Développement des Energies Renouvelables, CDER, Bou-Ismail, W. Tipaza 42004, Algeria.

Abstract

Sizeable amounts of brackish water resources are found and distributed over vast cross-national regions in the Sahara desert of Northern Africa. These salty waters can be found sometimes as natural spring water on the surface while the underground aquifers, which can be reached at a hundred meters deep, represent in essence a sea of brackish water beneath the searing desert sands and rocks. These regions of the Sahara desert are characterized by very limited or total lack of rainfall which makes these underground aquifers invaluable and at the same time extremely vulnerable since the natural replenishment process is for all practical purposes inexistent. The brackish waters of these aquifers contain high levels of salt which makes them inappropriate for domestic usage and detrimental to plants or other gardening/agricultural activities. However, the abundant sunshine of the desert can be harnessed to operate solar distillation equipments to produce fresh water. This study presents a theoretical analysis of a new solar desalination equipment that is based on the evaporation/condensation process. Performance results as well as a cost evaluation are reported.

Résumé

Des quantités considérables d’eaux saumâtres sont distribuées sur une vaste région transnationale du désert du Sahara, au nord de l’Afrique. Ces eaux salées sont parfois retrouvées sous forme de sources naturelles à la surface, tandis que les aquifères souterrains, qui peuvent être atteints à une centaine de mètres de profondeur, constituent une mer d’eau saumâtre sous le sable et les pierres brulants du désert. Ces régions du désert du Sahara sont caractérisées par une pluviométrie limitée ou nulle, ce qui rend ces aquifères inestimables et en même temps extrêmement vulnérables car leur processus de reconstitution naturel est pratiquement inexistant. Les eaux saumâtres de ces aquifères contiennent des concentrations en sels très élevés, ce qui les rend impropres à un usage domestique et nuisibles aux plantes, donc inutilisables pour des activités agricoles ou de jardinage. Cependant, l’ensoleillement élevé du désert peut être exploité dans le but de faire fonctionner des équipements de distillation solaire pour produire de l’eau douce. Cette étude est une analyse théorique d’un nouvel équipement de dessalement solaire qui est basé sur un procédé d’évaporation/condensation. Les résultats des performances, ainsi que les évaluations des coûts sont présentés.

Keywords

Brackish water – Desalination - Energy storage - Solar distillation - Solar desalination - Solar heat storage.

Brackish water desalination using solar energy
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