Опріснення води за допомогою використання сонячної енергії на острові Зміїний

Адсорбція. Адсорбцією називається поглинання однієї речовини поверхнею іншої речовини. В процесі водопідготовки для видалення з води органічних сполук їх адсорбують на активованому вугіллі. Деякі органічні сполуки не удається видалити звичайними процесами водопідготовки.

Окислення. Для видалення з води деяких небажаних речовин їх можна окислювати, перетворивши при цьому на менш шкідливі форми. Наприклад, окислення озоном дозволяє перетворити ціаниди, що містяться у воді, на ціанати [21]

Відповідно до вище описаних способів опріснення води існують різні типи опріснювальних установок. Дистиляційні опріснювальні установки (однокорпусні і багатокорпусні, за способом опріснення - парокомпресорні і сонячні) застосовуються при опрісненні морської води і солоних вод. Опріснення води електродіалізом і гіперфільтрацією (зворотним осмосом) економічно при солевмісті 2,5-10 г/л, іонним обміном - менше 2,5 г/л. Зі всього об'єму одержуваної в світі опрісненої води 96% доводиться на частку дистиляційних опріснювальних установок, 2,9% - електродіалізних, 1% - гіперфільтрацій і 0,1% - на частку заморожуючих і іонообмінних опріснювальних установок. Залежно від продуктивності опріснювальна установка складається з одного або декількох включених паралельно опріснювачів [15]

Також опріснювати воду можна ще за допомогою використання енергії Сонця (буде розглянуто в наступному розділі).

1.3 Сонячні опріснювальні установки

Поняття сонячного опріснювача. Перші опріснювачі

Як вже зазначалося вище, населення районів півдня країни зазнають гострий дефіцит прісної води, і в той же час там є значні запаси солоних вод, які не придатні для вживання. Знесолювання мінералізованих вод або опріснення морської води успішно здійснюється за допомогою сонячної енергії, використовуючи сонячні опріснювачі.

Сонячний опріснювач - пристрій для отримання води, в якому джерелом енергії являється сонячне випромінювання. Поширення одержали головним чином сонячні опріснювачі типу «гарячий ящик», котрі відрізняються простою конструкцією, вимагають порівняно невеликих капіталовкладень і не мають потреби у кваліфікованому догляді. Такий опріснювач виготовлений у вигляді теплоізольованого і затемненої зсередини посудини, дно якого заливається солоною водою, яка потребує опріснення. Верхня частина сонячного опріснювача покрита світлопрозорим матеріалом (склом, полімерною плівкою, оргсклом). Сонячне випромінювання, проходячи через прозорий матеріал, нагріває воду, і це призводить до її випаровування. Водяні пари, стикаючись із прозорим покриттям, що має температуру, близьку до температури навколишнього середовища, конденсуються на її внутрішній поверхні, і прісна вода стікає в збірник. Сонячні опріснювачі звичайно орієнтують на південний кут нахилу світлопроникної поверхні. Продуктивність сонячного опріснювача такого типу визначається в основному інтенсивністю сонячної радіації й ступенем герметизації установки й становить 3--5 л/м2·доб [47]

Перший у світі опріснювач, що імітує круговорот води в природі, був побудований на півночі Чилі в селищі Лас Салінас ще в 1872 р. і протягом 36 років постачав прісною водою рудник, даючи в день 20 м3 питної води. Це була проста установка басейнового типу, що займала площа 4600 кв. метрів, що переробляла солону й забруднену воду (рис. 1.3.1.1.)

Рис. 1.3.1.1. Сонячний опріснювач (дистилятор) басейнового типу

1 -- мінералізована вода; 2 -- басейн; 3 -- теплоізоляція; 4 -гідроізоляція; 5 -- скляний дах; 6 -- конденсат; 7 -- прийомний жолоб; 8 -- трубка для дистиляту.

Морська або мінералізована вода, заливалася в дрібний басейн із теплоізоляцією й гідроізоляцією. При наявності Сонця вода з басейну випаровувалася, а водяні пари, що утворяться, конденсувалися на похилому скляному даху. Краплі дистиляту стікали в похилий жолоб, по якому цей дистилят попадав у накопичувальну ємність.

На рисунку (1.3.1.2.) показана дещо змінена конструкція сонячного опріснювача, що має подвійну півсферичну оболонку з прозорої пластмаси. Усередині оболонки рухається мінералізована вода, що підводиться по нижньому патрубку і відводиться по верхньому патрубку. Завдяки цьому виробляється попередній підігрів води за рахунок теплоти конденсації пари.

Рис. 1.3.1.2. Пластмасовий дистилятор з підігрівом води

1 - морська вода; 2 - корпус басейну; 3 - теплоізоляція; 4 - гідроізоляція; 5-внутрішня прозора оболонка; 6 - конденсат; 7 - дистилят; 8 - відведення дистиляту; 9 - зовнішня прозора оболонка; 10 - холодна вода; 11 - нагріта вода

Існуючі типи сонячних установок для опріснення морської води і знесолення мінералізованої води можна розділити на три групи:

1) опріснювачі басейнового типу, в яких сонячна енергія використовується безпосередньо для випаровування води в процесі дистиляції. Як додаткове джерело енергії може використовуватися, наприклад, нагріта охолоджуюча вода;

2) установки з процесами зволоження повітря і конденсації пари і багатократним використовуванням сонячної енергії в багатоступінчатих або паралельно включених розширювачах-випарниках, при цьому перенесення водяної пари здійснюється унаслідок конвекції повітря;

3) установки, в яких джерелом енергії служить сонячна радіація, але принцип роботи їх подібний звичним паливним опріснювальним установкам, причому рух робочої рідини і водяної пари здійснюється за допомогою насоса і вакууму-насоса.

Для нагрівання від 20 до 50°С 1 кг або 1 л води і її випару потрібно затратити близько 2,4 МДж теплоти або 670 квт·год. на 1 м3 води. Протягом літнього, сонячного дня на 1 м2 надходить близько 20 МДж сонячної енергії, при КПД сонячного опріснювача 0,36 за день випаровується шар води товщиною 3 мм.

Завдяки ефективнішому використовуванню теплоти (зокрема, для попереднього підігріву опріснювальної води за рахунок теплоти конденсації водяної пари) в багатоступінчатих сонячних опріснювальних установках її витрата значно нижче за теоретичний (670 кВт· год. на 1 мі) і складає всього 50- 60 кВт· год. /мі, а в системах із застосуванням зворотного осмосу і електродіалізу і того менше-5-15 кВт· год. /мі. В установках останніх типів споживання енергії пропорційне солевмісту води, і при дистиляції забрудненої мало мінералізованої води витрата енергії складає 1 кВт· год. /мі.

Для великомасштабних сонячних опріснювальних установок з добовою продуктивністю 100-200 мі води в день багатоступінчаті установки мають перевагу, - оскільки вони споживають менше енергії на перекачування, і устаткування у меншій мірі піддається корозії. У вже згадуваній крупній опріснювальній установці в Абу-Дабі використовуються вакуумні трубчасті скляні колектори, площею 1862 мІ. У них вода нагрівається до 80 ° С і вище і подається в тепловий акумулятор, завдяки чому забезпечується безперервний процес дистиляції. Температура води, що поступає у випарники, рівна 75-80°С. Необхідна витрата теплоти складає 45 кВт· год. на 1 мі дистиляту, а витрата електроенергії 7 кВт· год. /мі [22]

1.4 Розвиток геліоопріснювачів в світі

Опріснення солоних вод розвивається достатньо інтенсивно. Внаслідок чого кожні два-три роки сумарна продуктивність установок подвоюється.

Перша в СРСР дослідно-виробнича сонячна установка для знесолення мінералізованих вод була споруджена в 1968 р. в селищі Бахарден в пустелі Кара-Кум в Туркменії. Вона мала площу 600 мІ, влітку давала від 2,4 до 4л прісної води в день 1 мІ площі басейну і обслуговувала вівчарську ферму.

Починаючи з 60-х років в різних країнах був споруджений ряд крупних сонячних опріснювальних установок басейнового типу. В даний час в світі експлуатується не менше 25 могутніх сонячних установок для опріснення морської води з одиничною площею басейну від 100 до 30 000 мІ з сумарною площею більше 50 тис. мІ і загальною продуктивністю більше 200 мі прісної води в день. Найкрупніша сонячна опріснювальна установка експлуатується з 1984 р. в Абу-Дабі (Об'єднані Арабські Емірати), яка була розроблена спільно США і Японією. Це установка нового типу, і розрахункова продуктивність складає 120 мі прісної води в день, а фактично досягнута середньорічна продуктивність 80 мі в день. До числа крупних сонячних опріснювальних установок відносяться чотири установки в Греції - на островах Патмос (площа басейну 8500 мІ продуктивність 40 мі дистиляту в день), Кимолос і Сими (площа 2600-2800 мІ), дві установки в Кубер Педі в Австралії продуктивністю 14 мі в день, установка в Пакистані (Гвадар) площею 16 000 мІ продуктивністю 60 мі прісної води в день. Установки великої продуктивності побудовані також в Іспанії, Індії і інших країнах.

Промислове опріснення океанських і морських вод в приатлантичних країнах ведеться на Канарських островах, в Тунісі, Англії, на острові Аруба в Карибському морі, Венесуелі, на Кубі, в США і ін. На Україні опріснювальні установки застосовуються в північно-західній частині Причорномор'я і в Приазов'ї. Опріснювальні установки функціонують також і в деяких районах тихоокеанського побережжя - в Каліфорнії, наприклад, така установка, виробляє в добу 18, 9 тис. м куб. води для технічних цілей. Порівняно невеликі опріснювачі встановлені в латиноамериканських країнах. Високопродуктивні опріснювальні установки з виходом 1-3 млн. м куб. води в добу проектується в Японії. У великих масштабах ведеться опріснення солоних вод в Індійському океані. Практикується головним чином в Індоокеанських країнах Близького Сходу, де прісна вода дуже дефіцитна і у зв'язку з цим ціни на неї високі. Порівняно недавно в Кувейті, наприклад, тонна нафти коштувала значно дешевше тонни води, привезеної з Іраку. Проте економічні показники тут виконують другорядну роль, оскільки прісна вода необхідна для життєзабезпечення людей.

До найкрупніших в світі виробників опрісненої води відноситься Кувейт, де опріснювальні установки забезпечують прісною водою всю державу. Великі об'єми прісної води одержують в Іраку, Ірані, Катарі. Опріснення морської води налагоджене в Ізраїлі. У Індії діють опріснювальні установки невеликої потужності (у штаті Гуджарат працює сонячний опріснювач потужністю 5 тис. л води в добу, який забезпечує прісною водою місцеве населення) [22]

Сонячний колектор - основний елемент гелиоустановки.

Основним елементом геліоустановки являється сонячний колектор - теплообмінний прилад, призначений для перетворення енергії сонячного випромінювання. Його завданням є підігрів робочої рідини (вода, тосол) для господарських цілей. Це може бути опалення приміщень, приготування теплої води, підігрів басейнів, тощо. Колектор розміщений в тепло ізольованому корпусі з метала, пластмаси, дерева, бетону або інших матеріалів, маючи одне або багатошарове світлопрозоре покриття зі скла або синтетичної плівки. Сонячне випромінювання, проходячи крізь скло і попадаючи на затемнену поверхню колектору, нагріває її [18]

Існує безліч різних варіантів реалізації сонячних колекторів, призначених для виробництва теплової енергії для опалення й нагрівання води. Все різноманіття сонячних колекторів можна підрозділити на наступні типи:

- сонячні поглиначі;

- плоскі сонячні колектори;

- вакуумні трубчасті колектори;

- фокусуючий колектор.

Сонячні поглиначі являють собою прості поглинаючі покриття, відлиті з високоякісної гуми разом з розприділяючими і збираючими трубками. Покриття повинні бути стійкими до впливу очищаючих засобів і температурам у діапазоні від -50 до +120є С. Вони повинні бути завжди еластичними й зберігати гнучкість на холоді. Сонячні поглиначі можуть установлюватися на дахах і на поверхні землі, займаючи при цьому великі площі. Вони служать для нагрівання води до температури 50oС

Плоский сонячний колектор (рис. 1.3.3.1.а) складається з корпуса, прозорого огородження, абсорбера й теплової ізоляції. Корпус є основною несучою конструкцією, прозоре огородження пропускає сонячну радіацію усередину колектора, захищає абсорбер від впливу зовнішнього середовища й зменшує теплові втрати з лицьової сторони колектора. Абсорбер поглинає сонячну радіацію й по трубках з'єднаних з його теплоприймаючою поверхнею передає тепло теплоносієві. Теплова ізоляція зменшує теплові втрати з тильної й бокової поверхонь колектора.

Теплоприймаюча поверхня абсорбера має селективне покриття, що має високий коефіцієнт поглинання у видимій і ближній інфрачервоній області сонячного спектра й низький коефіцієнт випромінювання в області спектра відповідним робочим температурам колектора. У кращих сучасних колекторів коефіцієнт поглинання находиться в межах 94-95%, коефіцієнт випромінювання 3-8%, а ККД в області робочих температур типових для систем теплопостачання перевищує 50%. Неселективне чорне покриття абсорбера в сучасних колекторах використається рідко через високі втрати на випромінювання [45]

Як і плоскі сонячні колектори, вакуумні трубчасті колектори (рис. 1.3.3.1.б) перетворюють падаючу сонячну енергію в тепло. Сонячне випромінювання проникає у вакуумну скляну трубку, де попадає на її внутрішню поглинаючу поверхню, на якій і відбувається перетворення енергії сонячного випромінювання в теплову енергію. Фактично втрати тепла в навколишнім середовищі не відбувається, що пов'язане з використанням високоякісного селективного покриття на внутрішній поверхні скляної трубки, а також завдяки тому, що вона вакуумна. Теплова енергія, що утворилася на поглинаючій поверхні, передається в трубку теплообмінника, що перебуває в нижній частині поглинача. У результаті рідина в цій трубці нагрівається й частина її випаровується. Пар, що утворився, попадає в конденсатор, де перетворюється у воду. Теплота, що виділяється в процесі конденсації, передається потоку води, а конденсат повертається в теплообмінник. Таким чином, реалізується замкнутий цикл. ККД вакуумного колектора значно вище ніж у плоского, проте і ціна на вакуумний колектор також вище [46]

а) плоскі сонячні колектори б) вакуумний колектор

Рис. 1.3.3.1. Плоскі та вакуумний сонячні колектори

Фокусуючий колектор - це концентруючий пристрій, що складається з віддзеркалюючої поверхні сферичної чи параболічної форми, що фокусує сонячні промені на трубі теплоприймача з теплоносієм, в результаті чого температура теплоносія досягає 400-650 є С. Проте експлуатація такої системи ускладнюється необхідністю точного регулювання слідкуючих систем для встановлення теплоприймача точно у фокусі віддзеркалених променів [10]

ККД сонячного колектора складає порядка 70% і залежить від температури навколишнього середовища, густини потоку сонячної енергії і температури, до якої необхідно нагрівати воду в колекторі. Із зменшенням температури, до якої необхідно нагрівати воду, циркулюючу через колектор, ККД колектора збільшується. Проте стандартна температура води, що нагрівається, складає 50є С. Для сонячного колектора основною технічною характеристикою є об'єм води або повітря, нагрітих до заданої температури протягом світлового дня квадратним метром колектора. Цей параметр залежить від пори року і географічного положення місця, в якому встановлюються колектори. Ефективність сонячного колектора може бути збільшена приблизно на 20% при використовуванні на теплоприймаючій поверхні селективно поглинаючих покриттів, які володіють властивістю добре поглинати видиму частину сонячного спектру і практично не випромінювати в інфрачервоній області спектру [23]

Місце розташування колектора

На місці експлуатації колектори встановлюються так, щоб їх засклення було спрямовано на південь із можливими відхиленнями на схід до 20є, а на захід - до 30є. Перевищення допущених відхилень приводить до зниження теплопродуктивності колекторів. Дах будинку в більшості випадків є самим раціональним місцем розміщення колектора, тому що, як правило, дах досить високий, що дозволяє уникнути затінення колектора протягом світлового дня навколишніми предметами, будинками або рослинністю, що приводить до зниження його теплопродуктивності.

Якщо дах будинку не підходить для установки сонячного колектора (наприклад, дах орієнтований на північ-південь), існують ще стіни, орієнтовані на південний захід і південний схід. Для цього потрібна будівля, що буде захищати колектор від атмосферних впливів і нержавіюча несуча конструкція. У цьому випадку колектор може служити ще й козирком над вхідними дверима або терасою, або балконом.

Усі кріпильні елементи виготовлені з анодируваного алюмінію (крім конструкцій на плоский дах) і з нержавіючої сталі. Опорні конструкції і кріпильні елементи розраховані на вітрове навантаження 30 м/с [62]

РОЗДІЛ 2 ОБ'ЄКТ І ПРЕДМЕТ ДОСЛІДЖЕННЯ

Об'єктом дослідження є острів Зміїний (рис. 2.1.), предметом - прісна вода (для забезпечення життєдіяльності) і енергія сонця (за допомогою якої і можна опріснити воду). Розглянемо більш конкретніше об'єкт та предмет дослідження

Рис. 2.1. Місце розташування о. Зміїний [43]

Острів Зміїний (рум. Insula Єerpilor) -- розташований у північно-західній частині Чорного моря на відстані 20 миль від гирла р. Дунаю та 80 миль від м. Одеса. Віддаленість від українського берега складає 35 км, від румунського - 36 км, від турецького - 420 км, від м. Одеси - 160 км, від півострова Крим - 175 км. Острів належить до Кілійського району Одеської області (рис. 1.). Географічні координати острова 45°15'18'' північної широти, 30°12'15'' східної довготи. Площа острова - 16,0 га, максимальна висота над рівнем моря - 41,3 м, найбільша довжина - 615 м, ширина - 560 м. Острів має хрестоподібну форму (рис. 2.2.) Найближчий населений пункт на узбережжі -- м. Суліна (Румунія). Найближчий населений пункт України -- м. Вилкове. Береги острова в основному урвисті, але існують і чотири пляжі: «Дамський», «Дергач», «Золотий», «Бандитський» [42]

Ґрунт острова скельний, вода - із свердловини, частково привізна. У чотирьох милях на захід від острова проходить рекомендований шлях паромної переправи Одеса-Варна. Цей шлях використовують судна прибережного плавання, які прямують до портів Румунії, Болгарії, Туреччини. Інтенсивність руху суден в районі острова складає в середньому 8-10 суден на добу. Більшу частину року в районі острова ведуть промисел українські риболовецькі судна (3-6 суден одночасно).

Острів Зміїний - єдине тектонічне підняття на великому (64 000 кмІ) північно-західному шельфі Чорного моря, значно віддалене від берегів. Острів виділяється унікальним географічним положенням. Він складений з усадочних, грубо уламаних порід, які чергуються з кварцитовими пісковиками, кварцовими конгломератами, строкато кольоровим відкладенням (рис. 2.3.)

Ділянка о. Зміїний є масивом, обмеженим з усіх боків розломами. Його береги ніби складені з окремих уламків, а верхня частина вкрита бурими неогеновими глинами та четвертинним делювієм. Давні міцні породи острова утворюють обривчасті і скелясті абразійні форми рельєфу, які не перекриваються сучасними відкладеннями.

Острів Зміїний відноситься до складчастої структури палеозоїв, де, вірогідно, проявились не тільки герцинська складчастість, але й одна з останніх фаз каледонського тектогенезу, внаслідок цього породи досить дислоковані і метаморфізовані. Поверхню острова складають нижньодевонські породи, в яких зустрічаються палеонтологічні залишки цього віку, що дає можливість стратифікувати товщі за палеонтологічними ознаками. На південному березі острова в прошарку зеленувато-сірих алевролітів знайдені відбитки та ядра молюсків і остракод. На північно-східному мисі острова та в обриві його північного берега глинисті прошарки містять відбитки черепашок і ядра остракод. У межах острова доступні для безпосереднього вивчення гірські породи, які сформувалися в силурійскій та девонський час і можуть у собі нести інформацію про древні та всі наступні геологічні процеси які проходили на даній території [44]

Рис. 2.2. Вид на острів Зміїний з моря [44] Рис. 2.3. Узбережжя острова Зміїний [44]

Роль давніх порід о. Зміїний як носіїв достовірної геологічної інформації ще більш зростає в зв'язку з перспективами нафтогазоносності цієї території. Окрім того, древні породи острова Зміїний і сучасні морські донні відкладення є основою (субстратом) на який формують і багато в чому визначають стан і розвиток сучасних екосистем острова і прилягаючої акваторії.

За прогнозами геологорозвідників, на українському шельфі в північно-західній частині Чорного моря, розташовані великі запаси вуглеводнів. Ці прогнози також підтверджуються й розвідувальними роботами, що були здійснені за допомогою самопідйомної плавучої бурової установки "Сиваш", на структурі “Олімпійська”, саме біля острова Зміїний. Під час буріння глибокої свердловини геологорозвідники одержали з нижнього шару родовища нафту, а з двох верхніх - промисловий вилив природного газу. “Чорне золото” залягає тут на глибині близько 2,5 кілометри. Прогнозований обсяг майбутнього родовища - 10 мільйонів тон нафти та 10 мільярдів кубічних метрів газу. Тому розгортаються дипломатичні суперечки щодо до території острова Зміїний між Україною та Румунією. Окрім того, нафтовики вже порахували майбутню рентабельність промислового видобутку - при перекачуванні по трубопроводах вона може сягнути 40 відсотків [41]

Клімат острову помірний. Середня температура зими коливається від 0 до 2°С, літа - від 19 до 24°С. Абсолютний максимум температури +40°С, абсолютний мінімум -30°С. Середньорічна сума опадів близько 300 мм. Переважаючими напрямами вітру і хвилі є західний і північно-східний.

Острів Зміїний використовується перелітними птахами для відпочинку при сезонних міграціях. У весняний період на острові спостерігається до 234 видів птахів. Восени -- 156 видів, 37 із них червонокнижні. В окремі роки на острові відпочиває до 45 % видів орнітофауни країн СНД. Також на острів з гирла Дунаю морською течією час від часу заносить водяних вужів, від яких острів i отримав свою сучасну назву. В прилеглих до острова водах зареєстровано 48 видів риб (з яких 2 види червонокнижні) та 6 видів крабів, з яких 4 занесені до Червоної книги України. Указом Президента України від 09.12.1998 р. № 1341/98 “Про території та об'єкти природно-заповідного фонду загальнодержавного значення” створено загальнозоологічний заказник загальнодержавного значення “Острів Зміїний”, до складу якого включено екологічно цінну частину острову з прилеглою 500-метровою акваторією Чорного моря загальною площею 232 га. Наказом Мінприроди України від 27.01.2005 р. № 54 затверджено Положення про загальнозоологічний заказник загальнодержавного значення «Острів Зміїний»

Історія острова. За давньогрецькою легендою, острів підняла з моря богиня Фетіда для свого сина Ахілла. Перша згадка про острів з'явилася у писемних джерелах кінця VII століття до нашої ери -- там він називався Левке (Білий). Острів згадується в записах Овідія, Страбона та Геродота. На острові був споруджений, а пізніше зруйнований храм Ахілла. Руїни храму (квадратна споруда зі стороною приблизно 30 метрів) були виявлені та описані в 1823 році, а в 1843 значна кількість будівельних матеріалів з цих руїн була використана для будівництва на острові маяка. З років раннього середньовіччя острів належав Туреччині.

Після перемоги Росії в російсько-турецькій війні 1787--91 рр. згідно з Ясською угодою острів Зміїний відійшов до Російської імперії. Після цього в 1823 році картографом М. Крицьким була складена перша карта острова. Після поразки Росії в Кримській війні 1853--56 рр. острів відійшов до Румунії, на ньому був розміщений дисциплінарний батальйон румунської армії. Під час Другої Світової Війни в квітні 1944 року радянським Чорноморським флотом на острів було висаджено десант, і гарнізон капітулював без бою. Згідно з дипломатичним протоколом, підписаним Миколою Шутовим (від СРСР) та Едуардом Мезинческу (від Румунії), острів Зміїний з 12 годин 23 травня 1948 року передавався до складу СРСР. З 1956 року на острові дислокована радіолокаційна рота ППО, а також прикордонна застава скороченого складу. У 1980-х роках на шельфі навколо острова виявлено значні родовища нафти та газу, що стало приводом для дипломатичної суперечки між Україною та Румунією щодо розмежування територіальних вод в цьому районі.

16 вересня 2004 року Румунія зробила подання в Міжнародний Суд в Гаазі з приводу того, чи вважати острів Зміїний островом, чи скалою, що має визначний вплив на схему розмежування континентального шельфу в даному районі. 19 травня 2006 Україна зробила подання контрмеморандуму, після чого, в грудні 2006 року Румунія направила в суд репліку на контрмеморандум. До липня 2007 року Україна має право на подання контррепліки на румунську репліку, після чого суд почне розгляд справи по суті [42]

Сучасність. В 2002 році Кабінет Міністрів України затвердив програму господарської діяльності на о. Зміїний до 2006 року. В рамках програми острів передано до складу Кілійського району Одеської області, частково демілітаризовано (виведено радіотехнічний підрозділ та демонтовано радар). Також на острові споруджено причал для суден осадкою до 8 метрів, хвилеріз, кілька господарських споруд, висаджено дерева. Споруджується причал для малотоннажного флоту (рис. 2.4.).

Рис. 2.4. Фотознімок о. Зміїний з гелікоптера українських прикордонників [44]

В перспективі планується відкриття туристичного та пірнального центрів й налагодження регулярного судноплавного сполучення з м. Кілія. На острові відкрито пошту, філію банку «Аваль», ретранслятор мобільного зв'язку, налагоджено кабельний зв'язок (телефон центрального комутатора). Починаючи з 2003 року, на острові постійно працюють вахтовим методом науковці Одеського національного університету ім. І.І. Мечникова. На початок 2007 року на острові постійно проживало близько 50 осіб: прикордонники, науковці, технічний персонал маяка. 8 лютого 2007 року Верховна Рада України ухвалила постанову про надання господарським та житловим комплексам на Зміїному статусу селища з присвоєнням назви Біле з підпорядкуванням Кілійському району. Ця постанова викликала протести, висловлені у вербальній ноті румунськими дипломатами, які українська сторона розцінила як втручання у внутрішні справи

Інші назви острова

Давні греки називали його "Острів Ахілла", через те, що там був розташовано храм Ахілла і похований сам Ахілл. Також, сучасні греки називають його Лехкьт, Leuce Island ("Білий острів"), така сама назва зустрічається і у римлян для цього острова - Alba. Османська Імперія називала його як "острів Федонісі", через що острів дав назву Битві при Федонісі, яка точилася біля його берегів [42]

Предметом дослідження, як вже зазначалося, є Сонце та прісна вода.

Сонце -- центральне і наймасивніше тіло Сонячної системи. Його маса в 333 000 раз більша за масу Землі й у 750 раз перевищує масу всіх інших планет, разом узятих. Сонце -- могутнє джерело енергії, яку воно постійно випромінює в усіх ділянках спектра електромагнітних хвиль -- від рентгенівських і ультрафіолетових променів до радіохвиль. Це випромінювання дуже впливає на всі тіла Сонячної системи: нагріває їх, позначається на атмосферах планет, дає світло й тепло, необхідні для життя на Землі

Випромінювання з поверхні Сонця характеризується широким енергетичним спектром, що приблизно відповідає енергетичному спектру випромінювання “чорного тіла” при температурі 5800К. Максимум інтенсивності лежить у видимій області спектра (0.35-0.75 мкм), в якій зосереджена майже половина всієї енергії. Решта сонячного випромінювання розподіляється між ультрафіолетовою частиною спектра з довжиною хвиль меншою за 0.3 мкм (менша частина) і інфрачервоною з довжиною хвиль більшою 0.75 мкм (більша частина). Інтенсивність сонячного випромінювання біля атмосфери Землі дорівнює 1360 Вт/м2- величина відома як сонячна стала АМ0. При проходженні крізь атмосферу Землі інтенсивність сонячного випромінювання зменшується за рахунок його поглинання, розсіювання та відбивання при взаємодії з частинками пилу, з киснем, озоном, вуглекислим газом, парами води. При взаємодії з озоном та киснем поглинання сонячного випромінювання відбувається переважно в ультрафіолетовій частині спектру, водяна пара та вуглекислий газ поглинають переважно в інфрачервоній частині. Тому сонячне випромінювання, яке досягає земної поверхні, має меншу енергію, а його спектр змінюється [63]

Вода, Н2О -- рідина без запаху, смаку і кольору; оксид водню. Прісною водою вважається, коли в ній не більше одного грама солі. Саме така вода є найбільш цінною, необхідною для підтримки наземної біосфери. Вона складає лише один-два відсотки від загальних запасів води. Для практичного використання людьми придатна значно менша частина, бо головні запаси прісної води (75 %) зберігаються у вигляді льоду та снігу (питання прісної води та енергії Сонця більш детально розглядалося також в попередньому розділі).

РОЗДІЛ 3 МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕНЬ

В процесі дослідження будуть враховані такі характеристики як:

- кліматологічні - інтенсивність надходження сонячної радіації, температури холодної води і навколишнього середовища, тривалість сонячного сіяння;

- технологічні - геліоопріснювальна установка та її складові

Дане питання - опріснення води - буде досліджене саме за допомогою використання сонячної енергії. Як вже зазначалося вище, існує багато «традиційних» методів опріснення води, проте вони мають ряд недоліків, такі як:

висока складова витрат на електроенергію в собівартості виробленої води, що становлять до 60%;

висока вартість устаткування й будівництва;

тривалі строки окупності установок;

далекість виробництва прісної води від джерел споживання;

значні витрати на експлуатацію, висока потреба у висококваліфікованому й численному обслуговуючому персоналі [53]

Так як острів Зміїний розташований серед моря, де досить низьке забезпечення електромереж, а інтенсивність сонячної радіації, яка надходить на острів, досить достатня, то чому б не опріснювати воду саме за допомогою енергії Сонця. Сонячна енергія - це практично невичерпне та екологічно чисте джерело енергії, яке не потребує видобування і транспортування, воно невагоме, безшумне, нешкідливе, а його утилізація не утворює прямих відходів і не порушує теплової рівноваги планети. Тому, я вважаю, що саме такий спосіб опріснення води буде раціональним.

Сонячна енергія в системі використовується для нагріву теплоносія у колекторах сонячної енергії. Для розрахунку обсягу теплової енергії, яку можна отримати від сонячного колектору, використовують таку формулу:

 (3.1.)

де - обсяг теплової енергії, виробленої сонячним колектором за i-тий проміжок часу, Дж;

- площа поверхні сонячного колектору, мІ;

- густина потоку сонячної радіації, що надходить на поверхню колектора протягом і-того проміжку часу, Вт/мІ;

- ефективний оптичний ККД колектора;

- сумарний коефіцієнт тепловтрат сонячного колектора, Вт/ (мІ· К);

- температура теплоносія на вході в сонячний колектор протягом і-того проміжку часу, єС;

- температура навколишнього середовища протягом і-того проміжку часу, єС;

-тривалість сонячного сяяння протягом досліджуваного періоду часу, с [12, с. 12]

Характеристика кількості сумарної сонячної радіації, що надходить на квадратний метр поверхні () на різних широтах Європейської частини, наведена в таблиці 3.1. [4, с. 135]

Таблиця 3.1.

Інтенсивність сонячної радіації на різних широтах по місяцях Вт/мІ

Місяць Широта	І	ІІ	ІІІ	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII	Середнє за рік
Європейська частина
40-45 є	67	96	144	187	228	265	259	237	178	127	71	58	159
45-50 є	42	70	130	184	250	274	252	231	163	94	50	28	146
50-55 є	31	59	108	149	211	240	221	177	125	65	30	19	118
55-60 є	22	52	108	154	215	230	222	174	116	56	25	16	115
60-65 є	9	29	91	141	188	230	209	146	79	31	11	3	96
65-70 є	3	22	87	153	200	244	228	164	74	27	5	0	99

Ефективний оптичний ККД () колектора сонячної енергії залежить від його конструкційних особливостей. Значення ефективного оптичного ККД для різних типів сонячних колекторів наведені в таблиці 3.2.

Таблиця 3.2.

Ефективний оптичний ККД для різних типів сонячних колекторів

Тип колектора сонячної енергії	Ефективний оптичний ККД
Колектор з неселективним покриттям без засклення	0,95
Колектор з неселективним покриттям і одинарним заскленням	0,78-0,85
Колектор з неселективним покриттям і подвійним заскленням	0,73-0,75
Колектор з селективним покриттям і одинарним заскленням	0,75-0,8
Колектор з елективним покриттям і подвійним заскленням	0,7
Вакуумійований скляний трубчатий колектор	0,75
Колектор стальний листотрубний	0,75
Латунно-алюмінієвий колектор	0,73

Можна розрахувати ефективний оптичний ККД сонячного колектора за наступною формулою:

з0 =Ь·ф (3.2.)

де з0 - ефективний оптичний ККД колектора;

Ь - поглинальна здатність променеприймальної поверхні;

ф - коефіцієнт пропускання сонячного випромінювання прозорим покриттям.

Характеристики Ь і ф для різних типів колекторів наведені в таблиці 3.3. [4]

Таблиця 3.3.

Поглинальна здатність променеприймальної поверхні Ь та коефіцієнт пропускання сонячного випромінювання прозорим покриттям ф для різних типів сонячних колекторів

Тип колектора сонячної енергії	Ь	ф
Колектор з неселективним покриттям і одинарним заскленням	0,95	0,87
Колектор з неселективним покриттям і подвійним заскленням	0,95	0,77
Колектор з селективним покриттям і одинарним заскленням	0,9	0,87

Коефіцієнт пропускання сонячного випромінювання ф прозорим покриттям колектора сонячної енергії залежить від характеристик матеріалу, з якого зроблене покриття. Значення ф для різних матеріалів наведені в таблиці 3.4.

Таблиця 3.4.

Коефіцієнт пропускання сонячного випромінювання ф різними матеріалами

Матеріал	Товщина, мм	ф
Скло	4	0,91
Полікарбонат	2	0,84
Фіберглас	2	0,9
Полівінілхлорид	0,1	0,92
Поліметилметакрил	3	0,89
Тефлон	0,25	0,96
Поліамід	0,006	0,8
Поліетилен	0,05	0,84

Поглинальна здатність променеприймальної поверхні сонячного колектору Ь залежить від властивостей матеріалу, з котрого виготовлена ця поверхня. Значення Ь для різних матеріалів наведені в таблиці 3.5. [4]

Таблиця 3.5.

Поглинальна здатність (Ь) різних матеріалів

Матеріал	Ь
Чорний хром	0,87-0,93
Чорний нікель	0,87-0,92
Анодування	0,82-0,99
Оксид міді	0,83-0,91
Чорна фарба неорганічна	0,89-0,96
Чорна фарба акрилова	0,92-0,97
Чорна фарба силіконова	0,86-0,94

Значення сумарного коефіцієнту тепловтрат сонячного колектору, в залежності від його типу, наведені в таблиці 3.6. [4]

Таблиця 3.6.

Сумарний коефіцієнт тепловтрат сонячного колектора

Тип колектора сонячної радіації	Сумарний коефіцієнт тепловтрат, Вт/(мІ· К)
Колектор з неселективним покриттям без засклення	15
Колектор з неселективним покриттям і одинарним заскленням	7,0-11,0
Колектор з неселективним покриттям і подвійним заскленням	4,5-8,0
Колектор з селективним покриттям і одинарним заскленням	3,5-5,5
Колектор з селективним покриттям і подвійним заскленням	3,5-6,0
Вакуумійований колектор	2,0-3,0
Колектор з тепловою пасткою	4,0-5,0
Колектор з комірчастою структурою для пригнічення конденсації	3,0-4,0
Колектор з чорним теплоносієм та прозорими трубами	3,0-4,0
Багатошаровий колектор (простір між склом і поглинаючою пластиною заповненою водою)	6,0-7,0
Сонячний повітронагрівач	7,0-8,0
Колектор з тепловою трубою	1,5-2,0
Концентратори	0,8-1,4
Колектор стальний листотрубний	5,8 Вт/(м2·К)
Латунно-алюмінієвий колектор	5,3 Вт/(м2·К)

Тривалість періоду сонячного сяяння - кліматична характеристика регіону, задається так, як і температура навколишнього середовища, окремо для кожного проміжку часу (табл. 3.7.) [11]

Таблиця 3.7.

Середня тривалість сонячного сіяння по місяцях, год.

Південний степ
Пункт спостереження	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII	Рік
Асканія-Нова	58	83	143	204	235	308	345	326	241	166	98	45	2300
Одеса	70	88	140	201	277	305	347	323	250	174	69	59	2302
Херон	63	86	141	198	363	306	346	324	342	169	76	54	2282

Температура теплоносія на вході в сонячний колектор залежить від температури холодної води (до якої прирівнюється температура теплоносія на виході з будівлі) та від тепловтрат трубопроводу, який подає теплоносій в колектор.

Температура теплоносія на вході в сонячний колектор пропонується розраховувати за такою наступною формулою:

(3.3.)

де - температура теплоносія на вході в сонячний колектор протягом і-того проміжку часу, є С;

та - температура холодної води і навколишнього середовища відповідно протягом і-того проміжку часу, є С;

- тепловтрати трубопроводу на шляху подачі теплоносія до сонячної установки протягом і-того проміжку часу, Вт;

- інтенсивність перекачування води через сонячний колектор, л/с;

- питома ізобарна теплоємність води, що дорівнює 4190 Дж/ (кг · єС);

- густина води, що дорівнює 1 кг/л;

- довжина трубопроводу, який подає теплоносій від розподільчого вузла до сонячного колектору, м;

, -коефіцієнти теплопровідності від теплоносія до стінки трубопроводу (внутрішній коефіцієнт) та від зовнішньої поверхні ізоляції в навколишнє середовище (зовнішній коефіцієнт), Вт/ (м· єС);

, - внутрішній діаметр трубопроводу і зовнішній діаметр ізоляційного покриття, м;

- теплопровідність n-ного шару ізоляції, Вт/ (мІ· єС);

, - внутрішній та зовнішній діаметри n-ного шару ізоляції, м [12, с. 13]

РОЗДІЛ 4 РЕЗУЛЬТАТИ ОСОБИСТИХ ДОСЛІДЖЕНЬ

4.1 Сучасні геліоопріснювальні установки, їх вплив на довкілля

На теперішній час використання геліоопріснювальних установок набуло досить широкого застосування по всьому світі. Винайдено велику кількість різноманітних патентів, які потребують більшого вдосконалення та практичного застосування. Розглянемо деякі сучасні геліоопріснювальні установки.

Геліотермічна опріснювальна установка ВГТУ-О-2-8

Установка призначена для дистиляції води за рахунок сонячної енергії. Вони можуть використовуватися для приготування питної води в побутових і виробничих умовах, для дистиляції води в технологічних цілях на хімічних, фармацевтичних виробництвах, в сільських господарствах, на консервних, виноробних та інших підприємствах.

Основними елементами установок ВГТУ-О-2 є трубчасті високотемпературні вакуумні колектори сонячного випромінювання (ТВВК-2). Вони мають вигляд тонкостінної труби з неіржавіючої сталі, оточену вакуумним скляним кожухом. На поверхні труби нанесене поглинаюче покриття .

Колектори разом з дзеркальними відбивачами збираються в геліомодулі (4 колектори в одному модулі). Площа збору сонячного випромінювання одним модулем складає 1 мІ. Протягом дня здійснюється автоматична орієнтація геліомодулей на сонці і тим самим забезпечується максимальне використовування сонячного проміння. Сонячне проміння за допомогою відбивачів концентрується на колекторах і доводить її до кипіння. Пароводяна суміш поступає в сепаратора, де відбувається розділення пари від води. Вода знову подається в геліомодулі, а пара проходить через конденсатор і перетворюється на дистильовану воду. Енергія, що виділяється при конденсації пари, йде на нагрів води, частина якої прямує в колектори, а інша - використовується для побутових або господарських потреб. Робота установки протягом дня регулюється автоматично.

Витрата електроенергії для запуску установки в роботу і орієнтації її по сонцю протягом дня складає не більш 0,01 кВт · год. в день. Підготовлений варіант установки, що працює без споживання електроенергії. Технічні характеристики установки наведені в таблиці 4.1.

Таблиця 4.1.

Технічні характеристики ВГТУ

Назва установки	ВГТУ-О-2-4	ВГТУ-О-2-8	ВГТУ-О-2-16
Кількість поглинаючих модулів ГМ-2 (шт.)	4	8	16
Площа поверхні, поглинаюча сонячним випромінюванням (мІ)	4	8	16
Температура підігріву води (є С)	95	95	95
Розмір установки (ммі)	2500x4000x2200	4500x4000x3500	4500x7000x3500
Вага установки (кг)	410	640	1130

Секційний принцип побудови встанови дозволяє збирати її з необхідного числа геліомодулей . Продуктивність установок слабо залежить від часу дня.

Продуктивність установки практично не залежить від температури навколишнього повітря. Продуктивність установки при відкритому сонці восени і весною в середньому складає 82%, а взимку - 64% від середньої продуктивності протягом літа. Установка працює при негативних температурах повітря. Спеціальна обробка запобігає утворенню накипу в колекторах і в комутаційних трубопроводах [48]

Сонячні опріснювачі води "Оазис"

Сонячний опріснювач призначений для отримання питної води з солоної (морський) і забрудненої води. Опріснювачі "Оазис" і "Оазис-1" - малогабаритні. Опріснювач "Оазис-1000" призначений для забезпечення прісною (питний) водою селищ, готелів, ресторанів і т. і.

Опріснювач також очищає воду від шкідливих домішок, хвороботворних мікробів і насищає її необхідними мікроелементами за допомогою блоку кондиціонування, забезпечуючи відповідність санітарно-гігієнічним нормам ВОЗ.

Опріснення води досягається шляхом її випаровування з подальшою конденсацією. Конструкція опріснювача розбірна, зручна для транспортування.

Опріснювач дозволяє одержати з площі випаровування 0,85 мІ 7-8 літрів очищеної води в добу. За бажанням замовника може бути змонтована опріснювальна система загальною площею 4, 8 і 12 мІ з отриманням відповідно 28, 56 і 84 літрів питної води в добу. Технічні характеристики установки наведені в таблиці 4.2. [49]

Таблиця 4.2.

Технічні характеристики установок «Оазис»

Назва опріснювача	Оазис	Оазис-1	Оазис-1000
Ефективна площа, мІ	0,85	1,5	250
Кількість одержуваної питної води в добу, л	7-8	12-14	1000 - 1500
Маса, кг	40	60
Габарити в робочому стані, мм	1530Ч740Ч750	1750Ч1000Ч850
Габарити в упаковці, мм	1580Ч815Ч275	1800Ч110Ч110
Термін експлуатації, років	10	10	10
Вартість, дол. США	280	322	25000

Патент Російської Федерації RU2099289. Опріснювач морської води Кашеварова «ОМВК»

Ім'я винахідника: Кашеваров Юрій Борисович

Використання: для отримання прісної води-конденсату з морської.

Суть винаходу: використовують засклений парник, в якому морська вода випаровується під впливом сонячного випромінювання, а вологе повітря парника охолоджується в теплообміннику-конденсаторі морською водою, що поступає по водоводу з холодних глибинних шарів води океану (моря, затоки). При цьому з вологого охолодженого повітря виділяється конденсат, що поступає споживачу по водопроводу. У нічний час опріснювач працює за рахунок різниці температур повітря, що поступає з парника, і морської води, що поступає з океану в теплообмінник-конденсатор. У комплект входить вітросонячна електростанція, що забезпечує електроенергією всі електропристорої в денний і нічний час за рахунок енергії сонячної радіації і вітру [64]

Патент Російської Федерації RU2044692. Сонячний опріснювач з повітровідвідним клапаном

Ім'я винахідника: Ашурли З. І. О.; Гаджиєв М. Г.; Нарусбек Е. А.; Філін С. А.

Винахід відноситься до геліотехніки, зокрема до сонячних опріснювальних установок для отримання дистильованої води

Суть винаходу: сонячний опріснювач забезпечений повітровідвідним клапаном, встановленим у верхній частині збірки дистиляту і системою стеження за сонцем, селективне покриття виконане у вигляді інтерференційного покриття подвійної системи шарів з високим і низьким коефіцієнтом заломлення, пропускаючи в ІК-області сонячного спектру або гарячепресованого фториду.

Мета винаходу: підвищення ККД сонячного опріснювача шляхом підвищення його надійності і забезпечення самонаведення концентратора в ньому на сонці [64]

Патент Російської Федерації RU2165890. Геліоопріснювальна установка

Ім'я винахідника: Потапов Ю.Ф.; Горшенєв В.Г.; Жулєв Ю.Г. 

Винахід відноситься до теплотехніки, а саме до сонячних опріснювачів солоної води невеликої продуктивності, використовуваних в побуті (рис. 4.1.1.) Установка складається з сонячного колектора і багато секційного вакуумного дистилятора. Випробувальний і випарно-конденсаційні теплообмінники дистилятора виконані у вигляді спіральних трубок з горизонтальним розташуванням витків. Відкачування розсолу з дистилятора здійснюється за допомогою водоповітряного ежектора. Питома продуктивність установки залежить від числа використовуваних секцій.

Недоліком такого опріснювача є достатньо складна конструкція дистилятора, істотне споживання електроенергії, що витрачається на роботу трьох насосів, і невисока надійність насоса подачі опріснювальної води до розбризкувача випарника і зливу розсолу у вакуумну ємність, а також завданням справжнього винаходу є спрощення конструкції дистилятора, зменшення вартості експлуатації і підвищення надійності роботи, а також невисока питома продуктивність опріснювача [64]

Патент Російської Федерації RU2088533. Геліоопріснювальна установка

Ім'я винахідника: Горшенєв В.Г.; Жульов Ю.Г.; Ільїн В.И.; Потапов Ю.Ф.;

Використання: у теплотехніці, а саме для опріснення морської води з використанням сонячної енергії. Суть винаходу: пропонована геліоопріснювальна установка містить сонячний колектор і багато секційний з вертикальним розташуванням секцій дистилятор випарного типу (рис. 4.1.2.). Кожна панель колектора по всій тепло поглинаючій поверхні містить канали, утворені двома паралельними пластинами, розташованими на відстані 3 - 10 мм один від одного, і перегородками між ними.



Рис. 4.1.1. Геліоопріснювальна Рис. 4.1.2. Геліоопріснювальна

установка установка

Відомі геліоопріснювачі, що включають вертикальні багато секційні дистилятори і сонячні колектори. В цих опріснювачах використовуються сонячні трубчасті колектори з круглою, овальною або іншою формою поперечного перетину трубок теплоносія.

Недоліком даних опріснювачів є те, що ефективна площа тепло поглинаючої поверхні трубок, омивана теплоносієм і освітлювана Сонцем із-за зазору між ними, складає лише 50-70% від загальної площі колектора, що знижує його ефективність. Окрім цього, в дистиляторі опріснювача розділення секцій відбувається за допомогою водяного затвора по поверхні зрошувача, що утрудняє регулювання тиску і витрати.

Завданням винаходу є збільшення продуктивності, підвищення надійності роботи і зменшення вартості опріснювача [64]

Патент Російської Федерації RU2048444. Гігроскопічна геліоопріснювальна установка

Ім'я винахідника: Лліхов Н. Н., Смірнов А. А.

Винахід стосується опріснення морської води, геліотехніки і вітроенергетики. Опріснювач забезпечений турбокомпресором, системою пневмофорсунок, розміщених в лотках, конденсатор змонтований над опріснювачем, а вентилятор виконаний у вигляді сонячно-вітрової установки. Підігрівач виконаний у вигляді спіралеобразних лотків і забезпечений теплообмінником з регулятором температури і солоності води.

Гігроскопічний метод опріснення полягає в конденсації пари вологи, витягнутої безпосередньо з повітря або штучно зволоженого повітря.

Відомий опріснювач, що використовує сонячну енергію, електроенергію для примусової циркуляції повітря вентилятором.

Проте ці вельми перспективні опріснювачі поки практичного застосування не знайшли. Це пов'язано з їх значною енергоємністю. При збільшенні одиничної продуктивності опріснювача істотно зросла б витрата традиційних джерел електроенергії на приводи вентилятора. Наприклад, при площі нагріву оранжереї (камери) близько 0,4 га потрібно буде витратити до 500 кВт електроенергії.

Мета винаходу створення екологічно чистої автономної, гігроскопічної геліоопріснювальної установки, що працює на поновлюваних джерелах енергії (сонячної і вітрової) з чималою одиничною продуктивністю (потужністю); збільшення питомої продуктивності даної гігроскопічної геліоопріснювальної установки, а також забезпечення промислового використання сонячної енергії [64]

Патент Російської Федерації RU2081840. Сонячна опріснювальна установка

Ім'я винахідника: Клячко Л. А.; Шварц М. Е.; Черняєв В. Д.

Суть винаходу: установка містить теплоізольований кожух з нижньою зачорненою панеллю і поряд похилих проміжних панелей із збірками конденсату. Патрубок подачі солоної води, підведений до поверхні верхньої проміжної панелі, і нижні кінці трубок виконані з бічними вихідними отворами. Трубки панелі підключені до колектора для відведення надлишку розсолу. Верхня панель і проміжні панелі виконані прозорими для сонячної радіації, при цьому останні виконані з теплопровідного скла або з скла, армованого елементами. Конструкція установки забезпечує оптимальний рівень заповнення панелей установки солоною водою і слив надлишку розсолу, виключаючи засолення панелей і максимальне використання енергії сонячної радіації, що дозволяє підвищити ефективність і надійність роботи установки. Також реалізується безперервне функціонування опріснювальної установки в умовах сильного зниження інтенсивності сонячної радіації (хмарність, вечірній і нічний час доби) [64].

4.2 Вплив використання сонячної енергії та геліоопріснювальних установок на довкілля

Загальноприйняте, що одним з магістральних напрямів досягнення екологічної чистоти енергетики є розвиток поновлюваної енергетики. Проте і поновлювану енергетику не можна рахувати абсолютно екологічно чистою, хоча слід зазначити, що негативний вплив цього виду енергетики на декілька порядків нижчий, та і носить воно принципово інший характер.
Головна перевага - відсутність емісії СО2. Наприклад, вироблення 1 млн. кВт·год електроенергії на сонячних, вітрових, геотермальних і гідравлічних станціях запобігає шкідливим викидам при виробленні такої ж кількості електроенергії на електростанціях на вугіллі в наступних об'ємах: вуглекислого газу - 750-1250 т, двоокиси сірі - 5-8 т, оксидів азоту - 3-6 т, золи - 40-70 т, пил - 270-470 кг.

Сумарна небезпека для здоров'я людей обумовлена, перш за все, необхідністю переробки сировини для виробництва великої кількості високоякісних матеріалів (вилучення рідкісних елементів для сонячних батарей тощо), великими працезатратами. Такі відновлювані джерела енергії, як вітер, інсоляція, характеризуються нерівномірністю, тому необхідні пристрої для акумуляції енергії чи співвідносні традиційні маневрені джерела. Але прямий вплив на природне середовище при перетворенні первинної енергії у вторинну в цілому не дає дуже небезпечних наслідків.

Фотоелектричні установки і сонячні станції термодинамічного циклу, сонячні водонагрівальні системи створюють наступні види негативного впливу:

- затінювання значних майданів з можливою деградацією земель, вірогідність витоку робочих рідин в двоконтурних водонагрівальних системах;

- зміна мікроклімату в районі розташування станції.

Значний негативний вплив на природу фотоелектричних установок полягає в тому, що отримання кремнію «сонячної якості» з якого виробляються фотоелементи, здійснюється в даний час за так званою хлорною технологією. Проте в світі і в Росії у стадії дослідно-промислового виробництва знаходяться без хлорні екологічно чисті технології. Їх широке впровадження забезпечить, безумовно, екологічну чистоту фотоелектричних станцій і установок [57]