امروزه استفاده از انواع انرژی­ های تجدید شدنی با توجه به مشکل های سوخت­ های فسیلی از جمله آلودگی محیط زیست و هزینه­ های اقتصادی آن، اهمیت زیادی پیدا کرده است. استفاده از انرژی خورشیدی با توجه به فراوانی و در دسترس بودن این انرژی و قابلیت ذخیره و تبدیل آن به صورت­ های دیگر انرژی مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش ، یک آب شیرین­کن پلکانی در حالت دو بعدی با استفاده از نرم افزار کامسول (Comsol) شبیه سازی شده است. همچنین افزایش تعداد پله ­ها و افزودن تعدادی بافل گرمایی برای افزایش میزان آب شیرین تولیدی مورد بررسی قرار گرفته است. نتیجه های به دست آمده از شبیه سازی با داده های تجربی مقایسه شد. میزان خطای میانگین برای آب شیرین تولیدی و دمای آب شور به دست آمده از نرم افزار با مقدارهای تجربی، به ترتیب 78/11 و 75/1 درصد می ­باشد. نتیجه های نشان می ­دهد هر چه تعداد پله ها افزایش یابد، میزان آب شیرین تولیدی افزایش خواهد یافت. افزون بر این افزودن 3 بافل به ارتفاع 3/0 سانتی متر نسبت به حالت موجود دستگاه، میزان آب شیرین تولیدی را 65/9% افزایش می­ یابد.

باتوجه به دسترسی آسان به انرژی خورشید، تصفیه آب با استفاده از انرژی خورشید موردتوجه پژوهشگران می باشد. در این پژوهش، یک دستگاه آب شیرین کن خورشیدی پلکانی ساخته شده و در شهر اراک موردمطالعه آزمایشگاهی قرار گرفته است. به همین منظور، تأثیر پنج متغیر ورودی بر میزان استحصال آب به عنوان متغیر خروجی، با استفاده از طراحی آزمایش به روش تاگوچی بررسی شده است. متغیرهای ورودی شامل دبی آب شور، زاویة دستگاه، رنگ صفحة جاذب، تعداد و فاصلة نخ های هدایت کنندة آب تقطیرشده در هر ردیف بوده اند. این تحقیق ازاین جهت منحصربه فرد است که از نخ های پلاستیکی برای ایجاد مسیرهایی بر روی سطح شیشه استفاده کرده تا آب تقطیر شده را به مخزن آب شیرین هدایت کند. همچنین بررسی هم زمان تأثیر پارامترهای ورودی از نوآوری های این پژوهش می باشد. بر اساس نتایج به دست آمده، بیشترین خروجی آب شیرین، به میزان 1975 میلی لیتر بر مترمربع، زمانی حاصل می شود که دبی ورودی آب شور 50 میلی لیتر بر دقیقه، زاویة دستگاه 40 درجه، رنگ صفحة جاذب مشکی، تعداد نخ های هدایت کنندة آب در هر ردیف 2 عدد و فاصلة ردیف ها 8 میلی متر باشد. همچنین استفاده از 2 عدد نخ هدایت کنندة آب در هر ردیف و به فاصلة 8 میلی متر از همدیگر سبب افزایش میزان استحصال آب بر واحد سطح شده است.

امروزه آب شیرین کن های خورشیدی به طور گسترده ای به منظور شیرین سازی آب مورد استفاده قرار گرفته اند. در این تحقیق از یک دستگاه آب شیرین کن خورشیدی پلکانی که دارای 7 پله به ارتفاع 35 میلیمتر، عرض 80 میلی متر و طول 600 میلی متر می باشد، استفاده شده است. به منظور ادامه شیرین سازی آب بعد از غروب خورشید، از مواد تغییر فاز دهنده به عنوان منبع ذخیره انرژی گرمایی بهره گرفته تا در زمانی که خورشید غروب می کند همچنان بتوان به شیرین سازی آب ادامه داد. در این مطالعه از ماده تغییر فاز دهنده اسید استیاریک استفاده شده است. همچنین به منظور افزایش بازده دستگاه، از یک فن به منظور مکش هوای داخل آب شیرین کن و یک کندانسور استفاده شده است. آزمایش در چهار حالت انجام پذیرفته است حالت اول در حالت ساده، حالت دوم فقط با استفاده از فن مکنده و کندانسور، حالت سوم همراه با استیاریک اسید و حالت چهارم همزمان از ماده تغییر فاز دهنده و کندانسور استفاده شده است که نسبت به حالت ساده 104 درصد افزایش تولید داشته است.

تأمین آب شیرین همواره یکی از مهم ترین دغدغه های بشر بوده و روش های مختلفی برای رفع این دغدغه مورداستفاده قرار گرفته است. از ساده ترین دستگاه های ساخته شده تصفیه آب شور به کمک انرژی خورشید، دستگاه آب شیرین کن خورشیدی پلکانی است. در این پژوهش به بررسی تجربی تأثیر استفاده از پارچه به عنوان ماده جاذب و متغیرهای مربوط به آن بر میزان تولید آب شیرین پرداخته شده است. در این راستا یک دستگاه آب شیرین کن خورشیدی پلکانی ساخته شده و متغیرهای مرتبط با پارچه و بر همکنش آن ها مورد آزمایش قرار گرفته است. متغیرهای بررسی شده در آزمایش عبارت اند از: جنس پارچه، رنگ پارچه، تعداد لایه های پارچه در سطح پلکان دستگاه، زاویه پارچه نسبت به سطح پلکان و ارتفاع سرریز آب در هر پله. طراحی آزمایش ها به روش تاگوچی انجام گرفته است. از میان متغیرهای بررسی شده، رنگ و جنس پارچه به عنوان مؤثرترین عوامل بر افزایش حجم آب شیرین مشخص شده اند. بر اساس نتایج به دست آمده، بیشترین استحصال آب در طول روز به میزان 2790 میلی لیتر بر مترمربع با استفاده از پارچه از جنس تنظیف سیاه در سه لایه و با زاویة 90 درجه نسبت به سطح پله و همچنین با ارتفاع سرریز آب 1 سانتی متر بوده است.

استفاده از آب شیرین کن ها یکی از راه حل های مقابله با بحران آب در کشور می باشد. روش رطوبت زنی- رطوبت زدایی هوا یا به اختصار HD، یکی از روش های نمک زدایی از آبهای شور در ظرفیت های پایین است که طی سالهای اخیر مورد توجه قرار گرفته است. در این مقاله طرحی برای ترکیب آب شیرین کن HD خورشیدی با آب گرم کن خورشیدی خانگی ارایه شده است. این دستگاه در مقیاس خانگی و برای تامین همزمان آب شرب و آب گرم مصرفی یک خانوار طراحی شده و برای مناطق دورافتاده و کم جمعیت کویری گزینه ای مناسب می باشد. پس از بررسی ترکیب های گوناگون این دو دستگاه و انتخاب و ارزیابی فرایند نهایی، ساخت دستگاه ترکیبی در پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران انجام شد و آزمایش های لازم بر روی آن صورت گرفت. پارامترهای گوناگون و موثر در عملکرد دستگاه مانند شدت جریان ورودی به کندانسور، محدوده دمایی عملکرد آب شیرین کن و میزان تابش دریافتی خورشید مورد بررسی قرار گرفت. این دستگاه با توجه به شرایط تابش خورشید در کرج در ماه های بهار و تابستان مورد ارزیابی قرار گرفت که بر این اساس با استفاده از 4 عدد کلکتور خورشیدی می تواند روزانه تا 20 لیتر آب شیرین و حدود 250 لیتر آب گرم تولید کند. با توجه به اینکه در فرایند طراحی شده آب شور خروجی از آب شیرین کن به عنوان آب گرم مصرفی مورد استفاده قرار می گیرد، درنتیجه میزان استفاده از آب گرم توسط مصرف کننده دورریز آب دستگاه کاهش می یابد که بر اساس طراحی صورت گرفته می تواند در برخی روزها به صفر برسد. بنابراین افزون بر به کارگیری انرژی خورشید در تامین گرمای مورد نیاز، صرفه جویی مناسبی در مصرف آب صورت می گیرد.