Seawater greenhouse

Seawater greenhouse czyli system odzyskiwania słodkiej wody przy użyciu wody morskiej i szklarni. Technologia te umożliwia pozyskiwanie wody w suchym i gorącym klimacie, tam gdzie są problemy z wodą słodką.

Technologia ta wykorzystuje energię słoneczną do odparowania wody morskiej i chłodzenia powietrza, a w końcowej fazie kondensację i skroplenie wody na radiatorze (schładzanym morską wodą). Pozyskaną wodą można nawadniać rośliny uprawiane w szklarni lub w jej sąsiedztwie. W wyniku tego procesu uzyskuje się również sól morską.

Technologię tę wymyślił Brytyjczyk Charlie Paton we wczesnych latach 90. Technologia ta jest wdrażana przez jego brytyjską firmę działającą pod nazwą Seawater greenhouse Ltd.

Pierwsze projekty

Pierwszy pilotażowy projekt rozpoczęto w roku 1992. W tym celu znaleziono odpowiednią lokalizację testową na Teneryfie w archipelagu Wysp Kanaryjskich. Prototyp został skonstruowany w Wielkiej Brytanii, a później zmontowany na miejscu. Wyniki testowe potwierdziły słuszność koncepcji oraz potencjał stosowania tej technologii w innych suchych i gorących regionach.

Projekt pilotażowy ewaluował w kierunku użycia tanich materiałów, wykorzystując m.in. lekkie stalowe konstrukcje podobne do zwykłych tuneli szklarniowych pokrytych folią PCW. Struktura została zaprojektowana w taki sposób, aby można było ją w prosty sposób wykonać w każdym miejscu. Drugą realizacją był obiekt zbudowany na wyspie Al-Aryam w Abu Dhabi (Zjednoczone Emiraty Arabskie) w roku 2000.

W roku 2004 zakończono budowę kolejnego pilotażowego obiektu, tym razem koło Muscat w Omanie. Projekt ten zrealizowano wspólnie z Uniwersytetem Sultan Qaboos. Te realizacje umożliwiły sprawdzenie poprawności termodynamicznego modelu symulacyjnego i pozwoliły na opracowanie zasad i zbadanie możliwości ilościowych uzyskiwania słodkiej wody w różnych rejonach świata.

W roku 2010 Seawaterhouse Ltd. zbudowało nową komercyjną instalację w Australii. Obecnie działająca pod nazwą Sundrop Farms Pty Ltd.

Projekt Seawatergreenhouse w Australii we współpracy z Sundropfarms.

Założenia techniczne

Seawater greenhouse wykorzystuje energię słoneczną i morską wodę do produkcji słodkiej wody i chłodnego wilgotnego powietrza. Proces ten wykorzystuje naturalny hydrologiczny cykl wodny w środowisku kontrolowanym przez człowieka. Frontowa ściana budynku jest parownikiem morskiej wody. Składa się on z siatki o strukturze plastra miodu i jest usytuowany w kierunku najczęściej występujących wiatrów. Wentylatory wspomagają przepływ powietrza. Morska woda ścieka swobodnie po kracie, ochładza i nawilża powietrze, które przepływa przez przestrzeń szklarni, w której uprawiane są rośliny. Dach szklarni posiada filtry, które ograniczają przenikanie energii cieplnej (głównie podczerwieni) natomiast przepuszczają światło, które sprzyja fotosyntezie. Te czynniki stwarzają optymalne warunki dla wzrostu roślin (chłodne i wilgotne powietrze oraz wysokie natężenie światła). Wilgotne powietrze jest ogrzewane w szklarni i wpływa do chłodnicy zasilanej zimną morską wodą. Tam skrapla się w postaci wody słodkiej pozbawionej soli morskich.

Schemat działania cieplarni Seawater greenhouse.

Na ilość wytworzonej słodkiej wody ma wpływ temperatura powietrza, wilgotność względna, natężenie promieniowania słonecznego oraz prędkość przepływu powietrza. Te czynniki mogą być dostosowywane w zależności od lokalnych parametrów klimatycznych i dostosowywane do nich.

Seawater greenhouse odparowuje więcej wody niż później jest skraplane. Część wody jest usuwana przez wentylację, nieszczelności oraz wykorzystywana przez rośliny.

Ta technikę można wdrażać na terenach suchych i gorących w pobliżu morza lub oceanu, tam gdzie brakuje świeżej słodkiej wody. Odległość od morza jest zdeterminowana możliwościami przesyłu morskiej wody. Może się odbywać ona przy użyciu pomp lub grawitacyjnie np. w rejonach występującej depresji morza martwego lub depresji Qattarskiej. Do zasilania pomp i wentylatorów można wykorzystywać ogniwa fotowoltaiczne.
Stosowanie pestycydów zostało ograniczone lub wyeliminowane z powodu naturalnego działania bakteriobójczego parowników - przepływające przez nie powietrze jest oczyszczane i sterylizowane. Szklarnie dodatkowo produkują biomasę na potrzeby produkcji humusu do nawożenia otaczającego terenu.

Przykładem realizacji tej technologii na dużą skalę jest Sahara Forest Project. Celem SFP jest produkcja pitnej wody, pożywienia oraz energii ze źródeł odnawialnych w gorących suchych regionach niezamieszkałych obszarów pustyni.