Test von Solaröfen zur Wasserdesinfektion in Kamerun

Test von Solaröfen zur Wasserdesinfektion in KamerunArtikelbild
Veröffentlicht: Freitag, 31. Juli 2015 Der Ingenieur Utan Gränser leitet ein Projekt zur Wasserdesinfektion in Kamerun mit dem Namen WADIS. Der Grundgedanke ist die Nutzung der Sonnenenergie zur Desinfektion von Wasser. Seit einigen Jahrzehnten ist bekannt, dass die Erwärmung von infiziertem Wasser auf 60°C oder 65°C die meisten der gefährlichen Mikroorganismen und insbesondere E.coli (California State University) abtötet.

Es gibt eine noch einfachere Möglichkeit, dies mit Hilfe von PET-Flaschen zu erreichen. Nach sechs Stunden Sonneneinstrahlung kann das Wasser aus einer PET-Flasche was die Mikroorganismen betrifft bedenkenlos getrunken werden. Das ist die Faustregel, aber es kann viel schneller gehen. Die PET-Flasche muss klar und unzerkratzt sein. Diese Methode heisst SODIS (Solar Water Desinfection, www.sodis.ch) und nutzt das UV-Licht der Sonne, um die E.coli-Bakterien zu deaktivieren. Die erforderliche Temperatur für diesen Prozess beträgt nur 40°C bis 50°C.

Durch den Einsatz von Solaröfen oder Solarkochern können Sie die Heizleistung verbessern, indem Sie die Energie der Sonnenenergie auf das Objekt konzentrieren. Um die Effizienz der verschiedenen Solaröfen bewerten zu können, hat Engineers Without Borders (EWB) in Schweden eine Evaluierungseinheit aufgebaut. Diese Einheit registriert die Sonneneinstrahlung, die Wassertemperatur und die Lufttemperatur. Die Windgeschwindigkeit wird "beobachtet", da für diesen Test der Absolutwert der Windgeschwindigkeit nicht erforderlich ist, solange er merklich niedrig ist.

Der Aufbau folgt eng dem standardisierten Testverfahren, das von der ASABE (American Society for Agricultural and Biological Engineering) in ASAE S580 vorgestellt wurde. Diese Methode berechnet die standardisierte Leistung als Funktion der Temperaturdifferenz zwischen Wasser und Luft. Diese Leistung wird berechnet, indem die momentane Leistung durch die Sonneneinstrahlung geteilt und mit 700W/m2 multipliziert wird, was als Strahlungsreferenzwert verwendet wird..

 Example showing absorbed normalized power (Ps) vs difference temperature (Difftemp) in a parabolic dish solar cooker.

 

Die Messausrüstung besteht aus einem Arduino-Mikroprozessor, digitalen Temperatursensoren und einem CM 5 First Class Pyranometer von Kipp & Zonen zusammen mit deren AMPBOX. Das CM 5 wurde vor mehr als 35 Jahren von der Abteilung für Energietechnologie der KTH Stockholm gekauft. Das Pyranometer war ein Geschenk an Ingenieure ohne Grenzen für dieses Projekt. Kipp & Zonen kalibrierte das Gerät, und jetzt funktioniert es trotz seines Alters wieder einwandfrei.

 

Staff member Collins, showing the measurement setup in Tatum. The CM5 pyranometer, a digital air thermometer and a ping-pong ball functioning as a wind velocity indicator.

Die Daten werden alle 4 Sekunden auf einer SD-Speicherkarte aufgezeichnet. Die Wassertemperatur wird an verschiedenen Stellen im Topf oder in mehreren Flaschen im selben Ofen aufgezeichnet, um einen brauchbaren Durchschnittswert zu erhalten. Die Lufttemperatur wird ebenfalls aufgezeichnet, da das Hauptinteresse dem Temperaturunterschied zwischen Wasser und Luft gilt. Im Gerät befindet sich außerdem eine Echtzeituhr. Da das Stromnetz nicht sehr zuverlässig arbeitet, werden Solarpaneele und eine 12-V-Batterie verwendet, um die Geräte mit der erforderlichen Energie zu versorgen. Zuletzt werden Wasserproben für die E.Coli-Analyse entnommen.

Das Foto zeigt eine Einrichtung aus Tatum in der nordwestlichen Region Kameruns, wo das EWB ein kleines Zentrum, DevICe (Entwicklungs- und Informationszentrum), gegründet hat. Das Zentrum wird von einem kleinen Team betrieben, das hauptsächlich aus freiwilligen Mitarbeitern aus dem Dorf mit unterschiedlichen Hintergründen besteht und mit dem vom EWB bereitgestellte Material arbeitet. Der Partner in Kamerun ist Leéiyen Systems, eine NGO, die in der Region mit Kindern und an gesundheitsrelevanten Projekten arbeitet. Wir begannen im Sommer 2014 in Schweden mit den Test, aber da der Sommer in Schweden zu kurz ist, um die Tests abzuschließen, wurde die Arbeit an einem sonnigeren Ort fortgesetzt.

Die Aufzeichnung der Sonneneinstrahlung wird täglich stattfinden, auch wenn keine Tests durchgeführt werden. Dies ergibt ein genaueres Bild des Potenzials der Sonneneinstrahlung für die Wasserdesinfektion an einem bestimmten Ort, als andere verfügbare Informationsquellen liefern können. Engineers Without Borders freut sich auf die großflächige Anwendung dieser einfachen Methode zur Wasserdesinfektion als Ergebnis dieses Projekts.

Article by Stefan Karnebäck of Ingenjörer utan Gränser (Engineers without Borders) in Sweden -

Engineers Without Borders ist ein Kunde von Toragon AB aus Umeå, dem Vertriebspartner von Kipp & Zonen für Schweden.

Bibliographie:

1 ‘The Microbiology of Solar Water Pasteurization, with Applications in East Africa’, Robert Metcalf, California State University, Sacramento, California.

 The Development and Information Centre in Tatum, Cameroon

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