Show simple item record

dc.contributor.advisorOrdóñez García, Bonifacio Javier 
dc.contributor.advisorKhayet Souhaimi, Mohamed
dc.contributor.authorAlshail, Khalid
dc.contributor.otherUniversidad de Granada. Programa de Doctorado en Ingeniería Civiles_ES
dc.date.accessioned2020-09-22T06:34:30Z
dc.date.available2020-09-22T06:34:30Z
dc.date.issued2020
dc.date.submitted2020-06-25
dc.identifier.citationAlshail, Khalid. Analysis of solar energy in desalination plants in Saudi Arabia. Granada: Universidad de Granada, 2020. [http://hdl.handle.net/10481/63503]es_ES
dc.identifier.isbn9788413065892
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/10481/63503
dc.descriptionA warm thank you to everyone for their support and contribution throughout this research. I particularly mention King Abdulaziz City for Science and Technology (KACST) and King Abdullah City for Atomic and Renewable Energy (K.A.CARE). I would especially like to thank my supervisors, Dr. Javier Ordóñez, and Dr. Mohamed Khayet, for their guidance, encouraging me to explore something in which I have a great interest and guiding me toward its completion. I could not have accomplished this research without the unforgotten support of my family despite the illness that I suffered during this study. This thesis is dedicated to my parents, Abdulaziz and Naialah, and my brothers, especially my big brother Nasir, who have given me their unequivocal support. Lastly, I would like to thank my wife for her endless support.es_ES
dc.description.abstractWater scarcity is an issue in a number of countries, especially in semi-arid and arid areas. One of the most promising applications of solar energy is water desalination, especially in regions where fresh water is scarce, and sunlight is abundant. Desalination is a growing and necessary source of fresh water, but it is highly energy-intensive. Conventional desalination is currently supported by fossil fuels, and it is critical to explore renewable options to reduce pollution. The most important of these options is solar power. In the Middle East and North Africa (MENA), seawater desalination has been among the key sources of potable water. In the Gulf region, and especially in some of the Gulf Cooperation Council (GCC) countries, desalination has been estimated to reach 90%. Saudi Arabia is among the countries facing significant challenges due to insufficient natural water resources. This research analyses the viability of coupling the already established thermal and membrane desalination plants in Saudi Arabia with different solar energy technologies, concentrated solar power and photovoltaic (CSP and PV) to produce potable water and to be economically viable as well. The study begins by using the analytical hierarchy process to select adequate desalination technologies for Spain and the GCC countries by considering the results obtained from a survey of experts in the field for all these counties. This study found that the most suitable technologies for Spain and the GCC countries are reverse osmosis and multi-stage flash (RO and MSF), respectively. A techno-economic and Levelised Cost of Water (LCOW) analysis are discussed. Case studies, including a standalone CSP assisted MED-TVC using Parabolic Trough (PT), a Linear Fresnel Reflector (LFR), and a Central Receiver Tower (CRT) with different storage options are analysed and discussed. Conclusions and recommendations are also presented. The application of concentrated solar thermal energy using PT, CRT, and LFR for small scale desalination plants that use fossil fuel is also investigated. The amount of fuel that can be saved by getting the necessary thermal energy from solar energy is estimated. It is found that LFR technology is the most cost-competitive, and PT technology is the best when opting for more fuel savings. This study is based on conducting theoretical and practical studies, considering real technical data in order to prove the possibility of integrating various desalination and solar energy technologies in different ways. It contributes to the understanding of low-temperature solar-thermal desalination systems performance under different conditions, as well as PV-Solar-reverse osmosis, and contributes to the advancement of the existing knowledge in this area, in general.es_ES
dc.description.abstractLa escasez de agua se ha convertido en un problema importante, en numerosos países, y especialmente en aquellos situados en zonas semiáridas y áridas. Una de las soluciones más prometedoras, para resolver este problema, es el uso de la energía solar para la desalinización del agua; especialmente, en regiones donde el agua dulce es escasa y la luz solar es abundante. La desalinización permite obtener cantidades importantes de agua dulce, pero es muy intensiva en energía. La desalinización convencional se apoya actualmente en los combustibles fósiles. Es fundamental explorar otras opciones que se basen en energías renovables con el objetivo, entre otros, de reducir la contaminación. Entre estas opciones, se encuentra la energía solar. En Oriente Medio y África del Norte (MENA), la desalinización del agua de mar, ha sido una de las principales fuentes de agua potable. En la región del Golfo, se ha estimado, que la desalinización, en algunos de los países del Consejo de Cooperación del Golfo (CCG), ha alcanzado el 90%. Arabia Saudita se encuentra entre los países que se enfrentan a importantes desafíos debido a la carencia de recursos hídricos naturales. Esta investigación analiza la viabilidad económica para suministrar energía, a las plantas de desalinización térmica y de membrana que se encuentran en funcionamiento en la actualidad en Arabia Saudita, utilizando diferentes tecnologías como sería el caso de la energía termosolar (por concentración) y la energía solar fotovoltaica (CSP and PV) para producir agua potable. La investigación se inicia utilizando, como metodología, el proceso de jerarquía analítica para seleccionar las tecnologías de desalinización adecuadas para España y los países del CCG a partir de los resultados obtenidos de una encuesta que fue respondida por expertos en la materia de estos países. Se obtuvo que las tecnologías más adecuadas, para España y los países del CCG, son la ósmosis inversa y la Destilación Instantánea de Multietapa (RO y MSF), respectivamente. Se lleva a cabo el análisis de viabilidad técnico-económico para obtener el coste del agua desalada, mediante el estudio de casos, que incluyen distintas tecnologías como serían: concentradores solares parabólicos (PT), reflector lineal de Fresnel (LFR) y una torre receptora central (CRT) con diferentes opciones de almacenamiento y se presentan conclusiones y recomendaciones. También se investiga la aplicación de la energía térmica solar concentrada utilizando PT, CRT y LFR para plantas de desalinización en pequeña escala que utilizan combustibles fósiles. Se estima la cantidad de combustible que se puede ahorrar, para obtener la energía térmica necesaria, a partir de la energía solar. Se ha comprobado que la tecnología LFR es más competitiva, en relación con los costes, y la tecnología PT es mejor opción cuando se opta por un mayor ahorro de combustible. Destacar que el estudio se ha realizado, a partir de datos reales y que tenía como objetivo analizar la posibilidad de integrar diversas tecnologías de desalinización y de energía solar. El autor considera que la tesis contribuye a la comprensión del rendimiento de los sistemas de desalinización térmica solar de baja temperatura en diferentes condiciones, así como de la ósmosis inversa solar fotovoltaica, así como al avance de los conocimientos existentes en esta área en general.es_ES
dc.description.sponsorshipTesis Univ. Granada.es_ES
dc.format.mimetypeapplication/pdfen_US
dc.language.isoenges_ES
dc.publisherUniversidad de Granadaes_ES
dc.rightsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 3.0 España*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/*
dc.subjectSolar energy es_ES
dc.subjectDesalination plantses_ES
dc.subjectSaudi Arabiaes_ES
dc.subjectEnergía solar es_ES
dc.subjectPlantas desaladoras es_ES
dc.subjectArabia Saudíes_ES
dc.titleAnalysis of solar energy in desalination plants in Saudi Arabiaes_ES
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/doctoralThesises_ES
europeana.typeTEXTen_US
europeana.dataProviderUniversidad de Granada. España.es_ES
europeana.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/en_US
dc.rights.accessRightsinfo:eu-repo/semantics/openAccesses_ES
dc.type.hasVersioninfo:eu-repo/semantics/publishedVersiones_ES


Files in this item

[PDF]

This item appears in the following Collection(s)

  • Tesis
    Tesis leídas en la Universidad de Granada

Show simple item record

Atribución-NoComercial-SinDerivadas 3.0 España
Except where otherwise noted, this item's license is described as Atribución-NoComercial-SinDerivadas 3.0 España