CN101875516B - 风、光及海潮流清洁能源海水淡化装置 - Google Patents

风、光及海潮流清洁能源海水淡化装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及风、光及海潮流清洁能源海水淡化装置，包括依次连接的发电装置、蓄电池组和海水淡化装置，发电装置包括风力发电机组、太阳能电池板和海潮流发电装置；海水淡化装置包括提取泵、前置过滤器、保安过滤器、高压泵、反渗透膜组件、水质检测表和淡水箱。海潮流发电装置包括摇摆采能器、浮球连杆、传动齿轮箱、直流发电机和锚链；摇摆采能器通过浮球连杆与传动齿轮箱连接，传动齿轮箱和直流发电机连接并通过锚链连接固定于海底。相对于现有技术，本发明利用风、光和海潮流互补发电为海水淡化装置提供电能，使海水淡化装置的使用不再受市电供给的限制，可以方便在海岛、海上平台、渔排等场所使用，具有广阔的发展前景和使用空间。

Description

风、光及海潮流清洁能源海水淡化装置
技术领域
本发明涉及海水淡化装置，尤其是一种综合利用风能、太阳能和海潮流能的风、光及海潮流清洁能源海水淡化装置。
背景技术
海洋里有取之不尽、用之不竭的水资源，由于海水含盐量过高，并不能直接作为饮用水。将海水进行淡化处理是解决海岛、海上平台和渔排等场所淡水资源缺乏的有效途径。但是，这些地方往往没有电源提供或电能有限，其电力一般来源于燃油发电机，发电成本较高。因此，常规海水淡化设备的使用受到限制。目前，已经有采用风力发电、太阳能发电和海洋能发电为海岛或海上构筑物提供电能。但各发电装置都是独立应用，受气候因素的影响较大，使得各自的电能供应不稳定，这种单独的发电装置也使海水淡化装置的稳定运行得不到保障。
发明内容
本发明的目的是提供一种综合利用风能、太阳能和海潮流能的风、光及海潮流清洁能源海水淡化装置。
本发明的目的是通过采用以下技术方案来实现的：
风、光及海潮流清洁能源海水淡化装置，包括发电装置、储能装置和海水淡化装置，所述发电装置包括风力发电机组、太阳能电池板组或海潮流发电装置；
所述储能装置包括蓄电池组；
所述海水淡化装置包括通过管道依次连接的海水提取泵、前置过滤器、保安过滤器、高压泵、反渗透膜组件和淡水箱，所述海水提取泵和高压泵分别与电控装置电路连接；
所述发电装置通过整流和控制装置与蓄电池组电路连接，蓄电池组与电控装置以及海水提取泵和高压泵电路连接。
作为本发明的优选技术方案，所述海水淡化装置设有高压泵进口欠压及出口超压保护装置、反渗透膜淡水出口超压保护装置，以及在反渗透膜组件和淡水箱之间设有水质检测仪表。
作为本发明的优选技术方案，所述整流和控制装置包括AC/DC整流器、DC/DC整流器和控制器；
所述风力发电机组通过AC/DC整流器与控制器电路连接，所述太阳能电池板组和海潮流发电装置分别通过DC/DC整流器与控制器电路连接，控制器与蓄电池组电路连接。
作为本发明的优选技术方案，所述风力发电机组包括设在风机机头部位的叶片、变速机构、发电机构和设在风机后端的尾翼。
作为本发明的优选技术方案，所述太阳能电池板组包括单晶硅太阳能电池板组。
作为本发明的优选技术方案，所述海潮流发电装置包括摇摆采能器、浮球连杆、传动齿轮箱、直流发电机和锚链；
所述摇摆采能器通过浮球连杆与传动齿轮箱连接，传动齿轮箱和直流发电机连接并通过锚链连接固定于海底。
相对于现有技术，本发明利用风、光和海潮流互补发电为海水淡化装置提供电能，使海水淡化装置的使用不再受市电供给的限制，可以方便在海岛、海上平台、渔排等场所使用，具有广阔的发展前景和使用空间。本发明具有以下优点：
1、综合利用自然能源和海水资源，制备优质合格的生活饮用水，可解决淡水资源短缺的问题；
2、将风、光和海潮流三者的能量合并使用，做到“优势互补”，确保电能提供稳定可靠；
3、风、光和海潮流三种自然能源可以长期利用，永不枯竭；
4、整套系统运行无碳排放、无公害，不对周边环境造成污染，有利于保护环境；
6、运行耗材少，运行费用低；
7、设备自动运行，无需专人值守操作，节省人力资源；
8、投资回收期短，风险小；
9、系统美观大方，操作方便，可长期连续运行；
10、应用范围广，适用于海岛、海上平台、远海养殖渔排、海上通讯机站及沿海地区等。
11、设备紧凑简单、安装容易、占地面积小，投资少；
12、海水淡化处理过程中不需要投任何化学药剂，全物理过程使水质有保障。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施例对本发明作进一步说明：
如图1所示，风、光及海潮流清洁能源海水淡化装置，包括发电装置、储能装置和海水淡化装置，所述发电装置包括风力发电机组、太阳能电池板组和海潮流发电装置；所述储能装置包括蓄电池组7。所述海水淡化装置包括通过管道依次连接的海水提取泵14、前置过滤器15、保安过滤器16、高压泵18、反渗透膜组件19和淡水箱20，所述海水提取泵14和高压泵18的电机17分别与电控装置电路连接。所述发电装置通过整流和控制装置与蓄电池组7电路连接，蓄电池组7与电控装置以及海水提取泵14和高压泵18的电机17电路连接。
本发明所述高压泵18的进口处设置有欠压保护开关21，在高压泵18的出口处设置有高压超压保护开关22；所述反渗透膜组件19的出口设置有出水超压保护开关23；所述反渗透膜组件19和淡水箱20之间设有水质检测表24，本实施例水质检测表24通过管道25连接淡水箱20。所述整流和控制装置包括DC/DC整流器4、AC/DC整流器5、DC/DC整流器8和控制器6。所述风力发电机组通过AC/DC整流器5与控制器6电路连接，所述太阳能电池板组和海潮流发电装置分别通过DC/DC整流器4和8与控制器6电路连接，控制器6与蓄电池组7电路连接。
本实施例中，所述风力发电机组包括设在风机机头部位的叶片1、变速机构、发电机构2和设在风机后端的尾翼。所述太阳能电池板组包括单晶硅太阳能电池板组3。所述海潮流发电装置包括摇摆采能器13、浮球连杆11、传动齿轮箱10、直流发电机9和锚链12。所述摇摆采能器13通过浮球连杆11与传动齿轮箱10连接，传动齿轮箱10和直流发电机9连接并通过锚链12连接固定于海底。
本发明是一套多种能源转换装置和海水淡化装置相结合的水处理系统，克服了目前使用单一能源进行海水淡化处理的缺点，将风能、光能和海潮流能进行综合利用、互补发电，以保证电能提供的稳定性。即有风或无风、有光或无光、有潮流或无潮流都能确保电能稳定提供。稳定可靠的电源为海水淡化装置的运行提供了基础保障条件。本系统中，风、光和海潮流互补发电系统所产电能为直流电源，为了简化系统结构，提高电能利用率，降低投资费用，故对电源不进行逆变转换，海水淡化装置直接采用直流电源驱动，海水淡化装置的水泵电机、控制模块和检测仪表用电均使用直流电源。
本发明风力发电机组是利用风力带动风车叶片旋转，再通过增速机将旋转速度提升，来促使发电机发电，从而将风能转换为机械功，再将机械功转换为电能。风机的尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能，叶片用来接受风力驱动机头，机头的转子是永磁体，定子绕组切割磁力线产生电能。风力发电所产生的电能为一交变电场，需通过AC/DC整流器转变为直流电能储存到蓄电池组。
太阳能电池板组是将太阳的辐射能转换为电能。太阳能电池板组是太阳能发电系统中的核心部分，太阳能电池板组是一对光响应并能将光能转换成电力的器件，能产生光伏效应，是进行光电变换的场所。本系统采用单晶硅太阳能电池板组，其能量变换效率高达20％以上。当光线照射太阳能电池板组表面时，一部分光子被硅材料吸收，光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了越迁，成为自由电子在P-N结两侧集聚形成了电位差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。太阳能电池板组所产生的电能为直流电，通过DC/DC整流器后储存到蓄电池组。
海潮流发电装置是将海洋表层海流能量转化成电能的装置。多套摇摆采能器随海浪的起伏获得动能，从而推动连杆摆动，连杆的摆动促使齿轮旋转，经齿轮组将转速提升，多套齿轮组的偕同作用带动直流发电机发电。所发电能被储存到蓄电池组。
反渗透海水淡化装置是将海水在高压下经反透膜进行脱盐处理，分离成浓盐水和淡化水。整套装置的动力来源为蓄电池组供电。供水泵直接从大海取水，海水经过前置过滤器和保安过滤器后进入到高压泵，高压泵加压至4.0～6.0MPa后进入到反渗透膜。因为膜元件上孔径很小(0.1～1纳米)，海水中的盐份被截留在浓水侧，水分子透过膜后形成淡水，从而实现海水淡化。

Claims (1)

1.一种风、光及海潮流清洁能源海水淡化装置，包括发电装置、储能装置和海水淡化装置，其特征是：所述发电装置包括风力发电机组、太阳能电池板组或海潮流发电装置；所述储能装置包括蓄电池组；所述海水淡化装置包括通过管道依次连接的海水提取泵、前置过滤器、保安过滤器、高压泵、反渗透膜组件和淡水箱，所述海水提取泵和高压泵分别与电控装置电路连接；所述发电装置通过整流和控制装置与蓄电池组电路连接，蓄电池组与电控装置以及海水提取泵和高压泵电路连接；
所述海水淡化装置设有高压泵进口欠压及出口超压保护装置、反渗透膜淡水出口超压保护装置，以及在反渗透膜组件和淡水箱之间设有水质检测仪表；所述整流和控制装置包括AC/DC整流器、DC/DC整流器和控制器；所述风力发电机组通过AC/DC整流器与控制器电路连接，所述太阳能电池板组和海潮流发电装置分别通过DC/DC整流器与控制器电路连接，控制器与蓄电池组电路连接；
所述风力发电机组包括设在风机机头部位的叶片、变速机构、发电机构和设在风机后端的尾翼；所述太阳能电池板组包括单晶硅太阳能电池板组；所述海潮流发电装置包括摇摆采能器、浮球连杆、传动齿轮箱、直流发电机和锚链；所述摇摆采能器通过浮球连杆与传动齿轮箱连接，传动齿轮箱和直流发电机连接并通过锚链连接固定于海底。
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