CN103193304A - 一种太阳能光伏发电水处理装置 - Google Patents

一种太阳能光伏发电水处理装置 Download PDF

Info

Publication number
CN103193304A
CN103193304A CN2013101031286A CN201310103128A CN103193304A CN 103193304 A CN103193304 A CN 103193304A CN 2013101031286 A CN2013101031286 A CN 2013101031286A CN 201310103128 A CN201310103128 A CN 201310103128A CN 103193304 A CN103193304 A CN 103193304A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrodialysis
membrane
electric energy
membrane stack
controller
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2013101031286A
Other languages
English (en)
Inventor
高学理
付丽丽
高从堦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ocean University of China
Original Assignee
Ocean University of China
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ocean University of China filed Critical Ocean University of China
Priority to CN2013101031286A priority Critical patent/CN103193304A/zh
Publication of CN103193304A publication Critical patent/CN103193304A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/20—Controlling water pollution; Waste water treatment
    • Y02A20/208—Off-grid powered water treatment
    • Y02A20/212—Solar-powered wastewater sewage treatment, e.g. spray evaporation

Landscapes

  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

本发明属于膜法水处理设备技术领域，涉及一种太阳能光伏发电水处理装置，电渗析膜堆和电渗析水泵电信息连接组装构成电渗析装置，太阳能电池与控制器固定连接，太阳能电池产生的电能通过控制器进行分配，控制器分别与蓄电池、逆变器和电渗析膜堆电信息连接，25%～35%的电能传入逆变器，逆变器将电能转化为交流电供电渗析水泵使用，经逆变器转化的电能利用率为90%；65%～75%的电能直接作用于电渗析膜堆，提供动力，其利用效率为98%；多余的电能经控制传送到蓄电池储存，以备太阳光不足时使用；其结构简单，使用方便，电能利用率高，电源供给充足，可用于海水和苦咸水的淡化以及酸、碱的清洁生产。

Description

一种太阳能光伏发电水处理装置
技术领域：
本发明属于膜法水处理设备技术领域，涉及一种太阳能光伏发电水处理装置,用于太阳能发电场合进行环保式水处理。
背景技术：
我国是一个淡水匮乏的国家，淡水资源分布不均匀，淡水资源不足之地是电力相对短缺之处，例如西部边远地区、沿海海岛等地，近年来随着人民生活水平的不断提高，以及海岛的开发，这些地区对饮用水资源改善的诉求越来越高，这些地区往往有丰富的苦咸水及海水资源，并且拥有丰富的太阳能资源，因此可以采用太阳能“光伏发电”的方式产生电能，供水处理装置使用，对当地的水质进行淡化处理，从而改进饮用水水质。太阳能“光伏发电”是将太阳光能直接转换为电能的一种发电形式，其产生的电能以直流电的形式向外界输送，由于实际的用电负载主要是采用交流电运行，例如反渗透水处理装置，在实际使用的过程中，首先需要将太阳能所产生的直流电，通过“直流-交流逆变器”转换为交流电，从而供负载使用，直流-交流逆变过程会引起电能的浪费，降低电能的利用率；电渗析作为一种水处理方法，目前已经有广泛的应用，但是电渗析水处理装置是以电场为驱动力的，运行时必须有方便且充足的电源供给。
发明内容：
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计提供一种太阳能光伏发电与电渗析相结合的水处理装置，通过光伏发电部分直流电转换成交流电，部分直流电直接供应电渗析膜堆的不同分配方式，提高光伏发电的利用率，使整个水处理系统稳定运行。
为了实现上述目的，本发明的主体包括太阳能电池、控制器、蓄电池、逆变器、电渗析膜堆和电渗析水泵，电渗析膜堆和电渗析水泵电信息连接组装构成电渗析装置，太阳能电池与控制器固定连接，太阳能电池产生的电能通过控制器进行分配，控制器分别与蓄电池、逆变器和电渗析膜堆电信息连接，25%～35%的电能传入逆变器，逆变器将电能转化为交流电供电渗析水泵使用，经逆变器转化的电能利用率为90%；65%～75%的电能直接作用于电渗析膜堆，提供动力，其利用效率为98%；多余的电能经控制传送到蓄电池储存，以备太阳光不足时使用；电渗析膜堆分别采用普通电渗析膜堆和双极膜电渗析膜堆，双极膜电渗析膜堆包括双极膜-阳离子交换膜与双极膜-阴离子交换膜两隔室型和阳离子交换膜-双极膜-阴离子交换膜三隔室型；普通电渗析膜堆的操作电流密度为10～25mA/cm2，双极膜两隔室型电渗析膜堆的工作电流密度为10～25mA/cm2，三隔室型电渗析膜堆的工作电流密度为10～20mA/cm2。
本发明与现有技术相比，采用部分直流电转化为交流电供水泵使用，剩余的电能直接作用于电渗析膜堆，最大程度的提高太阳能发电的电能利用率，其利用效率可达95%以上，同时富余的电能存储在蓄电池中，保证电渗析系统的稳定运行，其结构简单，使用方便，电能利用率高，电源供给充足，可用于海水和苦咸水的淡化以及酸、碱的清洁生产。
附图说明：
图1为本发明的主体结构原理示意图。
具体实施方式：
下面结合附图并通过实施例作进一步说明。
本实施例的主体包括太阳能电池1、控制器2、蓄电池3、逆变器4、电渗析膜堆5和电渗析水泵6，电渗析膜堆5和电渗析水泵6电信息连接组装构成电渗析装置，太阳能电池1与控制器2固定连接，太阳能电池1产生的电能通过控制器2进行分配，控制器2分别与蓄电池3、逆变器4和电渗析膜堆5电信息连接，25%～35%的电能传入逆变器4，逆变器4将电能转化为交流电供电渗析水泵6使用，经逆变器4转化的电能利用率为90%；65%～75%的电能直接作用于电渗析膜堆5，提供动力，其利用效率为98%；多余的电能经控制2传送到蓄电池2储存，以备太阳光不足时使用；电渗析膜堆5分别采用普通电渗析膜堆和双极膜电渗析膜堆，双极膜电渗析膜堆包括双极膜-阳离子交换膜与双极膜-阴离子交换膜两隔室型和阳离子交换膜-双极膜-阴离子交换膜三隔室型；普通电渗析膜堆的操作电流密度为10～25mA/cm2，双极膜两隔室型电渗析膜堆的工作电流密度为10～25mA/cm2，三隔室型电渗析膜堆的工作电流密度为10～20mA/cm2。
实施例1：
本实施例选用普通电渗析膜堆进行海水淡化，七组发电功率为250W的太阳能电池1发电产生的电能，经过控制器2后进行分配，进入整个电渗析装置的电能，其中30%的电能传入逆变器3，转化为交流电，使电渗析水泵工作，并将海水送入到普通的电渗析膜堆中；70%电能直接作用于电渗析膜堆5，在直流电的作用下，海水脱盐产生淡水；在电渗析过程中，少量未被利用的电能输入蓄电池4进行电能储存。其中电渗析膜的尺寸为300mm×800mm，有效膜面积0.2m2，30组均相阴阳离子交换膜，在电渗析海水淡化过程中，作用在电渗析膜堆上的平均工作电流密度为15mA/cm2，电能利用率为95.5%。
实施例2：
本实施例选用三隔室型双极膜电渗析膜堆，利用海水制备酸碱七组发电功率为250W的太阳能电池1发电产生的电能，经过控制器2后进行分配，进入整个电渗析装置的电能，其中25%的电能传入逆变器3，转化为交流电，使双极膜电渗析水泵工作，并将除硬后的海水送入到双极膜电渗析膜堆中；75%的电能直接作用于电渗析膜堆5，在直流电的作用下，除硬后的海水中的阴离子进入到酸室与双极膜产生的H+结合生成酸，阳离子进入到碱室与双极膜产生的OH-结合生成碱；在双极膜电渗析过程中，少量未被利用的电能输入蓄电池4进行电能储存。其中电渗析膜的尺寸为300mm×800mm，有效膜面积0.2m2，30组均相阴阳离子交换膜和双极膜，在工作过程中，作用在膜堆上的平均工作电流密度为10mA/cm2，电能利用率为96%。

Claims (1)

1.一种太阳能光伏发电水处理装置，其特征在于主体包括太阳能电池、控制器、蓄电池、逆变器、电渗析膜堆和电渗析水泵，电渗析膜堆和电渗析水泵电信息连接组装构成电渗析装置，太阳能电池与控制器固定连接，太阳能电池产生的电能通过控制器进行分配，控制器分别与蓄电池、逆变器和电渗析膜堆电信息连接，25%～35%的电能传入逆变器，逆变器将电能转化为交流电供电渗析水泵使用，经逆变器转化的电能利用率为90%；65%～75%的电能直接作用于电渗析膜堆，提供动力，其利用效率为98%；多余的电能经控制传送到蓄电池储存，以备太阳光不足时使用；电渗析膜堆分别采用普通电渗析膜堆和双极膜电渗析膜堆，双极膜电渗析膜堆包括双极膜-阳离子交换膜与双极膜-阴离子交换膜两隔室型和阳离子交换膜-双极膜-阴离子交换膜三隔室型；普通电渗析膜堆的操作电流密度为10～25mA/cm2，双极膜两隔室型电渗析膜堆的工作电流密度为10～25mA/cm2，三隔室型电渗析膜堆的工作电流密度为10～20mA/cm2。
CN2013101031286A 2013-03-27 2013-03-27 一种太阳能光伏发电水处理装置 Pending CN103193304A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2013101031286A CN103193304A (zh) 2013-03-27 2013-03-27 一种太阳能光伏发电水处理装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2013101031286A CN103193304A (zh) 2013-03-27 2013-03-27 一种太阳能光伏发电水处理装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103193304A true CN103193304A (zh) 2013-07-10

Family

ID=48716150

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2013101031286A Pending CN103193304A (zh) 2013-03-27 2013-03-27 一种太阳能光伏发电水处理装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103193304A (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104071875A (zh) * 2014-07-04 2014-10-01 南京大学 利用太阳能以及磁场强化的电渗析水处理装置
ES2542276A1 (es) * 2015-05-08 2015-08-03 Universidad De Alicante Sistema autónomo de tratamiento de aguas
CN105931553A (zh) * 2016-07-07 2016-09-07 河海大学 一种太阳能电渗模型实验装置及使用方法
CN109574326A (zh) * 2018-12-27 2019-04-05 华北电力大学 一种风光互补式电渗析海水淡化装置
US11502322B1 (en) 2022-05-09 2022-11-15 Rahul S Nana Reverse electrodialysis cell with heat pump
US11502323B1 (en) 2022-05-09 2022-11-15 Rahul S Nana Reverse electrodialysis cell and methods of use thereof
US11855324B1 (en) 2022-11-15 2023-12-26 Rahul S. Nana Reverse electrodialysis or pressure-retarded osmosis cell with heat pump

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101993166A (zh) * 2010-10-26 2011-03-30 江苏大学 一种太阳能热光伏海水淡化装置
CN102185531A (zh) * 2011-05-16 2011-09-14 武汉纺织大学 太阳能光伏离网并网多模式发电系统
CN102774916A (zh) * 2012-08-21 2012-11-14 青岛炅阳光伏科技有限公司 光伏海水淡化系统

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101993166A (zh) * 2010-10-26 2011-03-30 江苏大学 一种太阳能热光伏海水淡化装置
CN102185531A (zh) * 2011-05-16 2011-09-14 武汉纺织大学 太阳能光伏离网并网多模式发电系统
CN102774916A (zh) * 2012-08-21 2012-11-14 青岛炅阳光伏科技有限公司 光伏海水淡化系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
徐伟新等: "光伏饮用水系统", 《太阳能》, no. 1, 28 March 2001 (2001-03-28) *
赵英等: "双极膜电渗析法制备酸碱的研究", 《天津化工》, vol. 17, no. 2, 31 March 2003 (2003-03-31), pages 1 - 3 *

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104071875A (zh) * 2014-07-04 2014-10-01 南京大学 利用太阳能以及磁场强化的电渗析水处理装置
CN104071875B (zh) * 2014-07-04 2016-01-13 南京大学 利用太阳能以及磁场强化的电渗析水处理装置
ES2542276A1 (es) * 2015-05-08 2015-08-03 Universidad De Alicante Sistema autónomo de tratamiento de aguas
CN105931553A (zh) * 2016-07-07 2016-09-07 河海大学 一种太阳能电渗模型实验装置及使用方法
CN105931553B (zh) * 2016-07-07 2018-10-30 河海大学 一种太阳能电渗模型实验装置及使用方法
CN109574326A (zh) * 2018-12-27 2019-04-05 华北电力大学 一种风光互补式电渗析海水淡化装置
US11502322B1 (en) 2022-05-09 2022-11-15 Rahul S Nana Reverse electrodialysis cell with heat pump
US11502323B1 (en) 2022-05-09 2022-11-15 Rahul S Nana Reverse electrodialysis cell and methods of use thereof
US11563229B1 (en) 2022-05-09 2023-01-24 Rahul S Nana Reverse electrodialysis cell with heat pump
US11611099B1 (en) 2022-05-09 2023-03-21 Rahul S Nana Reverse electrodialysis cell and methods of use thereof
US11699803B1 (en) 2022-05-09 2023-07-11 Rahul S Nana Reverse electrodialysis cell with heat pump
US11855324B1 (en) 2022-11-15 2023-12-26 Rahul S. Nana Reverse electrodialysis or pressure-retarded osmosis cell with heat pump

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103193304A (zh) 一种太阳能光伏发电水处理装置
CN101875516B (zh) 风、光及海潮流清洁能源海水淡化装置
CN202139086U (zh) 低碳型绿色能源海水淡化设备
CN106877742B (zh) 一种集成海水淡化和不稳定可再生能源稳定发电的装置
CN201545744U (zh) 一种风光互补的海水淡化装置
CN203112560U (zh) 一种太阳能光伏发电水处理装置
CN211310967U (zh) 一种太阳能耦合逆向电渗析发电的电渗析海水淡化系统
CN103708665A (zh) 可再生能源联合热膜耦合海水淡化及制盐系统
CN101337749A (zh) 一种太阳能海水淡化方法及成套装置
CN111270257A (zh) 一种基于电吸附脱盐技术的海上风电制氢系统及方法
CN103964527B (zh) 一种太阳能海水淡化厂
CN112159902A (zh) 一种基于电容法的电水提锂联产系统
CN201746366U (zh) 以太阳电池发电为主的有自发电装置的饮用水净化机
CN205328675U (zh) 一种太阳能供电的电渗析水处理系统
CN204022609U (zh) 可再生能源联合热膜耦合海水淡化及制盐系统
CN103288285B (zh) 塔式聚光太阳能光热储能发电海水淡化制盐滩涂养殖系统
CN109574326A (zh) 一种风光互补式电渗析海水淡化装置
CN103896350B (zh) 一种海岛海水淡化系统和方法
CN204625355U (zh) 一种雨水收集膜处理系统
CN102305183A (zh) 一种沿海地区风力发电、潮汐发电、太阳能发电与海水淡化的联合生产装置
CN203593678U (zh) 一种热膜耦合海水淡化系统
CN103423076A (zh) 一种利用潮汐能发电和海水淡化联合装置
CN202643354U (zh) 一种利用清洁能源进行海水淡化的装置
CN202643511U (zh) 低碳型海水分级利用设备
CN208218582U (zh) 一种太阳能咸水淡化综合利用系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20130710