主办单位: 共青团中央   中国科协   教育部   中国社会科学院   全国学联  

承办单位: 四川大学     

基本信息

项目名称:
风光互补系统用于苦咸水淡化的设计及研究
小类:
能源化工
简介:
该项目主要通过对风能和太阳能有机结合,进行设计、优化,利用新型的系统体系,来达到提高新能源利用率和转化率,采用蒸馏净化水的方法,对苦咸水进行淡化。
详细介绍:
为解决苦咸水地区人民的生活和生产用水不足问题,合理利用当地的风能和太阳能资源,采用蒸馏净化水的方法,对苦咸水进行淡化。 该项目通过利用风能转化为电能,对电阻丝网供电,用于加热苦咸水;同时,黑色塑料薄膜吸收太阳能对苦咸水加热,产生的水蒸气在蒸凝棚上冷凝成水,完成苦咸水的淡化过程。 通过对风能和太阳能有机结合,进行设计、优化,利用新型的系统体系,来达到提高新能源利用率和转化率,同时还弥补了夜间太阳能蒸馏器不能工作的问题。

作品专业信息

设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标

该项目通过利用风能转化为电能,对电阻丝网供电,用于加热苦咸水;同时,黑色塑料薄膜吸收太阳能对苦咸水加热,产生的水蒸气在蒸凝棚上冷凝成水,完成苦咸水的淡化过程。 国内外对风能利用绝大部分用于发电,在加热蒸发淡化水方面还没有涉及;太阳能蒸馏器在淡化水方面,受气候条件影响严重,有一定的局限性。本项目通过二者结合,相互弥补,来达到提高淡化水效率的目的。 通过对风能和太阳能有机结合,进行设计、优化,利用新型的系统体系,来达到提高新能源利用率和转化率,同时还弥补了夜间太阳能蒸馏器不能工作的问题。 该项目主要利用风能和太阳能互补,提高了整体的理用效率,具有持续性强的特点;由于风力发电技术的限制,在利用风力机发电转化过程中,怎样合理解决电力损耗和电力储存问题和提高发电效率是关键部分。 在安装该系统时,由于要考虑风力大小,需选取常年平均风速大的山顶或风口,提高风力机发电效率。蓄电池和交流机组按需求选择安装,依方便实用为主;在布置温室蒸凝棚时,需要考虑冬季风盛行风方向,将保温层迎风安装,有利于保证蒸凝棚内温度;黑色吸光薄膜要与电阻丝网保持一定的距离,以免电阻丝加热时,烧坏吸光薄膜,影响蒸发效率;同时,黑色吸光薄膜要根据光照强度,选择合理的安装角,有利于最大限度的吸收太阳能。 主要技术指标:该系统选用FD7-5K型风力发电机组,其额定功率为5KW,按每天10小时正常发电计算,一般可产淡水300Kg左右,加上太阳能蒸凝净水,每天共可产淡水500Kg左右,可以满足大多数用户需求。

科学性、先进性

本项目将目前应用于实践的“风力发电系统”和“太阳能蒸馏器淡化水系统”这两个独立系统合理组合在一起,通过风能和太阳能互补,采用加热蒸馏法对苦咸水进行淡化。 本项目采用垂直轴风力机,截留风能更充分,风能利用系数更高,发电效率高,同时,垂直轴风力机对叶片材料要求较低,可以对叶片进行合理的优化和设计,为风力机的发展,提供一个更广阔的开发空间。垂直轴风力机对风向没有要求,在很小的风速下就能启动发电,因而风力机发电随风速大小具有不稳定性,需要通过变频调幅整流后才能供用户使用,其中需要大量的设备来调节,从而消耗掉一部分电能和资源;而风力机发出的电能可以直接为电阻丝供电,减小因变频调幅整流所消耗的电能,提高风力机发电利用率。 该项目通过黑色吸光薄膜吸收大量的太阳能,通过热交换将太阳能转化为苦咸水的内能,使水温升高蒸发,在蒸凝棚上凝结成水,完成苦咸水淡化过程。 该系统对风能和太阳能利用率高,设备易于安装,净化水效率高,净化水成本比柴油机发电淡化苦咸水、电渗析法、反渗透法等都要低。

获奖情况及鉴定结果

作品所处阶段

实验室阶段

技术转让方式

专利实施许可

作品可展示的形式

实物,产品,模型,图纸

使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测

本项目的优点在于淡化工艺及装置简单、操作、运行可靠,风能和太阳能相互结合互补,充分利用可再生新能源,对环境没有污染,特别适用于淡水缺乏的海水、苦咸水和风能太阳能丰富的地区。 我国苦咸水地区分布广泛,该项目能很好的解决干旱半干旱苦咸水地区人畜饮水问题,具有很高的市场价值和经济效益,垂直轴风力机等设备的生产制造,也能进一步带动相关产业的发展。

同类课题研究水平概述

国内外对风能利用绝大部分用于发电,在加热蒸发淡化水方面还没有涉及
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