基本信息
- 项目名称：
- 太阳能、风能、潮汐能综合发电海水淡化系统设计说明书
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 将太阳能、风能、潮汐能三类能源的利用有机融合，上半部分采用风-光互补发电矩阵发电，同时加装了风能发电装置，下半部分用大型蓄水箱把潮汐能转化为电能，转化的电能用统一的蓄电装置进行收集，最终把整个系统的发电量用于海水淡化从而缓解沿海地区因人口稠密引发的淡水资源紧张的局面。整个装置突出各自优点，实现能源互补，达到高效、节能、低成本的特点。
- 详细介绍：
- 太阳能、风能、潮汐能一体化综合发电系统是一个高效率、低成本、节能、环保、极具商业价值的综合发电系统。该系统主要包括两大部分：潮汐能发电部分和风-光互补发电部分。潮汐能发电部分位于系统的下部，主要由一个10*8*6的飞碟式蓄水箱、储蓄电池组、自动化控制设备组成。系统的上部分是风-光互补发电装置，该装置由热交换器、方位角跟踪机构、高度角跟踪机构、联动系统、薄膜硅光伏组件、平面反射镜、聚光架、塞内加尔式风力发电机组以及所必需的管道、线路、夜景亮化灯组成。通过天文跟踪控制高度角跟踪机构和方位角跟踪机构，确保太阳光线经聚光器的平面反射镜反射后始终汇聚到非微晶叠层薄膜硅太阳能电池板上，使得非微晶叠层薄膜硅太阳能电池板单位面积内的太阳能光照强度大大提高，从而提高太阳能电池板的利用率和发电效率，而且两次反射多面镜太阳能聚光发电装置的制造所需要的构件不多，容易实现标准化，适合批量生产，用于聚光的抛物面聚光器加工简单制造成本低，吸收每平方米阳光通径面积仅需要18kg钢和11kg玻璃，耗材与其他（槽式，碟式，塔式太阳能聚光）相比相对最小。联动系统可以实现跟踪聚光机构联动运作，提高跟踪聚光的效率。飞碟式蓄水箱上方的风能发电机利用风能进行发电，使得整个系统在不同的天气条件下都能进行发电。综上所述，太阳能、风能、潮汐能一体化综合发电体系提高了在有限空间有限时间内的产能效率，同时成本更低，效果更佳，性价比更高。
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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
- 在我国，太阳能、风能、潮汐能三类能源丰富，单独利用技术日趋成熟，但成本较高，三者能源综合利用的设备还不多。为此，我们将太阳能、风能、潮汐能三类能源的利用有机融合，以带动相关产业链的发展，促进新能源的利用和发展，缓解我国能源资源短缺以及实现经济和社会的可持续发展为目的，采用跟踪聚光装置两次反射多面镜太阳能聚光发电和塞内加尔式风力机达到以下创新点：1.太阳能、风能、潮汐能三者一体化综合利用，降低成本；2.跟踪聚光装置两次反射多面镜太阳能聚光发电，低成本、高效、快速、简便利用太阳能；3.塞内加尔式风力机低风速启动运转、高效率持续发电、低噪音；4.解决了潮汐能利用中严格受到地理位置限制的问题；5.聚光架采用三角形桁架结构，在确保其刚性和稳定性的前提下，最大限度节省钢材使用量；6.蜗轮蜗杆传动机构提高传动比和承载能力，易于维修及改造升级用于省力手动装置推广使用。技术指标有：1.风光互补矩阵发电峰值功率为25.116kW；2.聚光器的理论聚光比＞6.5，实际聚光比＞5.0；3.自动跟踪太阳装置的跟踪误差＜0.5°；4.单位采光面积的用钢量＜30Kg/m2；5.潮汐能日发电能量为3.28*10 J；6.在稳定电压和电流情况下每小时产生淡水42.5L。
科学性、先进性
- 利用三种能源的周期性，互补不足，综合利用，有效融合，达到能源的稳定利用，对促进新能源的利用和发展，缓解我国能源资源短缺以及实现经济和社会的可持续发展都具有重要的现实意义，也符合科学发展观的基本要求，对于建设资源节约型，环境友好型社会的意义也十分深远。
获奖情况及鉴定结果
- 该作品曾参加校“挑战杯”学生课外学术科技作品竞赛获发明制作类三等奖
作品所处阶段
- 设计研发阶段
技术转让方式
- 具体转让方式再协商
作品可展示的形式
- 海报、文档、ppt、视频、模型
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
- 太阳能、风能、潮汐能一体化综合发电系统，光电转换部分采用自动跟踪聚光光伏发电，将数倍的太阳光聚集到太阳能电池板上，通过提高单位面积电池板的日照强度，使得产生同样电能所需要的半导体材料大大减少，相当于用普通材料代替昂贵的半导体材料，因此能够大幅度地降低光伏发电的成本，具有商业运行的经验（1.2×10 kWh），潜在的运行温度可达500°C(商业化运行的温度已达到400°C)，商业化的年净效率为14 %，有最低的材料要求，可以模块化或联合运行，可以采用蓄热降低成本。风能发电部分采用塞内加尔式风力机产生电能。潮汐能利用部分利用蓄水箱收集海水，把海水的重力势能转化为电能。三者综合一体利用，节约单独利用的成本，大大提高经济效益、实现低成本和高性价比的新能源综合利用。
同类课题研究水平概述
- 纵观世界范围内，风-光互补新能源利用设备的研究已经非常普遍，太阳能、风能、潮汐能单独利用技术日趋成熟，相关研究也非常普遍，但是太阳能、风能、潮汐能三者综合利用的设备还不多，相关研究也还有很大的空间
