CN104445738A - 风光互补供能的全直流负载反渗透海水淡化装置及其方法 - Google Patents

风光互补供能的全直流负载反渗透海水淡化装置及其方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104445738A
CN104445738A CN201410711527.5A CN201410711527A CN104445738A CN 104445738 A CN104445738 A CN 104445738A CN 201410711527 A CN201410711527 A CN 201410711527A CN 104445738 A CN104445738 A CN 104445738A
Authority
CN
China
Prior art keywords
seawater
reverse osmosis
energy
wind
direct current
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.)
Granted
Application number
CN201410711527.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104445738B (zh
Inventor
许志龙
陈树旺
许翠娅
黄种明
刘菊东
杨小璠
吴碧金
侯达盘
程龙
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.)
Jimei University
Original Assignee
Jimei University
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 Jimei University filed Critical Jimei University
Priority to CN201410711527.5A priority Critical patent/CN104445738B/zh
Publication of CN104445738A publication Critical patent/CN104445738A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104445738B publication Critical patent/CN104445738B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • Y02A20/124—Water desalination
    • Y02A20/131—Reverse-osmosis

Landscapes

  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

本发明公开了一种风光互补供能的全直流负载反渗透海水淡化装置及其方法，包括直流风力发电机、高效陷光膜光伏发电组件、风光互补控制器、电力缓冲均衡控制模块、海水汲取泵、海水前处理模块、反渗透高压泵、反渗透海水淡化装置、臭氧杀菌器、海水贮存装置；高效陷光膜光伏发电组件和直流风力发电机产生的电能通过风光互补控制器和电力缓冲均衡控制模块的互补整流、均衡控制，输送给海水汲取泵、海水前处理模块、反渗透高压泵、反渗透海水淡化装置、臭氧杀菌器等直流负载，产生的淡水储存在淡水贮存装置中；该海水淡化装置采用清洁能源，无地域限制，节约常规能源，保护环境，可以用在淡水资源缺乏和无市电供应的地区，可以大范围推广。

Description

风光互补供能的全直流负载反渗透海水淡化装置及其方法
技术领域
本发明涉及清洁能源海水淡化领域，特别是涉及一种风光互补供能的全直流负载反渗透海水淡化装置及其方法。
背景技术
随着地球人口的增加，淡水资源越发紧缺，地球上90%的水资源为无法饮用的海水，开发海水淡化设备对海水进行淡化获得淡水是当下主要的发展趋势。目前，许多海水淡化装置采用市电提供电力驱动海水淡化装置进行海水淡化，但是由于海水淡化设备对能源消耗非常大，使得海水淡化的成本高居不下，并且消耗常规能源的情况下还会带来环境污染。现在，许多人也开始利用风能和太阳能等清洁能源提供动力驱动海水淡化装置，如公开号为ZL02281876.6中国专利公开的一种太阳能反渗透海水淡化设备，该设备占地面积大，能量利用率低，受阳光强弱的限制明显。又如公开号为ZL200920198757.0的中国专利公开的一种风光互补海水淡化装置，该装置没有均衡控制设备，且没有海水前处理装置容易对淡化设备造成损害。
发明内容
本发明一个主要目在于提供一种采用风能和太阳能联合供电、无污染、低能耗、低成本、运行安全、稳定可靠的风光互补供能的全直流负载反渗透海水淡化装置，用于解决现在无市电供应且缺水的地区的淡水供应问题，适用于偏远海岛，船舶以及缺乏电力的地区使用。
本发明另一个主要目在于提供一种科学合理的风光互补供能的全直流负载反渗透海水淡化方法。
本发明是一种风光互补供能的全直流负载反渗透海水淡化装置，它包括直流风力发电机、高效陷光膜光伏发电组件、风光互补控制器、电力缓冲均衡控制模块、海水汲取泵、海水前处理模块、反渗透高压泵、反渗透海水淡化装置、臭氧杀菌器、淡水贮存装置；所述的风光互补控制器与电力缓冲均衡控制器连接；所述的电力缓冲均衡控制模块通过电源线依次与海水汲取泵、海水前处理模块、反渗透高压泵、反渗透海水淡化装置和臭氧杀菌器电连接并提供电能；所述的海水淡化电力负载均为直流负载。
所述的电力缓冲均衡控制模块包括电力均衡控制器、飞轮储能器和控制总线；所述的飞轮储能器与电力均衡控制器连接且形成回路；所述的控制总线的输入端与电力均衡控制器连接，输出端与海水淡化负载连接；所述的电力均衡控制器包括电能分配器和充放电控制器，电能分配器的输入端与风光互补控制器连接，输出端与用电负载连接；所述的充放电控制器上端口与电能分配器连接且形成回路，下端口与飞轮储能器连接；所述的飞轮储能器包括飞轮储能装置和能量转换装置；所述的飞轮储能装置内置飞轮转化机构；所述的能量转换装置垂直置于飞轮储能装置下方，其能量输出端口与电能分配器连接。
所述的海水前处理模块包括滤砂器、保安过滤器和树脂软化器；所述的滤砂器与保安过滤器和树脂软化器通过管道依次连接；所述的滤砂器为一级过滤器；所述的保安过滤器为二级精密过滤器。
所述的反渗透海水淡化装置包括反渗透海水淡化膜组和能量回收装置；所述的反渗透海水淡化膜组是采用反渗透膜法，海水淡化装置是全直流负载；所述的能量回收装置输入端与反渗透海水淡化膜组连接，输出端与反渗透高压泵连接。
本发明还提供一种风光互补供能的全直流负载反渗透海水淡化方法，包括：
（1）、当高效陷光膜光伏发电组件和直流风力发电机的发电功率大于用电负载功率时，在供给负载电能的同时向飞轮储能器储能；
（2）、当高效陷光膜光伏发电组件和直流风力发电机的发电功率等于用电负载功率时，所发电能全部供给负载；
（3）、当高效陷光膜光伏发电组件和直流风力发电机的发电功率小于用电负载功率时，则飞轮储能器连同高效陷光膜光伏发电组件和直流风力发电机向负载供能，若电力不足以驱动负载时则停机充能，确保负载安全稳定运行。
本发明的技术方案是：
与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：
1．由于本发明电力缓冲均衡控制模块中飞轮储能器仅作为辅助电源，其所需的电池容量（与传统的蓄电池相比）较小，成本较低；
2．由于本发明采用风能太阳能联合供能，无污染，无噪音，适用于偏远海岛，船舶以及缺乏电力的地区；
3．由于本发明采用全直流负载，无需进行逆变，可降低逆变过程的损耗，提高能量利用率；
4．由于本发明采用电力缓冲均衡控制模块进行自动控制，可实现无人看管，安全稳定运行；
5．由于本发明电力缓冲均衡控制模块中飞轮储能器仅作为辅助电源，其工作模式科学、合理，可充分利用太阳能和风能。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
附图说明
图1 是本发明的整体结构示意图；
图2 是本发明电力缓冲均衡控制模块的结构示意图；
图3是本发明海水前处理模块的结构示意图；
图4是本发明反渗透海水淡化装置的结构示意图。
具体实施方式
一、装置
如图1所示，本发明是一种风光互补供能的全直流负载反渗透海水淡化装置，它包括直流风力发电机1、高效陷光膜光伏发电组件2、风光互补控制器3、电力缓冲均衡控制模块4、海水汲取泵5、海水前处理模块6、反渗透高压泵7、反渗透海水淡化装置8、臭氧杀菌器9、淡水贮存装置10。
所述的直流风力发电机1和高效陷光膜光伏发电组件2并联连接到风光互补控制器3上，风光互补控制器3连接到电力缓冲均衡控制模块4上；作为直流负载的海水汲取泵5、海水前处理模块6、反渗透高压泵7、反渗透海水淡化装置8、臭氧杀菌器9、淡水贮存装置10按顺序依次连接且均通过电源线与电力缓冲均衡控制模块4电连接，由电力缓冲均衡控制模块4向上述装置供能。
如图2所示，电力缓冲均衡控制模块的结构示意图，所述的电力缓冲均衡控制模块4包括电力均衡控制器41、飞轮储能器42和控制总线43。其中，电力均衡控制器41包括电能分配器411和充放电控制器412；飞轮储能器42包括飞轮储能装置421和能量转换装置422。电能分配器411与充放电控制器412通过导线连接且形成回路；飞轮储能装置421的上部输入端口与充放电控制器412连接且下部输出端口与能量转换装置422输入端口连接；能量转换装置422输出端口与充放电控制器412连接。控制总线43的输入端与电力均衡控制器41的输出端连接，其输出端与海水淡化用电负载连接。
如图3所示，本发明海水前处理模块的结构示意图，海水前处理模块包括滤砂器61、保安过滤器62和树脂软化器63。滤砂器61与保安过滤器62和树脂软化器63通过管道依次连接；滤砂器61作为一级过滤器对海水进行初过滤，过滤的海水进入到保安过滤器62进行二次精密过滤，然后经过二次过滤的海水进入树脂软化器63进行软化处理。
如图4所示，本发明反渗透海水淡化装置的结构示意图，反渗透海水淡化装置8包括反渗透海水淡化膜组81和能量回收装置82，反渗透海水淡化膜组81中包含多个反渗透膜组，能量回收装置82与反渗透海水淡化膜组81连接，将反渗透海水淡化膜组81中的剩余压力回收利用。
所述的高效陷光膜光伏发电组件2为高效陷光膜复合电池与直流风力发电机1互补发电，通过风光互补控制器3和电力缓冲均衡控制模块4的整流、缓冲控制后为海水淡化负载供能。电力缓冲均衡控制模块4是其中的核心模块。
二、方法
本发明是一种风光互补供能的全直流负载反渗透海水淡化方法，包括：
（1）当高效陷光膜光伏发电组件2和直流风力发电机1的发电功率大于用电负载功率时，在供给负载电能的同时向飞轮储能器42储能；
（2）当高效陷光膜光伏发电组件2和直流风力发电机1的发电功率等于用电负载功率时，所发电能全部供给负载；
（3）当高效陷光膜光伏发电组件2和直流风力发电机1的发电功率小于用电负载功率时，则飞轮储能器42连同高效陷光膜光伏发电组件2和直流风力发电机1向负载供能，若电力不足以驱动负载时则停机充能，确保负载安全稳定运行。
三、工作过程
本发明的工作过程：
海水淡化时，由海水汲取泵在储水井中抽取海水，通过滤砂器61、保安过滤器62和树脂软化器63对海水进行过滤、软化等前处理过程，处理完成的海水通过反渗透高压泵7加压注入反渗透海水淡化装置8进行反渗透过程，实现海水淡化，淡化后的海水通过臭氧杀菌器9的杀菌消毒后储存在淡水贮存装置10中，供人们使用。
综上，本发明实施例提供的风光互补供能的全直流负载反渗透海水淡化装置，使得海水淡化节约能源、清洁环保，可在无电力供应的地区使用，所产淡水符合国家饮用水标准。
同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种风光互补供能的全直流负载反渗透海水淡化装置，其特征在于：它包括直流风力发电机、高效陷光膜光伏发电组件、风光互补控制器、电力缓冲均衡控制模块、海水汲取泵、海水前处理模块、反渗透高压泵、反渗透海水淡化装置、臭氧杀菌器、淡水贮存装置；所述的风光互补控制器与电力缓冲均衡控制模块连接；所述的电力缓冲均衡控制模块通过电源线依次与海水汲取泵、海水前处理模块、反渗透高压泵、反渗透海水淡化装置和臭氧杀菌器电连接并提供电能；所述的海水淡化电力负载均为直流负载。
2.根据权利要求1所述的风光互补供能的全直流负载反渗透海水淡化装置，其特征在于：所述的电力缓冲均衡控制模块包括电力均衡控制器、飞轮储能器和控制总线；所述的飞轮储能器与电力均衡控制器连接且形成回路；所述的控制总线的输入端与电力均衡控制器连接，输出端与海水淡化负载连接；所述的电力均衡控制器包括电能分配器和充放电控制器，电能分配器的输入端与风光互补控制器连接，输出端与用电负载连接；所述的充放电控制器上端口与电能分配器连接且形成回路，下端口与飞轮储能器连接；所述的飞轮储能器包括飞轮储能装置和能量转换装置；所述的飞轮储能装置内置飞轮转化机构；所述的能量转换装置垂直置于飞轮储能装置下方，其能量输出端口与充放电控制器连接。
3.根据权利要求1所述的风光互补供能的全直流负载反渗透海水淡化装置，其特征在于：所述的海水前处理模块包括滤砂器、保安过滤器和树脂软化器；所述的滤砂器与保安过滤器和树脂软化器通过管道依次连接；所述的滤砂器为一级过滤器；所述的保安过滤器为二级精密过滤器。
4.根据权利要求1所述的风光互补供能的全直流负载反渗透海水淡化装置，其特征在于：所述的反渗透海水淡化装置包括反渗透海水淡化膜组和能量回收装置；所述的反渗透海水淡化膜组是采用反渗透膜法，海水淡化装置是全直流负载；所述的能量回收装置输入端与反渗透海水淡化膜组连接，输出端与反渗透高压泵连接。
5.一种根据权利要求1所述装置的风光互补供能的全直流负载反渗透海水淡化方法，其特征在于：包括：
（1）当高效陷光膜光伏发电组件和直流风力发电机的发电功率大于用电负载功率时，在供给负载电能的同时向飞轮储能器储能；
（2）当高效陷光膜光伏发电组件和直流风力发电机的发电功率等于用电负载功率时，所发电能全部供给负载；
（3）当高效陷光膜光伏发电组件和直流风力发电机的发电功率小于用电负载功率时，则飞轮储能器连同高效陷光膜光伏发电组件和直流风力发电机向负载供能，若电力不足以驱动负载时则停机充能，确保负载安全稳定运行。
CN201410711527.5A 2014-12-01 2014-12-01 风光互补供能的全直流负载反渗透海水淡化装置及其方法 Expired - Fee Related CN104445738B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410711527.5A CN104445738B (zh) 2014-12-01 2014-12-01 风光互补供能的全直流负载反渗透海水淡化装置及其方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410711527.5A CN104445738B (zh) 2014-12-01 2014-12-01 风光互补供能的全直流负载反渗透海水淡化装置及其方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104445738A true CN104445738A (zh) 2015-03-25
CN104445738B CN104445738B (zh) 2016-02-24

Family

ID=52892596

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410711527.5A Expired - Fee Related CN104445738B (zh) 2014-12-01 2014-12-01 风光互补供能的全直流负载反渗透海水淡化装置及其方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104445738B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105293759A (zh) * 2015-10-26 2016-02-03 成都振中电气有限公司 一种太阳能自动清洗的污水循环处理工艺
CN105600974A (zh) * 2015-10-26 2016-05-25 成都振中电气有限公司 一种利用太阳能进行污水处理的工艺
CN105700405A (zh) * 2016-04-11 2016-06-22 集美大学 风光互补海水淡化***全自动控制装置及控制方法
CN105905968A (zh) * 2016-07-14 2016-08-31 上海骄英能源科技有限公司 风能光能互补发电的节能型海水淡化装置及控制方法
CN107055832A (zh) * 2017-03-22 2017-08-18 欧阳常青 太阳能风能互补供电船用小型海水淡化机
CN112769374A (zh) * 2021-01-07 2021-05-07 江苏省水利科学研究院 一种沿海垦区风光渔库农立体互补布局体系

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102030392A (zh) * 2010-11-30 2011-04-27 汕头大学 一种风光互补反渗透海水淡化装置
CN202671331U (zh) * 2012-06-15 2013-01-16 浙江省海洋开发研究院 一种反渗透海水淡化***
CN103708665A (zh) * 2013-12-13 2014-04-09 哈尔滨锅炉厂有限责任公司 可再生能源联合热膜耦合海水淡化及制盐***
CN104058473A (zh) * 2014-03-25 2014-09-24 上海电力学院 海上风光互补海水淡化***

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102030392A (zh) * 2010-11-30 2011-04-27 汕头大学 一种风光互补反渗透海水淡化装置
CN202671331U (zh) * 2012-06-15 2013-01-16 浙江省海洋开发研究院 一种反渗透海水淡化***
CN103708665A (zh) * 2013-12-13 2014-04-09 哈尔滨锅炉厂有限责任公司 可再生能源联合热膜耦合海水淡化及制盐***
CN104058473A (zh) * 2014-03-25 2014-09-24 上海电力学院 海上风光互补海水淡化***

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105293759A (zh) * 2015-10-26 2016-02-03 成都振中电气有限公司 一种太阳能自动清洗的污水循环处理工艺
CN105600974A (zh) * 2015-10-26 2016-05-25 成都振中电气有限公司 一种利用太阳能进行污水处理的工艺
CN105700405A (zh) * 2016-04-11 2016-06-22 集美大学 风光互补海水淡化***全自动控制装置及控制方法
CN105905968A (zh) * 2016-07-14 2016-08-31 上海骄英能源科技有限公司 风能光能互补发电的节能型海水淡化装置及控制方法
CN107055832A (zh) * 2017-03-22 2017-08-18 欧阳常青 太阳能风能互补供电船用小型海水淡化机
CN112769374A (zh) * 2021-01-07 2021-05-07 江苏省水利科学研究院 一种沿海垦区风光渔库农立体互补布局体系
CN112769374B (zh) * 2021-01-07 2023-08-25 江苏省水利科学研究院 一种沿海垦区风光渔库农立体互补布局体系

Also Published As

Publication number Publication date
CN104445738B (zh) 2016-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104445738B (zh) 风光互补供能的全直流负载反渗透海水淡化装置及其方法
CN201545744U (zh) 一种风光互补的海水淡化装置
CN202139086U (zh) 低碳型绿色能源海水淡化设备
CN103978922B (zh) 一种带净水功能的多功能移动应急车
Soric et al. Eausmose project desalination by reverse osmosis and batteryless solar energy: Design for a 1 m3 per day delivery
CN104150563B (zh) 可移动式风力太阳能海水淡化集成***及其使用方法
CN202671331U (zh) 一种反渗透海水淡化***
CN101337749A (zh) 一种太阳能海水淡化方法及成套装置
CN105871065A (zh) 一种基于用户需求控制的多能源协同发电与水蓄能及海水淡化***
CN204897499U (zh) 一种光伏太阳能小型电渗析海水淡化装置
CN102812884A (zh) 一种利用小型风能与太阳能驱动地下咸水反渗透处理的农田滴灌***
CN205603350U (zh) 一种新型太阳能海水淡化装置
CN204298186U (zh) 一种集装箱式太阳能海水淡化装置
CN205328675U (zh) 一种太阳能供电的电渗析水处理***
CN201033745Y (zh) 太阳能光伏反渗透海水淡化装置
KR20170095584A (ko) 통합 마이크로그리드 시스템
CN105700405B (zh) 风光互补海水淡化***全自动控制装置及控制方法
CN203854555U (zh) 一种带净水功能的多功能移动应急车
CN109574326A (zh) 一种风光互补式电渗析海水淡化装置
CN102797616B (zh) 综合利用多种自然能实现全天候稳定供电的多功能独立电站
CN206599476U (zh) 太阳能风能互补供电船用小型海水淡化机
CN203833680U (zh) 孤网风电海水淡化集成***
CN205022838U (zh) 一种太阳能清洁能源电动船结构
CN201722258U (zh) 太阳能型人工湿地污水处理***
CN103599700A (zh) 一种风光柴蓄驱动反渗透淡化装置的控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160224

Termination date: 20191201

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee