太阳能海水淡化的分析
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热法太阳能海水淡化技术及系统研究随着全球水资源的日益紧张,海水淡化技术成为一种重要的解决方案。
热法太阳能海水淡化技术是其中一种能够有效利用太阳能进行海水淡化的方法。
本文将介绍热法太阳能海水淡化技术及其系统研究。
1. 热法太阳能海水淡化技术原理热法太阳能海水淡化技术利用太阳能对海水进行蒸发,蒸发后的水蒸气通过冷凝器进行凝结,从而得到淡水。
具体流程为:首先,海水进入蒸发器,在太阳能的作用下,部分海水蒸发,生成水蒸气。
水蒸气经过冷凝器后,由于降温而凝结成淡水。
而剩余的浓缩海水则被排入海洋。
2. 热法太阳能海水淡化技术系统设计为了提高系统的效率和稳定性,热法太阳能海水淡化技术系统需要合理的设计。
系统主要由蒸发器、冷凝器和太阳能收集器组成。
(1)蒸发器:蒸发器是整个系统的核心组件,其设计直接影响系统的淡水产量和能源利用效率。
蒸发器应具备高热传导性能和良好的耐腐蚀性能。
同时,选择合适的蒸发器材料和结构形式也是提高效率的关键。
(2)冷凝器:冷凝器主要用于将蒸发器中的水蒸气凝结成淡水。
冷凝器的设计应考虑到能量的回收和传递,以确保整个系统的能量利用效率。
此外,冷凝器输入和输出的温度差也是设计的重要参数。
(3)太阳能收集器:太阳能收集器用于吸收太阳辐射能,并将其转化为热能,供给蒸发器进行水的蒸发。
太阳能收集器应该具备良好的光热转化效率和耐候性,以保证系统的正常运行。
3. 热法太阳能海水淡化技术应用与发展前景热法太阳能海水淡化技术具有广阔的应用前景。
首先,热法太阳能海水淡化技术可以为地区缺水的问题提供解决方案,满足人类对淡水资源的需求。
其次,该技术具备可再生能源的特点,对环境影响较小,符合可持续发展的要求。
此外,热法太阳能海水淡化技术还可以结合其他能源技术,如风能和潮汐能等,形成复合能源利用系统,进一步提高能源利用效率。
然而,热法太阳能海水淡化技术在实际应用中还面临着一些挑战。
首先,高温和高盐环境对设备和材料的腐蚀性较大,需要选择耐腐蚀材料并加强设备维护。
《热法太阳能海水淡化技术及系统研究》篇一一、引言随着全球水资源日益紧张,海水淡化技术已成为解决沿海地区淡水短缺问题的重要途径。
其中,热法太阳能海水淡化技术以其清洁、可再生的能源来源和低成本的运行模式,逐渐成为研究的热点。
本文将详细探讨热法太阳能海水淡化技术的原理、系统构成以及相关研究进展。
二、热法太阳能海水淡化技术原理热法太阳能海水淡化技术主要是利用太阳能作为热源,将太阳能集热器中的热能传递给海水,使海水蒸发、冷凝、收集淡水。
该过程包括太阳能集热、蒸发、冷凝和收集四个主要步骤。
1. 太阳能集热:通过太阳能集热器将太阳能转化为热能,加热海水。
2. 蒸发:加热后的海水在蒸发器中蒸发,形成水蒸气。
3. 冷凝:水蒸气通过冷凝器冷却,形成淡水。
4. 收集:收集产生的淡水供人类使用。
三、系统构成热法太阳能海水淡化系统主要由以下几个部分构成:1. 太阳能集热器:用于吸收太阳能并将其转化为热能。
2. 蒸发器:将太阳能集热器中的热能传递给海水,使海水蒸发。
3. 冷凝器:将蒸发器中的水蒸气冷却,形成淡水。
4. 控制系统:对整个系统进行监控和控制,确保系统的稳定运行。
5. 辅助设备:包括泵、管道、阀门等,用于输送海水和淡水。
四、相关研究进展近年来,热法太阳能海水淡化技术的研究取得了显著的进展。
首先,在太阳能集热器方面,研究者们不断改进集热器的结构,提高其吸热效率和抗污染能力。
其次,在蒸发器和冷凝器方面,研究者们通过优化设计,提高了系统的能量转换效率和淡化水的质量。
此外,控制系统的发展也为系统的稳定运行提供了有力保障。
五、未来展望尽管热法太阳能海水淡化技术已经取得了显著的成果,但仍存在一些挑战和问题需要解决。
首先,如何进一步提高系统的能量转换效率和淡化水的质量是未来研究的重要方向。
其次,需要加强系统的抗污染能力和长期稳定性研究,以适应各种复杂的环境条件。
此外,降低成本、提高系统的经济性也是未来研究的重要目标。
六、结论总之,热法太阳能海水淡化技术是一种具有广阔应用前景的清洁、可再生能源利用技术。
《热法太阳能海水淡化技术及系统研究》篇一一、引言随着全球水资源短缺和海水淡化需求的增加,热法太阳能海水淡化技术已成为当今研究热点。
此技术利用太阳能作为能源,通过热法原理进行海水淡化处理,为解决人类面临的水资源问题提供了一条新的可行途径。
本文旨在详细探讨热法太阳能海水淡化技术的原理、应用及系统研究,为推动此技术的发展提供理论基础和实践指导。
二、热法太阳能海水淡化技术原理热法太阳能海水淡化技术是利用太阳能集热器将太阳能转化为热能,然后将热能传递给海水,使海水蒸发,产生的蒸气经冷凝后得到淡水。
此过程主要包括太阳能集热、海水预热、蒸发、冷凝和收集等步骤。
三、热法太阳能海水淡化系统研究(一)系统构成热法太阳能海水淡化系统主要由太阳能集热器、海水预处理系统、蒸发器、冷凝器和淡水收集系统等部分组成。
其中,太阳能集热器是系统的核心部分,负责将太阳能转化为热能;海水预处理系统用于对海水进行初步处理,以去除其中的杂质和悬浮物;蒸发器则是使海水蒸发的关键设备;冷凝器和淡水收集系统则负责将蒸气冷凝并收集淡水。
(二)系统工作原理系统工作时,太阳能集热器将太阳能转化为热能,加热预处理后的海水。
加热的海水进入蒸发器,在蒸发器中,部分海水被加热至沸点并蒸发为蒸气。
蒸气经过冷凝器冷凝后变为液态水,最后通过淡水收集系统进行收集。
在此过程中,未蒸发的海水可回流至预处理系统进行再次利用,形成循环。
(三)系统优化研究为了提高系统的性能和效率,研究者们对系统进行了多方面的优化研究。
首先,通过改进太阳能集热器的设计,提高其光热转换效率;其次,优化蒸发器的结构,提高海水的加热和蒸发效率;此外,还研究了系统的运行参数,如工作压力、温度等,以实现系统的最佳运行。
同时,针对系统的抗结垢性能、防腐性能等方面也进行了深入研究,以提高系统的稳定性和使用寿命。
四、应用及前景热法太阳能海水淡化技术在全球范围内得到了广泛的应用。
在干旱地区、海岛等水资源匮乏的地区,此技术为当地居民提供了可靠的淡水来源。
利用太阳能进行海水淡化的装备研究太阳能作为可再生能源的一种,持续地为人类提供着丰富的能量资源。
而将太阳能应用于现实生活中,特别是用于处理海水淡化问题,已经成为一个备受关注的课题。
海水淡化是指将海水中的盐分去除,从而获得可用于人类生活和农业灌溉的淡水。
其在海岛居民和离海地区的供水问题解决方面具有重要意义。
本文将针对利用太阳能进行海水淡化的装备研究进行探讨。
初期的海水淡化技术主要包括蒸发、多级闪蒸和逆渗透等方法。
然而,这些方法在能耗和成本方面存在着一定的限制,因此无法广泛应用于全球各地。
与传统海水淡化相比,利用太阳能的海水淡化技术具有更为广阔的应用前景,因为太阳能是免费、可再生且普遍可得的能源。
利用太阳能进行海水淡化的装备一般由太阳能发电系统、浓淡水混合系统和海水预处理系统等三个组成部分构成。
太阳能发电系统主要包括光伏电池板、电子元件和电池储能装置等。
光伏电池板将太阳光能转换为电能,然后通过电子元件进行控制与调节,最后储存在电池储能装置中,以供装备正常运行。
浓淡水混合系统则负责将海水和淡水进行分离,确保从海水中提取出的淡水质量符合人类饮用水标准。
而海水预处理系统则是对海水进行预处理,以防止海水中的杂质对装备的正常运行产生影响。
目前,存在一些我国研发团队在利用太阳能进行海水淡化的装备方面取得了一定的成果。
例如,在太阳能电池板材料的研发方面,石墨烯、钙钛矿和多晶硅等新材料的不断涌现,为提高光伏电池板的效能和稳定性提供了可能。
此外,还有研究者利用太阳能进行海水淡化装备的热能利用部分进行创新设计,例如采用改进的聚光太阳能发电系统,能够提高光伏电池板的能量转换效率。
然而,在利用太阳能进行海水淡化的装备研究中,仍然存在一些挑战。
首先,太阳能的不稳定性和可变性,使得海水淡化装备无法在阴雨天气或夜间正常运行。
其次,目前的太阳能海水淡化装备成本较高,制约了其大规模应用。
再者,海水淡化装备的耐久性和稳定性也需要进一步提升。
太阳能海水淡化原理太阳能海水淡化是利用太阳能将海水中的盐分去除,使之变为淡水的过程。
太阳能海水淡化技术是一个环保、可持续发展的解决海水淡化问题的方法,它可以帮助满足人类对淡水资源的需求,尤其是在海洋丰富而淡水稀缺的地区。
太阳能海水淡化的原理主要涉及两个过程:蒸发和冷凝。
太阳能海水淡化设备是通过太阳能自然进行水的蒸发和冷凝,从而实现海水去除盐分的目的。
首先,太阳能海水淡化设备通常是通过太阳能收集器来收集太阳能。
太阳能收集器将太阳能转化为热能,可用于加热盐水。
这些收集器通常采用聚光技术,将太阳能集中到一个小区域。
当太阳能集中到一定程度时,海水中的部分水分会发生蒸发。
其次,蒸发后的水蒸汽会进入冷凝器。
冷凝器是一个冷却设备,可以使蒸汽变为液体。
在太阳能海水淡化设备中,冷凝器通常采用自然冷却或人工冷却的方法。
自然冷却通常利用一种能够保持低温的材料,如深海水。
而人工冷却通常使用机械设备,如冷冻装置或冷凝器。
然后,在冷凝器中,会发生蒸汽的冷凝,形成淡水。
由于蒸汽中的盐分无法随蒸汽一起冷凝,因此冷凝后的液体是淡水。
这种淡水可以进一步处理,使其符合饮用水或农业灌溉水的标准。
最后,太阳能海水淡化设备还包括储水设备,用于储存冷凝后的淡水。
储水设备可以是储水罐、蓄能池或水缸等容器。
这些容器可以确保淡水供应的连续性,并且在需要时提供储存的淡水。
在太阳能海水淡化过程中,关键技术是如何最大限度地利用太阳能,提高海水的蒸发率和淡水的收集率。
为此,科学家们研发了许多改进的太阳能海水淡化技术,如多级闪蒸、多效蓄能和反渗透等。
多级闪蒸技术是一种通过多级蒸发器和冷凝器来提高效率的方法。
在这种技术中,海水在多个蒸发器中依次进行蒸发和冷凝,从而最大程度地提高淡水的收集率。
多效蓄能技术是另一种改进的方法,它利用热能的多次重复利用来提高海水的蒸发效率。
反渗透技术是一种利用半透膜来分离盐分和水分的方法。
这种技术通过施加压力将海水从高浓度一侧向低浓度一侧推动,使水分通过膜而盐分被隔离。
太阳能热转化海水淡化技术的发展与应用1. 引言过去几十年来,水资源短缺一直是全球范围内的一个严重问题。
特别是海水淡化技术在解决这一问题方面起到了重要的作用。
其中,太阳能热转化海水淡化技术以其绿色、可持续的特点备受关注。
本文将探讨太阳能热转化海水淡化技术的发展和应用现状。
2. 太阳能热转化海水淡化技术的原理太阳能热转化海水淡化技术是通过将太阳能转化为热能,利用热能来驱动海水的蒸发和凝结过程,实现海水的淡化过程。
其基本原理是利用太阳能加热海水,使其蒸发,然后将蒸汽冷凝为淡水,从而实现海水的淡化。
3. 技术的发展历程太阳能热转化海水淡化技术的发展可以追溯到20世纪70年代。
最早的太阳能热转化海水淡化装置是利用平板集热器将太阳能转化为热能,使其驱动海水的蒸发和凝结过程。
然而,由于材料和技术限制,这种装置的效率较低,成本较高。
随着科技的进步,太阳能热转化海水淡化技术得到了快速发展。
目前广泛应用的技术包括:太阳能薄膜蒸发器技术、太阳能多效蒸发技术、太阳能中温多级闪蒸技术等。
这些技术在提高海水淡化效率、节能降耗、减少排放等方面都取得了显著的成果。
4. 技术应用现状目前,太阳能热转化海水淡化技术已经被广泛应用于全球各地的海水淡化项目中。
它在解决淡水资源短缺问题、改善水质和保护生态环境方面发挥着重要的作用。
在发展中国家,太阳能热转化海水淡化技术被广泛应用于农村供水、工业用水等领域。
它不仅可以为当地居民提供干净的饮用水,还可以满足工业生产的用水需求,促进当地经济的发展。
在开发中国家,太阳能热转化海水淡化技术被广泛应用于海水养殖和沿海农业灌溉等领域。
它可以为海水养殖提供新鲜水源,帮助农民扩大农田面积,提高农作物的产量和质量。
此外,太阳能热转化海水淡化技术还被应用于缓解水资源短缺的旅游岛屿和沿海城市。
通过利用太阳能热转化技术,这些地区可以降低对水资源的依赖,实现水的自给自足,同时减少对地下水的开采,保护当地的生态环境。
2024年太阳能海水淡化市场环境分析1. 引言太阳能海水淡化是利用太阳能将海水转化为可供人类使用的淡水的技术。
近年来,由于全球水资源日益紧张和可再生能源的发展,太阳能海水淡化逐渐成为解决饮水和灌溉问题的热门技术。
本文将对太阳能海水淡化市场环境进行分析,为相关企业和投资者提供参考。
2. 市场规模与趋势据统计,目前全球有超过20个国家和地区已经使用太阳能海水淡化技术,其中沙特阿拉伯、阿联酋、澳大利亚等国家在规模和数量上位居前列。
预计未来几年,全球太阳能海水淡化市场将保持快速增长的趋势,市场规模有望超过100亿美元。
3. 政策支持与产业发展许多国家纷纷出台政策支持太阳能海水淡化的发展,以鼓励企业投资和采纳这一技术。
政策措施包括补贴和财政支持、税收优惠和法律法规的制定等,为太阳能海水淡化产业的发展提供了良好的政策环境。
此外,随着技术进步和成本下降,太阳能海水淡化装置的性能和效率也在不断提高。
4. 市场竞争格局目前太阳能海水淡化市场具有一定的竞争格局,主要有国际知名企业和本地企业竞争。
国际知名企业具备较强的技术实力和市场渗透能力,但本地企业更了解本国市场需求,并且在政策支持和市场资源方面有一定优势。
未来随着市场规模的扩大和技术进步,市场竞争将进一步加剧。
5. 市场风险与挑战太阳能海水淡化市场面临着一些风险和挑战。
首先,技术成熟度和可靠性仍然是一个问题,需要进一步提升技术水平和减少设备故障率。
其次,太阳能海水淡化的投资成本较高,对资金需求较大,企业需要考虑资金来源和投资回报率。
此外,市场竞争激烈,企业需要提升自身的竞争力以获取市场份额。
6. 市场前景与发展趋势太阳能海水淡化市场前景广阔,有望成为解决全球水资源短缺问题的重要途径。
随着技术进步和成本下降,太阳能海水淡化将更加普及和可行。
未来市场将呈现以下发展趋势:技术不断创新,提高效率和可靠性;市场竞争加剧,企业转型和升级;政策环境进一步优化,吸引更多投资。
7. 结论太阳能海水淡化市场具有广阔的发展前景,但也面临一定风险和挑战。
《热法太阳能海水淡化技术及系统研究》篇一一、引言随着全球水资源的日益短缺,海水淡化技术成为解决沿海地区及岛礁用水问题的关键途径之一。
热法太阳能海水淡化技术作为其中的一种重要技术,利用太阳辐射能量对海水进行加热蒸发,实现水分的淡化。
本文旨在深入探讨热法太阳能海水淡化技术的原理、技术发展及其系统组成,分析其应用及优缺点,以期为未来相关技术的发展和应用提供理论依据和实践指导。
二、热法太阳能海水淡化技术原理热法太阳能海水淡化技术主要是利用太阳能集热器将太阳辐射的能量转化为热能,然后将热量传递给海水,使海水受热蒸发。
随着水分的蒸发,盐分被留在蒸发器内,而纯净的淡水则通过冷凝器收集起来。
这一过程主要依赖于太阳能的集热、传热、蒸发和冷凝等物理过程。
三、技术发展及系统组成(一)技术发展随着科技的不断进步,热法太阳能海水淡化技术在材料、设备、工艺等方面取得了显著的发展。
例如,新型的太阳能集热器材料能够更高效地吸收太阳能;高效的传热技术使得热量能够迅速传递给海水;先进的蒸发和冷凝技术则提高了淡水收集的效率。
(二)系统组成热法太阳能海水淡化系统主要由以下几个部分组成:太阳能集热器、传热系统、蒸发器、冷凝器和控制系统。
其中,太阳能集热器是系统的心脏部分,负责将太阳能转化为热能;传热系统则将热量传递给蒸发器;蒸发器是水分蒸发的场所;冷凝器则负责收集纯净的淡水;控制系统则负责整个系统的运行和控制。
四、应用及优缺点分析(一)应用热法太阳能海水淡化技术在全球范围内得到了广泛的应用。
特别是在水资源短缺的沿海地区和岛礁地区,该技术为当地居民提供了可靠的饮用水源。
此外,该技术还广泛应用于农业灌溉、工业用水等领域。
(二)优点1. 环保:利用太阳能进行海水淡化,无污染排放,符合绿色环保的要求。
2. 可持续:太阳能是可再生能源,因此该技术具有很好的可持续性。
3. 成本低:随着技术的不断发展,系统的运行和维护成本逐渐降低。
(三)缺点1. 受天气影响:阴天或雨天时,太阳能的收集效率会受到很大影响。
利用太阳海水淡化的方法一、太阳海水淡化的原理1.1 太阳能的强大力量咱们都知道,太阳那可是个超级大的能量源啊。
它每天都在无私地释放着巨大的能量。
对于海水淡化来说,这太阳能就像是一把神奇的钥匙。
海水之所以是咸的,是因为里面有好多盐分。
而太阳能可以提供热量,把海水加热。
就像烧水一样,水被加热后就会变成水蒸气。
这时候呢,盐分可不会跟着水蒸气跑啊,因为盐分比较重,它们就留在原来的地方了。
这就初步把海水中的水和盐分离开了,这就是太阳能海水淡化的一个基本原理,简单得就像咱们平常蒸馒头似的,馒头熟了,水汽跑了,面粉可还在蒸笼里呢。
1.2 大自然的启示其实啊,这种现象在大自然里也经常能看到。
比如说在海边,太阳一晒,沙滩上有些小水洼里的水就慢慢没了,但是沙子上会留下一些盐的痕迹。
这就跟咱们利用太阳能淡化海水是一个道理。
咱们人类就是从大自然里学到了这个智慧,然后把它变成一种解决水资源问题的好办法。
二、太阳海水淡化的方法2.1 简易蒸馏法这是一种比较常见的方法。
找个大容器,把海水装进去,然后用一块透明的塑料薄膜或者玻璃盖在上面,密封好。
在这个容器旁边再放一个小容器。
太阳一晒,海水就开始蒸发变成水蒸气,水蒸气碰到上面的塑料薄膜或者玻璃就会凝结成小水滴,这些小水滴就会顺着薄膜或者玻璃流到旁边的小容器里。
这就像“守株待兔”一样,咱们就在小容器那里等着收集淡水就行了。
虽然这个方法看起来有点笨,但是很实用,成本也低,普通老百姓要是在海边遇到紧急情况,都能这么搞一搞来获取淡水。
2.2 太阳能蒸馏器还有一种比较专业一点的太阳能蒸馏器。
这种蒸馏器的设计更科学。
它有专门的集热装置,可以更好地吸收太阳能,让海水更快地蒸发。
而且它还有冷凝的结构,能让水蒸气更快地变成液态水。
这就好比是给海水淡化开了个“快车道”,效率比简易蒸馏法高多了。
不过呢,这种设备的成本相对来说也高一些,一般是一些小型的海岛或者缺水的沿海地区会使用。
三、太阳海水淡化的意义3.1 解决水资源短缺3.2 环保可持续咱们都知道现在要保护环境,这个太阳能海水淡化的方法那可是相当环保的。
浅析太阳能海水淡化的发展过程太阳能海水淡化是利用太阳能将海水转化为淡水的一种技术。
随着全球水资源短缺和可再生能源的重视,太阳能海水淡化逐渐发展起来。
本文将从太阳能海水淡化的起源、发展过程以及未来发展方向等几个方面进行分析,以帮助读者更好地了解这一领域。
太阳能海水淡化的发展可以追溯到1970年代初期,当时太阳能技术出现了较大的突破。
最早的太阳能海水淡化系统是由太阳能光伏板供电的薄膜蒸发器。
这种系统利用太阳能通过光伏板产生电能,将其转化为热能,从而驱动蒸发器薄膜蒸发海水,实现海水淡化。
然而,这种系统效率较低,成本较高,不能大规模应用。
随着科学技术的进步和能源政策的支持,太阳能海水淡化迅速发展。
1981年,沙特阿拉伯建成了世界上第一个大型太阳能海水淡化厂,利用太阳能为近20,000人供应淡水。
此后,越来越多的国家开始在沙漠地区运用太阳能海水淡化技术,为居民提供淡水资源。
20世纪90年代,太阳能海水淡化技术进一步改进和发展。
薄膜蒸发器被薄膜蒸发蒸发器取代,这一技术具有更高的效率和更低的成本,能够实现更大规模的海水淡化。
此外,多效蒸发器和置换结晶技术也被引入,进一步提高了太阳能海水淡化的效率。
进入21世纪,太阳能海水淡化取得了更大的发展。
随着光伏技术的快速发展,太阳能电池板的效率不断提高,将太阳能转化为电能的效率进一步提高。
与此同时,蒸发器材料的研发也取得了重要突破,使海水淡化效率更高。
另外,太阳能海水淡化与其他技术,如风能、波能和潮汐能等结合,实现多能互补,进一步提高系统的可持续性和经济性。
目前,太阳能海水淡化正面临着更大的发展机遇和挑战。
随着全球水资源短缺的加剧,各国政府对太阳能海水淡化的支持逐渐增多。
一些国家和地区已经制定了太阳能海水淡化的发展规划,并投入了大量的资金和人力资源。
同时,太阳能技术的进步也为太阳能海水淡化的发展提供了更多的可能性,如太阳能光热联产、光电热联合等技术的应用。
然而,太阳能海水淡化也面临着一些挑战。
太阳能海水淡化的分析
曹高华,袁凤如,孔伟近,杨龙允,王 贺,李 悦
(山东科技大学机械电子工程学院,山东 青岛 266590)
摘 要:大部分的海水淡化系统都是能源密集型的,消耗的是高能量的能源,如天然气、电力、石和矿物燃料。
这会导致臭氧层的损耗,以及危害人类的健康和全球变暖。
文章讨论了各种太阳能处理方法,如直接法和间接法等。
间接方法适合大规模系统,而采用太阳能板的直接方法更适合小型系统。
使用不同的本地材料,可以改进低成本太阳能板的性能以及制造低成本蒸馏器,以满足每日需要的新鲜饮用水。
这些低成本的太阳能板对于居住在岛屿和沿海地区的小户户和社区来说是足够的。
关键词:太阳能;海水淡化;低成本
中图分类号:P747 文献标志码:A文章编号:1672-3872(2017)16-0186-01
1 引言
因为淡水的供应有限,通过淡化海水成为向不断增长的人口提供淡水的最佳方式[1]。
许多脱盐厂已经开始运作,但价格昂贵,能源密集[2]。
为了克服这一问题,对近年来在技术和系统设计方面的进展进行了综述。
太阳元素赋予我们生命和能量,今天我们寻求更新清洁的可再生能源。
太阳能可以有效地利用太阳能为绿色和环境的可持续性提供热量。
太阳热能转换的热效率可以达到100%。
太阳热水脱盐过程大致分为两大类,即直接和间接系统。
2 间接系统
太阳能脱盐厂的间接方法包括两个子系统太阳能集热器和脱盐装置。
各种类型的太阳能收集器,如平板、真空管、热管等,可以配合热脱盐过程,如膜蒸馏(MD)、多级蒸馏(MSD)、蒸汽压缩(VC)、多效蒸发(MED)[3]。
反渗透(RO)是最节能的大型脱盐生产技术,产量最高可达1.8kW‧h/m3。
多效和多级闪蒸可以通过与太阳能集中器的耦合来降低能源成本,这可以适用于大型社区级使用。
3 直接系统
在直接系统中,蒸发和凝结都发生在同一设备上,它更适合于家庭和小社区。
各种系统,如单、双坡、水锥、水金字塔、三角等,适合满足淡水需求200m3/d的。
从直接方法产生的水达到了质量标准。
3.1 农村低成本太阳能净化器
采用反渗透(RO)和紫外线(UV)的混合技术进行水净化。
该装置由4个真空管组成。
装置可以在手动的帮助下进行组装。
不清洁的水经过四层滤布的过滤,经过RO膜和利用太阳的热量使其60℃加热15min或45℃加热3h。
这使水里的所有大肠杆菌、病毒、细菌等都无法存活。
4 太阳能性能提升方法
提高太阳能性能的方法各种各样,具体如下:①冷凝玻璃罩的角度应该为30°、45°,它由光滑的表面和低热容量的玻璃来达到最佳;②用铜作为太阳能加热器,因为其具有很好的导热性;③采用纳米粒子材料作为反射器材料;④利用真空技术降低水的蒸发温度,利用多效太阳能的冷凝潜热技术,提高太阳能的生产效率。
5 影响太阳能性能的因素
太阳能的性能仍然受到环境、设计和操作参数等三个参数的影响,这种性能直接与太阳辐射、环境温度、相对湿度、风速、云和尘埃有关,这是无法控制的。
太阳能的效率直接受蒸发面积的影响,与折射角度成反比。
在冬季期间,太阳能的角度应该是最大的,夏季的时候应该是最低的。
太阳能海水淡化的主要技术障碍:①热化脱盐厂必须联合起来,以更高效、更经济的方式生产;②开发一种智能控制、组件开发和系统管理的能量和脱盐输出,以优化海水淡化、冷却和太阳能光电能量的系统耦合;③新的脱盐膜(如石墨烯)的重新设计和发展应该是必要的。
它可以有效地过滤水中的钠盐,并显著地产生比现有技术更高的。
6 结束语
高效利用太阳能热能源的主要步骤之一是利用它们在热海水淡化过程中产生清洁的水。
文章介绍了太阳能增湿法、除湿法、膜蒸馏法、多级闪蒸法、汽压法、太阳能池法、多效蒸馏法、太阳能蒸馏法等方法。
通过反渗透膜分离,作为间接方法可用于大规模的脱盐,但该系统的水生产成本很高。
文章详细讨论了不同类型的太阳能板的直接方法,其所获得的水含有可以达标的少量矿物质和盐类。
低成本的太阳能蒸馏器的性能可以通过与真空管、平板收集器、双真空热管和抛物线槽的集成来增强。
太阳能收集器在加热水和空气到高温时效率最高。
在脱盐系统中,用泵强制循环的水的产量高于热虹吸循环。
因此,建议采用混合能源来处理脱盐系统在此之后,它将以最少5~10年的成本运营,这将比任何传统的系统都要多。
因此,我们可以得出结论,在修改现有的方法和发明新的有效的海水淡化方法方面,需要进行更多的研究,以减少传统能源在海水淡化中的使用。
参考文献:
[1]王芳.基于减压膜蒸馏法太阳能海水淡化系统研究[D].东华大学,
2016.
[2]陈志莉.热法太阳能海水淡化技术及系统研究[D].重庆大学,
2009.
[3]陈子乾,郑宏飞,马朝臣,等.低温多效太阳能海水淡化装置最
优集热系统的匹配研究[J].太阳能学报,2008(6):672-677.
(收稿日期:2017-8-12)
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作者简介: 曹高华(1991-),男,山东潍坊人,研究方向:机械工程。