專利名稱：一種太陽(yáng)能光伏發(fā)電水處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
:本實(shí)用新型屬于膜法水處理設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種太陽(yáng)能光伏發(fā)電水處理裝置，用于太陽(yáng)能發(fā)電場(chǎng)合進(jìn)行環(huán)保式水處理。
技術(shù)背景:我國(guó)是一個(gè)淡水匱乏的國(guó)家，淡水資源分布不均勻，淡水資源不足之地是電力相對(duì)短缺之處，例如西部邊遠(yuǎn)地區(qū)、沿海海島等地，近年來(lái)隨著人民生活水平的不斷提高，以及海島的開發(fā)，這些地區(qū)對(duì)飲用水資源改善的訴求越來(lái)越高，這些地區(qū)往往有豐富的苦咸水及海水資源，并且擁有豐富的太陽(yáng)能資源，因此可以采用太陽(yáng)能“光伏發(fā)電”的方式產(chǎn)生電能，供水處理裝置使用，對(duì)當(dāng)?shù)氐乃|(zhì)進(jìn)行淡化處理，從而改進(jìn)飲用水水質(zhì)。太陽(yáng)能“光伏發(fā)電”是將太陽(yáng)光能直接轉(zhuǎn)換為電能的一種發(fā)電形式，其產(chǎn)生的電能以直流電的形式向外界輸送，由于實(shí)際的用電負(fù)載主要是采用交流電運(yùn)行，例如反滲透水處理裝置，在實(shí)際使用的過(guò)程中，首先需要將太陽(yáng)能所產(chǎn)生的直流電，通過(guò)“直流-交流逆變器”轉(zhuǎn)換為交流電，從而供負(fù)載使用，直流-交流逆變過(guò)程會(huì)引起電能的浪費(fèi)，降低電能的利用率；電滲析作為一種水處理方法，目前已經(jīng)有廣泛的應(yīng)用，但是電滲析水處理裝置是以電場(chǎng)為驅(qū)動(dòng)力的，運(yùn)行時(shí)必須有方便且充足的電源供給。
發(fā)明內(nèi)容:本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，尋求設(shè)計(jì)提供一種太陽(yáng)能光伏發(fā)電與電滲析相結(jié)合的水處理裝置，通過(guò)光伏發(fā)電部分直流電轉(zhuǎn)換成交流電，部分直流電直接供應(yīng)電滲析膜堆的不同分配方式，提高光伏發(fā)電的利用率，使整個(gè)水處理系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的主體包括太陽(yáng)能電池、控制器、蓄電池、逆變器、電滲析膜堆和電 滲析水泵，電滲析膜堆和電滲析水泵電信息連接組裝構(gòu)成電滲析裝置，太陽(yáng)能電池與控制器固定連接，太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的電能通過(guò)控制器進(jìn)行分配，控制器分別與蓄電池、逆變器和電滲析膜堆電信息連接，25% 35%的電能傳入逆變器，逆變器將電能轉(zhuǎn)化為交流電供電滲析水泵使用，經(jīng)逆變器轉(zhuǎn)化的電能利用率為90% ；65% 75%的電能直接作用于電滲析膜堆，提供動(dòng)力，其利用效率為98%;多余的電能經(jīng)控制傳送到蓄電池儲(chǔ)存，以備太陽(yáng)光不足時(shí)使用；電滲析膜堆分別采用普通電滲析膜堆和雙極膜電滲析膜堆，雙極膜電滲析膜堆包括雙極膜-陽(yáng)離子交換膜與雙極膜-陰離子交換膜兩隔室型和陽(yáng)離子交換膜-雙極膜-陰離子交換膜三隔室型；普通電滲析膜堆的操作電流密度為10 25mA/cm2，雙極膜兩隔室型電滲析膜堆的工作電流密度為10 25mA/cm2，三隔室型電滲析膜堆的工作電流密度為10 20mA/cm2。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用部分直流電轉(zhuǎn)化為交流電供水泵使用，剩余的電能直接作用于電滲析膜堆，最大程度的提高太陽(yáng)能發(fā)電的電能利用率，其利用效率可達(dá)95%以上，同時(shí)富余的電能存儲(chǔ)在蓄電池中，保證電滲析系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，電能利用率高，電源供給充足，可用于海水和苦咸水的淡化以及酸、堿的清潔生產(chǎn)。

:圖1為本實(shí)用新型的主體結(jié)構(gòu)原理示意圖。
具體實(shí)施方式
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以下結(jié)合附圖并通過(guò)實(shí)施例作進(jìn)一步說(shuō)明。本實(shí)施例的主體包括太陽(yáng)能電池1、控制器2、蓄電池4、逆變器3、電滲析膜堆5和電滲析水泵6，電滲析膜堆5和電滲析水泵6電信息連接組裝構(gòu)成電滲析裝置，太陽(yáng)能電池I與控制器2固定連接，太陽(yáng)能電池I產(chǎn)生的電能通過(guò)控制器2進(jìn)行分配，控制器2分別與蓄電池4、逆變器3和電滲析膜堆5電信息連接，25% 35%的電能傳入逆變器3，逆變器3將電能轉(zhuǎn)化為交流電供電滲析水泵6使用，經(jīng)逆變器3轉(zhuǎn)化的電能利用率為90% ；65% 75%的電能直接作用于電滲析膜堆5，提供動(dòng)力，其利用效率為98%;多余的電能經(jīng)控制器2傳送到蓄電池4儲(chǔ)存，以備太陽(yáng)光不足時(shí)使用；電滲析膜堆5分別采用普通電滲析膜堆和雙極膜電滲析膜堆，雙極膜電滲析膜堆包括雙極膜-陽(yáng)離子交換膜與雙極膜-陰離子交換膜兩隔室型和陽(yáng)離子交換膜-雙極膜-陰離子交換膜三隔室型；普通電滲析膜堆的操作電流密度為10 25mA/cm2，雙極膜兩隔室型電滲析膜堆的工作電流密度為10 25mA/cm2，三隔室型電滲析膜堆的工作電流密度為10 20mA/cm2。實(shí)施例1: 本實(shí)施例選用普通電滲析膜堆進(jìn)行海水淡化，七組發(fā)電功率為250W的太陽(yáng)能電池I發(fā)電產(chǎn)生的電能，經(jīng)過(guò)控制器2后進(jìn)行分配，進(jìn)入整個(gè)電滲析裝置的電能，其中30%的電能傳入逆變器3，轉(zhuǎn)化為交流電，使電滲析水泵工作，并將海水送入到普通的電滲析膜堆中；70%電能直接作用于電滲析膜堆5，在直流電的作用下，海水脫鹽產(chǎn)生淡水；在電滲析過(guò)程中，少量未被利用的電能輸入蓄電池4進(jìn)行電能儲(chǔ)存。其中電滲析膜的尺寸為300mmX 800mm，有效膜面積0.2m2, 30組均相陰陽(yáng)離子交換膜，在電滲析海水淡化過(guò)程中，作用在電滲析膜堆上的平均工作電流密度為15mA/cm2，電能利用率為95.5%。實(shí)施例2:本實(shí)施例選用三隔室型雙極膜電滲析膜堆，利用海水制備酸堿七組發(fā)電功率為250W的太陽(yáng)能電池I發(fā)電產(chǎn)生的電能，經(jīng)過(guò)控制器2后進(jìn)行分配，進(jìn)入整個(gè)電滲析裝置的電能，其中25%的電能傳入逆變器3，轉(zhuǎn)化為交流電，使雙極膜電滲析水泵工作，并將除硬后的海水送入到雙極膜電滲析膜堆中;75%的電能直接作用于電滲析膜堆5，在直流電的作用下，除硬后的海水中的陰離子進(jìn)入到酸室與雙極膜產(chǎn)生的H+結(jié)合生成酸，陽(yáng)離子進(jìn)入到堿室與雙極膜產(chǎn)生的0H_結(jié)合生成堿；在雙極膜電滲析過(guò)程中，少量未被利用的電能輸入蓄電池4進(jìn)行電能儲(chǔ)存。其中電滲析膜的尺寸為300mm X 800mm，有效膜面積0.2m2, 30組均相陰陽(yáng)離子交換膜和雙極膜，在工作過(guò)程中，作用在膜堆上的平均工作電流密度為lOmA/cm2，電能利用率為96%。
權(quán)利要求1.一種太陽(yáng)能光伏發(fā)電水處理裝置，其特征在于主體包括太陽(yáng)能電池、控制器、蓄電池、逆變器、電滲析膜堆和電滲析水泵，電滲析膜堆和電滲析水泵電信息連接組裝構(gòu)成電滲析裝置，太陽(yáng)能電池與控制器固定連接，控制器分別與蓄電池、逆變器和電滲析膜堆電信息連接，電滲析膜堆分別采用普通電滲析膜堆和雙極膜電滲析膜堆，雙極膜電滲析膜堆包括雙極膜-陽(yáng)離子交換膜與雙極膜-陰離子交換膜兩隔室型和陽(yáng)離子交換膜-雙極膜-陰離子交換膜三隔室型；普通電滲析膜堆的操作電流密度為10 25mA/cm2，雙極膜兩隔室型電滲析膜堆的工作電流密度為10 25mA/cm2，三隔室型電滲析膜堆的工作電流密度為10 20mA/cm2。
專利摘要本實(shí)用新型屬于膜法水處理設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種太陽(yáng)能光伏發(fā)電水處理裝置，電滲析膜堆和電滲析水泵電信息連接組裝構(gòu)成電滲析裝置，太陽(yáng)能電池與控制器固定連接，太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的電能通過(guò)控制器進(jìn)行分配，控制器分別與蓄電池、逆變器和電滲析膜堆電信息連接，25%～35%的電能傳入逆變器，逆變器將電能轉(zhuǎn)化為交流電供電滲析水泵使用，經(jīng)逆變器轉(zhuǎn)化的電能利用率為90%；65%～75%的電能直接作用于電滲析膜堆，提供動(dòng)力，其利用效率為98%；多余的電能經(jīng)控制傳送到蓄電池儲(chǔ)存，以備太陽(yáng)光不足時(shí)使用；其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，電能利用率高，電源供給充足，可用于海水和苦咸水的淡化以及酸、堿的清潔生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C02F1/469GK203112560SQ20132014609
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月27日
發(fā)明者高學(xué)理, 付麗麗, 高從堦 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋大學(xué)