利用太陽能和鹽差能反電滲析法結(jié)合發(fā)電的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于發(fā)電裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用太陽能和鹽差能（反電滲析 法）結(jié)合發(fā)電的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 當今世界人口持續(xù)增長，工業(yè)發(fā)展迅速，資源緊張，而海洋中蘊含著大量可開發(fā)的 能源，鹽差能在眾多可利用的海洋能中以其原理簡單，資源豐富的特點備受研發(fā)人員的青 睞，具有巨大的發(fā)展空間。
[0003] 鹽差能利用兩種含鹽濃度不同的水之間形成一定的化學電位差能，鹽差能是以化 學能存在的海洋能，其主要存在于河海交界處，目前利用鹽差能發(fā)電主要的方法有滲透壓 法和反電滲析法。專利CN103615363A公開了一種鹽差能滲透壓法發(fā)電裝置。滲透壓法是 通過在淡水室和濃水室之間布設(shè)膜組件，膜為半透膜，只能透過水分子，膜組件兩側(cè)的滲透 壓力差先驅(qū)動水輪機，再用水輪機帶動發(fā)電機發(fā)電。專利CN102610835A公開了一種鹽差能 反電滲析法發(fā)電裝置。反電滲析法是通過在淡水室和濃水室之間交錯放置陽離子滲透膜和 陰離子滲透膜，陽離子滲透膜只能透過陽離子，陰離子滲透膜只能透過陰離子，膜兩側(cè)即有 電壓，多組串聯(lián)，可產(chǎn)生較高電壓輸出，不需水輪機也不需發(fā)電機。但單獨運用鹽差能反電 滲析法發(fā)電其發(fā)電效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 基于上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種發(fā)電裝置，該裝置利用 鹽差能（反電滲析法）和太陽能結(jié)合進行發(fā)電，通過該裝置的特殊設(shè)計，可提高鹽差能的發(fā) 電效率。
[0005] 其技術(shù)解決方案包括：
[0006] 一種發(fā)電系統(tǒng)，其包括太陽能蒸餾裝置和鹽差能反電滲析法發(fā)電裝置，所述鹽差 能發(fā)電裝置包括池體，所述池體內(nèi)間隔均勻的設(shè)置若干個選擇性滲透膜，所有選擇性滲透 膜中，既包括有陽離子滲透膜，又包括有陰離子滲透膜，所述陽離子滲透膜和陰離子滲透膜 交錯設(shè)置，以選擇性的使陽離子和陰離子通過，所述陽離子滲透膜和陰離子滲透膜中間的 間隔處為海水池或淡水池，所述海水池和淡水池交錯設(shè)置，所述淡水池和海水池的體積相 同；
[0007] 所述太陽能發(fā)電裝置包括供太陽光透過的若干斜置透光板，所述透光板均布設(shè)于 所述池體的上方，透光板與海水池和淡水池形成封閉空間，所述池體底部鋪設(shè)一層黑色塑 料。
[0008] 作為本發(fā)明的一個優(yōu)選方案，所述透光板為真空玻璃板，是很好的保溫隔熱材料。
[0009] 作為本發(fā)明的另一個優(yōu)選方案，所述透光板與一個海水池和與所述海水池相鄰的 淡水池形成密封空間，所述透光板的最低點位于淡水池上方，最高點位于海水池上方。
[0010] 優(yōu)選的，在池底鋪設(shè)一層黑色耐酸堿的塑料，黑色耐酸堿的塑料有利于吸收太陽 光。
[0011] 本發(fā)明提出了一種利用太陽能和鹽差能（反電滲析法）結(jié)合發(fā)電的裝置，其包括 太陽能蒸餾裝置和鹽差能反電滲析裝置，其中，在鹽差能裝置池體的底部為黑色，黑色吸光 性好，與位于池體頂部的斜置透光板共同作用吸收太陽光，海水池和淡水池蒸發(fā)上去的水 蒸氣在透光板上冷凝流入淡水池，總的效果是海水池由于蒸發(fā)減少的淡水流入淡水池，這 個過程可緩解隨發(fā)電過程的進行，淡水池的淡水鹽度的增高而海水池海水鹽度的降低，從 而提尚鹽差能發(fā)電效率。
[0012] 水蒸氣的蒸發(fā)量和液體與空氣的接觸面積成正比，淡水池和海水池的液體和空氣 的接觸面積相等，相同時間內(nèi)的蒸發(fā)量相同。通過斜置透光板，淡水池的冷凝水又進入淡水 池，海水池的冷凝水也進入淡水池，因此，可使淡水池的淡水鹽度降低而海水池的海水鹽度 升高，減緩鹽差能反電滲析過程對海水池和淡水池鹽度的影響。本發(fā)明，將太陽能和鹽差能 結(jié)合，可顯著提高鹽差能發(fā)電效率。
【附圖說明】
[0013] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步清楚、完整的說明。
[0014] 圖1為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)簡圖；
[0015] 圖2為反電滲析過程的示意圖；
[0016] 圖中，1、海水池，2、淡水池，31、32均為透光板，41、陽離子滲透膜，42、陰離子滲透 膜。
【具體實施方式】
[0017] 本發(fā)明提出了一種利用太陽能和鹽差能反電滲析法結(jié)合發(fā)電的裝置，為了使本發(fā) 明的優(yōu)點、技術(shù)方案更加清楚、明確，下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進一步清楚、完整的 說明。
[0018] 本發(fā)明，一種發(fā)電系統(tǒng)，其是由太陽能蒸餾裝置和鹽差能反電滲析發(fā)電裝置兩部 分組成，其中，鹽差能發(fā)電裝置，如圖1所示，其包括池體，在池體內(nèi)被選擇性滲透膜間隔均 勻的分割為五個區(qū)域，依次為海水池1、淡水池2、海水池1、淡水池2和海水池1，兩個相鄰 區(qū)域為一組，則池體包含兩組海水池和淡水池，及一個單獨的海水池；實質(zhì)的池體可包含更 多組的海水池和淡水池，及一個單獨的海水池，組數(shù)越多，可輸出的電壓越大。
[0019] 滲透膜兩側(cè)的水質(zhì)不同，分別為淡水和海水，二者鹽度不同，選擇性滲透膜為陽離 子滲透41和陰離子滲透膜42,其中，陽離子滲透膜和陰離子滲透膜在池體內(nèi)交錯設(shè)置，陽 離子滲透膜供陽離子即Na+通過，陰離子滲透膜供陰離子即cl-通過，由此，如圖2所示，在 滲透膜的作用下，位于滲透膜兩側(cè)的淡水和海水濃度差逐漸減小，隨著此滲透作用的進行， 海水鹽度逐漸降低，淡水鹽度逐漸增高，正極處鈉與水反應(yīng)，溶液呈堿性，負極處氯氣與水 反應(yīng)，溶液呈酸性；滲透膜兩側(cè)鹽度一樣時，就停止發(fā)電了。太陽能蒸餾作用的介入可減緩 反電滲析過程造成的海水池和淡水池鹽度差減小。
[0020] 僅僅依靠鹽差能（反電滲析法）發(fā)電，其發(fā)電效率低，本發(fā)明結(jié)合太陽能蒸餾裝 置，巧妙的將太陽能蒸餾裝置與鹽差能發(fā)電裝置結(jié)合進行發(fā)電，相比單獨的鹽差能發(fā)電，本 發(fā)明可提尚發(fā)電效率。
[0021] 本發(fā)明，太陽能蒸餾裝置，其根據(jù)鹽差能發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)配合進行改進，其包括供 太陽光透過的若干斜置透光板，所有的透光板均布設(shè)于池體的上方，如圖2所示，透光板31 位于一組海水池和淡水池上方，透光板32位于另一組海水池和淡水池上方，并且透光板與 位于其下方的海水池和淡水池形成封閉空間，當太陽光從透光板透過時，海水池和淡水池 內(nèi)的水分蒸發(fā)，形成的水蒸氣在該密封空間內(nèi)上升，觸碰到透光板時變?yōu)槔淠M而落入 淡水池中。
[0022] 上述透光板均為斜向設(shè)置，位于池體的頂部，冷凝水全部流入淡水池。這種分配可 緩解，隨發(fā)電過程的進行，淡水池的淡水鹽度的增高而海水池海水鹽度的降低，從而提高發(fā) 電效率。
[0023] 本發(fā)明可看做是鹽差能反電滲析裝置與簡易太陽能蒸餾器的一個組合，下面進行 一個定量的估算，來說明太陽能介入的定量影響。
[0024] 海水平均鹽度35%。，海水和淡水的密度約為1000kg/m2,簡易太陽能蒸餾器每天每 平方米可蒸餾出淡水3-4kg，可按3. 5kg進行估算。單獨的一個海水池或淡水池的橫截面積 用S表不，水的尚度用h表不。每天太陽能對鹽度差的提尚也是對鹽差能發(fā)電效率的提尚 用k表示，可按下式估算，估算結(jié)果如表1所示：
【主權(quán)項】
1. 一種發(fā)電系統(tǒng)，其包括太陽能蒸饋裝置和鹽差能反電滲析發(fā)電裝置，所述鹽差能反 電滲析發(fā)電裝置包括池體，所述池體內(nèi)間隔均勻的設(shè)置若干個選擇性滲透膜，所有選擇性 滲透膜中，既包括有陽離子滲透膜，又包括有陰離子滲透膜，所述陽離子滲透膜和陰離子滲 透膜交錯設(shè)置，W選擇性的使陽離子和陰離子通過，其特征在于：所述陽離子滲透膜和陰離 子滲透膜中間的間隔處為海水池或淡水池，所述海水池和淡水池交錯設(shè)置，所述淡水池和 海水池的體積相同； 所述太陽能蒸饋裝置包括供太陽光透過的若干斜置透光板，所述透光板均布設(shè)于所述 池體的上方，所述透光板與海水池和淡水池形成封閉空間，所述池體底部鋪設(shè)一層黑色塑 料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于；所述透光板為真空玻璃板。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于；所述透光板與一個海水池和與所述 海水池相鄰的淡水池形成密封空間，所述透光板的最低點位于淡水池上方，最高點位于海 水池上方。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：所述黑色塑料為耐酸堿的塑料。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用太陽能和鹽差能(反電滲析法)結(jié)合發(fā)電的裝置，其包括太陽能蒸餾裝置和鹽差能反電滲析裝置，其中，在鹽差能反電滲析裝置池體的底部為黑色，黑色吸光性好，與位于池體頂部的斜置透光板共同作用吸收太陽光，海水池和淡水池蒸發(fā)上去的水蒸氣在透光板上冷凝流入淡水池，總的效果是海水池由于蒸發(fā)減少的淡水流入淡水池，這個過程可緩解隨發(fā)電過程的進行，淡水池的淡水鹽度的增高而海水池海水鹽度的降低，從而提高鹽差能發(fā)電效率。
【IPC分類】H02N3-00, C02F1-14, C02F103-08
【公開號】CN104601042
【申請?zhí)枴緾N201510028856
【發(fā)明人】彭愛華, 史家明
【申請人】中國石油大學(華東)
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2015年1月21日