一种基于太阳能海水淡化与盐差能发电的一体化系统技术方案

本申请提供了一种基于太阳能海水淡化与盐差能发电的一体化系统，包括：海水淡化装置、盐差发电装置和太阳能收集装置；海水淡化装置从下至上依次包括：海水层、蒸发层和凝结层；凝结层为倒锥形凝结面，凝结层的顶点的正下方设置有淡水收集槽；蒸发层设置有吸热材，吸热材与太阳能收集装置热导通连接，用于加热海水；海水层设置有第一进水口和第一出水口；第一进水口用于导入海水，第一出水口与盐差发电装置连通。本申请通过将海水淡化后产生的浓海水排入盐差发电装置，将盐差能转化为电能并同时稀释浓海水，降低了浓海水排放水环境的破坏程度，同时也解决了因浓海水排放问题导致的海水淡化设施建设区域受限的技术问题。

An Integrated System Based on Solar Seawater Desalination and Salt Differential Energy Power Generation

【技术实现步骤摘要】
一种基于太阳能海水淡化与盐差能发电的一体化系统
本申请涉及新能源设备领域，尤其涉及一种基于太阳能海水淡化与盐差能发电的一体化系统。
技术介绍
水资源问题是全球性的环境问题，而全球范围内超过97％的水资源为海水等咸水。由于海水淡化能耗低，原水资源丰富，世界各国将海水淡化视为最可行和最经济的淡水获得方式。目前人们开发出来的绿色可持续的海水淡化方式主要是利用太阳能的热量进行蒸馏，然后将蒸馏得到的淡水收集起来。海水淡化的过程会产生大量的高浓度的浓海水，直接排放浓海水会造成生态环境的破坏，浓海水的后续处理方式一般用于制盐或用于化工生产，因此现有的海水淡化工程一般需要毗邻盐田或化工厂建设，以降低运送成本，但同时也造成了现有的海水淡化设施建设区域受浓海水排放问题限制的技术问题。
技术实现思路
本申请提供了一种基于太阳能海水淡化与盐差能发电的一体化系统，用于解决现有的海水淡化设施建设区域受浓海水排放问题限制的技术问题。本申请提供了一种基于太阳能海水淡化与盐差能发电的一体化系统，包括：海水淡化装置、盐差发电装置和太阳能收集装置；所述海水淡化装置从下至上依次包括：海水层、蒸发层和凝结层；所述凝结层为倒锥形凝结面，所述凝结层的顶点的正下方设置有淡水收集槽；所述蒸发层设置有吸热材，所述吸热材与所述太阳能收集装置热导通连接，用于加热海水；所述海水层设置有第一进水口和第一出水口；所述第一进水口用于导入海水，所述第一出水口与所述盐差发电装置连通。优选地，所述海水淡化装置还包括：冷却层；所述冷却层设置于所述凝结层的上方，并与所述凝结层构成一个封闭腔体；所述冷却层设置有第二进水口和第二出水口，所述第二进水口用于导入海水，所述第二出水口与所述第一进水口连通。优选地，所述太阳能收集装置具体包括；装置框架、聚焦透镜、定焦点聚光跟踪机构和太阳能传导机构；所述装置框架用于固定所述定焦点聚光跟踪机构和所述太阳能传导机构；所述太阳能传导机构的第一端通过锥形底座固定于所述聚焦透镜的聚光焦点位置；所述太阳能传导机构的第二端与所述吸热材固定连接；所述太阳能传导机构与所述聚焦透镜一一对应设置；所述定焦点聚光跟踪机构具体包括：变频调速电机和传动零件，用于调节所述聚焦透镜的角度。优选地，所述太阳能传导机构具体为导光管；所述导光管的第一端设置有旋转抛物体尖端，所述旋转抛物体尖端设置有内凹槽，且所述内凹槽的开口朝向所述聚焦透镜；所述导光管内壁及所述内凹槽的内壁均设置有全反射涂层；所述导光管的第二端通过高透光玻璃密封，并与设置在所述吸热材中的限位孔配合连接。优选地，所述定焦点聚光跟踪机构具体还包括：复位弹簧；所述传动零件具体包括：主动齿轮、从动齿轮、传动极轴和齿条；所述主动齿轮、所述从动齿轮分别与所述齿条啮合连接；所述主动齿轮用于与所述变频调速电机联动；所述从动齿轮通过所述传动极轴与所述聚焦透镜联动；所述复位弹簧的一端与所述齿条的一端固定连接，所述复位弹簧的另一端与所述装置框架固定连接；所述主动齿轮为不完全齿轮。优选地，所述盐差发电装置具体包括：第三进水口、离子渗析层和第三出水口；所述第三进水口、所述离子渗析层和所述第三出水口依次连接；所述第三进水口为双管道结构，包括浓溶液通道进水口和淡溶液通道进水口；所述浓溶液通道进水口与所述第一出水口连通，所述淡溶液通道进水口用于导入淡水或正常浓度的海水；所述离子渗析层，用于将盐差能转化为电能。优选地，所述聚焦透镜具体为菲涅尔聚焦透镜。优选地，所述吸热材具体为具有金属骨架的黑色纤维毯。从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：本申请提供了一种基于太阳能海水淡化与盐差能发电的一体化系统，包括：海水淡化装置、盐差发电装置和太阳能收集装置；所述海水淡化装置从下至上依次包括：海水层、蒸发层和凝结层；所述凝结层为倒锥形凝结面，所述凝结层的顶点的正下方设置有淡水收集槽；所述蒸发层设置有吸热材，所述吸热材与所述太阳能收集装置热导通连接，用于加热海水；所述海水层设置有第一进水口和第一出水口；所述第一进水口用于导入海水，所述第一出水口与所述盐差发电装置连通。本申请通过将海水淡化后产生的浓海水排入盐差发电装置，通过反电渗析方式将盐差能转化为电能并同时稀释浓海水，使得稀释后的浓海水可以直接排放入海，降低了浓海水排放水环境的破坏程度，同时也解决了因浓海水排放问题导致的海水淡化设施建设区域受限的技术问题。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本申请提供的一种基于太阳能海水淡化与盐差能发电的一体化系统的整体结构示意图；图2为本申请提供的一种基于太阳能海水淡化与盐差能发电的一体化系统中的海水淡化装置与盐差发电装置的连接结构及水流方向示意图；图3为本申请提供的一种基于太阳能海水淡化与盐差能发电的一体化系统中的太阳能收集装置的结构示意图；图4为本申请提供的一种基于太阳能海水淡化与盐差能发电的一体化系统中的太阳能传导机构的结构示意图；图5为本申请提供的一种基于太阳能海水淡化与盐差能发电的一体化系统中的传动零件与复位弹簧的结构示意图。具体实施方式本申请实施例提供了一种基于太阳能海水淡化与盐差能发电的一体化系统，用于解决现有的海水淡化设施建设区域受浓海水排放问题限制的技术问题。为使得本申请的专利技术目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而非全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。请参阅图1至图5，本申请实施例提供了一种基于太阳能海水淡化与盐差能发电的一体化系统，包括：海水淡化装置2、盐差发电装置13和太阳能收集装置；海水淡化装置2从下至上依次包括：海水层20、蒸发层40和凝结层39；凝结层39为倒锥形凝结面15，凝结层39的顶点的正下方设置有淡水收集槽；蒸发层40设置有吸热材，吸热材与太阳能收集装置热导通连接，用于加热海水，其中，吸热材通过设置于海水层的若干根支柱进行固定；海水层20设置有第一进水口19和第一出水口21；第一进水口19用于导入海水，第一出水口21与盐差发电装置13连通。需要说明的是，本实施例的使用方式具体为：首先将正常的海水通过第一进水口19导入海水淡化装置2的海水层20，通过设置在海水层20出的吸热材吸收的太阳能热量对海水进行加热，促进海水蒸发，蒸发后的水蒸气上升到位于海水层20和蒸发层40上层的凝结层39处凝结成小水珠最终汇集到淡水接收槽17处，再排出到淡水收集容器中，完成海水淡化的步骤；存储在海水层20中的海水因水分不断蒸发变成浓海水，通过将浓海水通过第一出水口21泵入盐差发电装置13，通过盐差发电装置13将盐差能转化为电能，并同时稀释浓海水，使得稀释后的浓海水可以直接排放入海，解决了现有的海水淡化设施需要与盐田或化工厂毗邻建设的技术问题；具体水流方向如图2所示，其中图2中的P均为水泵。进一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于太阳能海水淡化与盐差能发电的一体化系统，其特征在于，包括：海水淡化装置、盐差发电装置和太阳能收集装置；所述海水淡化装置从下至上依次包括：海水层、蒸发层和凝结层；所述凝结层为倒锥形凝结面，所述凝结层的顶点的正下方设置有淡水收集槽；所述蒸发层设置有吸热材，所述吸热材与所述太阳能收集装置热导通连接，用于加热海水；所述海水层设置有第一进水口和第一出水口；所述第一进水口用于导入海水，所述第一出水口与所述盐差发电装置连通。

【技术特征摘要】
1.一种基于太阳能海水淡化与盐差能发电的一体化系统，其特征在于，包括：海水淡化装置、盐差发电装置和太阳能收集装置；所述海水淡化装置从下至上依次包括：海水层、蒸发层和凝结层；所述凝结层为倒锥形凝结面，所述凝结层的顶点的正下方设置有淡水收集槽；所述蒸发层设置有吸热材，所述吸热材与所述太阳能收集装置热导通连接，用于加热海水；所述海水层设置有第一进水口和第一出水口；所述第一进水口用于导入海水，所述第一出水口与所述盐差发电装置连通。2.根据权利要求1所述的基于太阳能海水淡化与盐差能发电的一体化系统，其特征在于，所述海水淡化装置还包括：冷却层；所述冷却层设置于所述凝结层的上方，并与所述凝结层构成一个封闭腔体；所述冷却层设置有第二进水口和第二出水口，所述第二进水口用于导入海水，所述第二出水口与所述第一进水口连通。3.根据权利要求1所述的基于太阳能海水淡化与盐差能发电的一体化系统，其特征在于，所述太阳能收集装置具体包括；装置框架、聚焦透镜、定焦点聚光跟踪机构和太阳能传导机构；所述装置框架用于固定所述定焦点聚光跟踪机构和所述太阳能传导机构；所述太阳能传导机构的第一端通过锥形底座固定于所述聚焦透镜的聚光焦点位置；所述太阳能传导机构的第二端与所述吸热材固定连接；所述太阳能传导机构与所述聚焦透镜一一对应设置；所述定焦点聚光跟踪机构具体包括：变频调速电机和传动零件，所述聚焦透镜通过支架与所述传动零件固定连接。4.根据权利要求3所述的基于太阳能海水淡化与盐差能发电的一体化系统，其特征在于，所述太阳能传导机构具体为导光管；所述导光管的第一端设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：李浩腾，王海，黄金，陈木生，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：新型
国别省市：广东,44