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基于波浪能与光伏能联合发电的小型水质净化装置制造方法及图纸

技术编号:40778929 阅读:3 留言:0更新日期:2024-03-25 20:23
本技术涉及新能源海水净化领域,尤其涉及基于波浪能与光伏能联合发电的小型水质净化装置。所述水质净化装置包括漂浮平台、太阳能发电组件、潮汐能发电组件、电极和LED灯组件。本技术提供的潮汐能发电组件利用波浪能产生气流,从而带动同轴的涡轮和发电机旋转发电,并在阳光充足时与太阳能发电组件的光电转换效应联合持续为装置中的电极和LED灯组供电,通过海水微电解‑光解反应产生活性自由基实现海水水质净化。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及新能源海水净化领域,尤其涉及一种基于波浪能与光伏能联合发电的小型水质净化装置


技术介绍

1、海水养殖业对抗生素的过量使用和残留造成养殖废水中带有大量抗生素,对海洋生态造成了不同程度的污染,抗生素对多数海洋浮游动物有明显毒性。而在海滨浴场,游客涂抹如二苯甲酮类防晒剂会在海水造成残留,经扩散后会造成珊瑚白化与死亡,还会对海洋鱼类、藻类等其他水生生物有强烈的致毒效应。为了保护海洋生态环境,急需对受污染海水进行净化处理。

2、传统的海水净化装置一般考虑膜过滤、物理吸附、氯化等方法,但是这些方法并不能有效降解海水中的抗生素及其他有机污染物,甚至还可能产生消毒副产物。而现有的海水中抗生素及其他有机污染物的净化最有效的方法,是高级氧化技术,但是,仍存在不足,该技术需要不断供电对海水进行电解,且对于一些有机污染物降解效果不好。海洋中的波浪能与光伏能是清洁能源,如果能够加以利用,是一种较好的能源利用方法。因此,有必要提供一种利用海洋新能源发电的新型海水净化装置解决上述问题。

3、本技术针对应用场景为近岸海域,近些年来,由于海滨浴场的大热以及抗生素类饲料在海水养殖业中的普及,近岸海域的污染治理已迫在眉睫,而该装置则能对近岸海域的水质进行净化。


技术实现思路

1、为解决上述问题,本技术提供一种利用波浪能与光伏能联合发电的小型海水净化装置。本技术提供的潮汐能发电组件利用波浪能产生气流,从而带动同轴的涡轮和发电机旋转发电,并在阳光充足时与太阳能发电组件的光电转换效应联合持续为装置中的电极和led灯组供电,通过海水微电解-光解反应产生活性自由基实现海水水质净化,本技术有效利用海洋中的潮汐能,通过海浪发电,在太阳能充足时,还能联合光伏电板的光电效应产电为净水系统供电,既做到了以清洁能源为动力,同时联合发电装置能提高净化水质的效率,环保且高效。

2、本技术的目的至少通过如下技术方案之一实现。

3、本技术提供的基于波浪能与光伏能联合发电的小型水质净化装置包括:漂浮箱体、太阳能发电组件、潮汐能发电组件、电极和led灯组件;漂浮箱体,所述漂浮箱体侧面为u形设计,底部凹口为进水口,能利用自身形状特征浮于海面,有效对进入箱体的海水进行净化处理;太阳能发电组件、潮汐能发电组件、电极和led灯组件,所述组件均安装在漂浮箱体上,通过所述漂浮箱体利用新能源对海水进行微电解-光解反应。

4、优选地,所述太阳能发电组件包括光伏电板、光伏电缆、电源控制器、蓄电池电线、蓄电池,且所述光伏电板通过光伏电缆与箱体中的电源控制器连接,再通过蓄电池电线将电能传输到箱体底部的蓄电池中,从而实现利用太阳能为蓄电池充电。

5、优选地,所述光伏电板由支架螺栓固定于漂浮箱体顶盖四个顶角处,呈四个不同朝向以便最大程度吸收太阳能。白天阳光充足时,光伏电板利用光电效应将太阳能转换为电能,储存于蓄电池中,用于装置供电。

6、优选地,所述潮汐能发电组件由小型冲击式涡轮机、涡轮机电线、电源控制器、蓄电池电线和蓄电池构成;所述小型冲击式涡轮发电机安装于漂浮箱体顶盖中间位置;所述小型冲击式涡轮发电机通过电线与箱体内电源控制器连接,再通过蓄电池电线与蓄电池连接,从而实现利用波浪能为蓄电池充电;所述小型冲击式涡轮机双向气流均可带动叶轮转动。

7、优选地,所述小型冲击式涡轮机为安装于漂浮箱体顶盖中间位置,由螺栓固定连接。利用漂浮箱体内海洋波浪产生气流,从而带动同轴的涡轮和发电机旋转发电,实现海洋潮汐能的有效利用。所述小型冲击式涡轮机在双向气流作用下均可转动。

8、优选地,所述电极组件包括供电电线和电极。供电电线与电源控制器相连,通过蓄电池放电将电能传输给电极。电极用于电解海水产生净水活性基团;所述供电电线包括电极供电电线,分别连接阴阳两极电极,为高级氧化技术提供条件。所述电源控制器在供电时会显示电流电压方便调控。

9、优选地,所述电极阳极为钌钛锡电极板,阴极为不锈钢板,于漂浮箱体顶盖对角设置,电极材质具有较好的耐海水腐蚀性,且所述电极可定期维护更换。

10、优选地,所述led灯组件包括led灯罩、散热装置、led灯和供电电线,所述led灯组件结构见图5;所述供电电线分别与led灯和散热装置连接,由供电电线将电能输送给led灯和散热装置,为其供电运行;所述led灯罩为圆柱形石英玻璃材质,灯罩上端表面上均匀布置通气孔,以利于散热;led灯及其散热装置通过凹槽卡扣方式固定在灯罩内;散热装置有铜基板及其散热风扇组成,所述led灯用螺栓固定在散热装置上。所述led灯组件设置于漂浮箱体顶盖阳极电极附近,led灯能照射阳极促进活性自由基的产生。

11、优选地,所述供电电线还包括led组件供电电线,led组件供电电线与散热装置、led灯连接为其供电。

12、优选地,所述led灯罩为圆柱形石英玻璃材质,上部设置凹形卡槽和多排散热孔,石英玻璃具有良好的透光率,能减少led灯的紫外光衰减。

13、优选地,所述散热装置为铜基板及散热器,由led灯罩凹形卡槽固定,铜基板具有良好的导热性能,led灯运转时,热量通过对流及导热传递给铜基板,再由铜基板上螺栓连接的散流器进行散热。

14、优选地,所述led灯与散热装置螺栓连接。led灯由串联的灯珠组装而成,发光波长为280-290nm,每一组功率为80-100mw,用于光解产生一系列活性自由基,并通过电线与蓄电池相连接,由蓄电池供电。

15、优选地,所述蓄电池电压为12v,至于u形漂浮箱体底部,由太阳能板与小型冲击式涡轮发电机充电,并为电极与led灯管供电。

16、与相关技术相比较,本技术提供的小型海水净化装置具有如下有益效果:

17、1、本技术有效利用海洋中的潮汐能,通过海浪发电,在太阳能充足时,还能联合光伏电板的光电效应产电为净水系统供电,既做到了以清洁能源为动力,同时联合发电装置能提高净化水质的效率,环保且高效。

18、2、该装置通过搭载双电极以及led灯管,在净化水质的过程中,同时利用了aops中的光化学氧化法以及电化学氧化法,对海域中的污染物能进行更为高效的降解。

19、3、该装置的主要应用场景为近岸海域,近些年来,由于海滨浴场的大热以及抗生素类饲料在海水养殖业中的普及,近岸海域的污染治理已迫在眉睫,而该装置则能对近岸海域的水质进行净化。

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【技术保护点】

1.基于波浪能与光伏能联合发电的小型水质净化装置,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述基于波浪能与光伏能联合发电的小型水质净化装置,其特征在于,所述漂浮箱体(1)侧面为U形设计,底部凹口为进水口,能利用自身形状特征浮于海面,有效对进入箱体的海水进行净化处理。

3.根据权利要求1所述基于波浪能与光伏能联合发电的小型水质净化装置,其特征在于,所述太阳能发电组件(2)包括光伏电板(6)、光伏电缆(7)、电源控制器(8)、蓄电池电线(9)和蓄电池(10);所述光伏电板(6)通过光伏电缆(7)与箱体中的电源控制器(8)连接,再通过蓄电池电线(9)将电能传输到箱体底部的蓄电池(10)中,从而实现利用太阳能为蓄电池充电。

4.根据权利要求3所述基于波浪能与光伏能联合发电的小型水质净化装置,其特征在于,所述光伏电板(6)共四块,分别设置于漂浮箱体(1)顶盖四个顶角处,分别呈四个不同朝向以便最大程度吸收太阳能。

5.根据权利要求1所述基于波浪能与光伏能联合发电的小型水质净化装置,其特征在于,所述潮汐能发电组件(3)由小型冲击式涡轮发电机(11)、涡轮机电线(12)、电源控制器(8)、蓄电池电线(9)和蓄电池(10)构成;所述小型冲击式涡轮发电机(11)安装于漂浮箱体(1)顶盖中间位置;所述小型冲击式涡轮发电机(11)通过电线(12)与箱体内电源控制器(8)连接,再通过蓄电池电线(9)与蓄电池(10)连接。

6.根据权利要求1所述基于波浪能与光伏能联合发电的小型水质净化装置,其特征在于,所述电极组件(4)包括供电电线(13)和电极(14);供电电线(13)与电源控制器(8)相连,通过蓄电池(10)放电将电能传输给电极(14),电极用于电解海水产生净水活性基团;所述供电电线(13)包括电极供电电线(18),分别连接阴阳两极电极。

7.根据权利要求6所述基于波浪能与光伏能联合发电的小型水质净化装置,其特征在于,所述电极(14)阳极为钌钛锡电极板,阴极为不锈钢板,位于漂浮箱体(1)顶盖对角设置。

8.根据权利要求1所述基于波浪能与光伏能联合发电的小型水质净化装置,其特征在于,所述LED灯组件(5)包括LED灯罩(15)、散热装置(16)、LED灯(17)和供电电线(13);所述供电电线(13)分别与LED灯(17)和散热装置(16)连接;所述LED灯罩(15)为圆柱形石英玻璃材质,灯罩上端表面上均匀布置通气孔;LED灯(17)及散热装置(16)通过凹槽卡扣方式固定在灯罩内;散热装置(16)有铜基板及其散热风扇组成,所述LED灯(17)用螺栓固定在散热装置(16)上。

9.根据权利要求8所述基于波浪能与光伏能联合发电的小型水质净化装置,其特征在于,所述LED灯组件(5)设置于漂浮箱体(1)顶盖阳极电极附近。

10.根据权利要求8所述基于波浪能与光伏能联合发电的小型水质净化装置,其特征在于,所述供电电线(13)还包括LED组件供电电线(19),LED组件供电电线(19)与散热装置(16)、LED灯(17)连接为其供电。

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【技术特征摘要】

1.基于波浪能与光伏能联合发电的小型水质净化装置,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述基于波浪能与光伏能联合发电的小型水质净化装置,其特征在于,所述漂浮箱体(1)侧面为u形设计,底部凹口为进水口,能利用自身形状特征浮于海面,有效对进入箱体的海水进行净化处理。

3.根据权利要求1所述基于波浪能与光伏能联合发电的小型水质净化装置,其特征在于,所述太阳能发电组件(2)包括光伏电板(6)、光伏电缆(7)、电源控制器(8)、蓄电池电线(9)和蓄电池(10);所述光伏电板(6)通过光伏电缆(7)与箱体中的电源控制器(8)连接,再通过蓄电池电线(9)将电能传输到箱体底部的蓄电池(10)中,从而实现利用太阳能为蓄电池充电。

4.根据权利要求3所述基于波浪能与光伏能联合发电的小型水质净化装置,其特征在于,所述光伏电板(6)共四块,分别设置于漂浮箱体(1)顶盖四个顶角处,分别呈四个不同朝向以便最大程度吸收太阳能。

5.根据权利要求1所述基于波浪能与光伏能联合发电的小型水质净化装置,其特征在于,所述潮汐能发电组件(3)由小型冲击式涡轮发电机(11)、涡轮机电线(12)、电源控制器(8)、蓄电池电线(9)和蓄电池(10)构成;所述小型冲击式涡轮发电机(11)安装于漂浮箱体(1)顶盖中间位置;所述小型冲击式涡轮发电机(11)通过电线(12)与箱体内电源控制器(8)连接,再通过蓄电池电线(9)与蓄电池(10)连接。

6.根据权利要求1所述基于波浪能与光伏能联合发电的...

【专利技术属性】
技术研发人员:蔡馨蕊甘文慧陈文创郑扬
申请(专利权)人:中山大学
类型:新型
国别省市:

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