[发明专利]一种综合利用风能和海水热能的冷热电水多联产系统

说明书

技术领域

本发明涉及于可再生能源的综合利用领域，具体是涉及一种针对岛屿及沿海偏远地区综合利用风能和海水热能实现冷热电水四联产的独立系统。

背景技术

随着人类以及社会的发展，人类脚步已经踏遍地球上每一个角落，进入21世纪以来，经济持续的发展和生活水平不断的提高，人类对水，电，冷，热的需求量越来越大，尤其对于一些偏远地区以及岛屿，无法在本地区获取资源，义由于与大陆的距离，很难依靠大陆得到生活中所需的水，电，热，冷等生活不可缺少的资源。同时，岛屿的供能问题也一直影响着国防边疆岛屿上驻守的战士们的生活质量。因此，只有利用各地区的新能源才能从根本上解决以上问题，而对于岛屿来说，一般拥有丰富的风能资源和海水热能资源。

受全球能源危机和环境恶化的影响，以风能为代表的新能源开发利用受到大多数国家的重视，并纷纷制订了相关的激励政策和措施。受此影响，全球风能开发利用得到迅猛发展。目前，全球的风力发电增长速度惊人，据BTM统计数据显示2010年全球风电累计装机容量达到199.5GW。我国继续保持风电设备生产和风电场开发快速发展的强劲势头。据中国可再生能源学会风能专业委员会(CWEA)的统计，2010年我国除台湾省外其他地区共新增风电装机12904台，装机容量达18.93GW，自2009年后继续保持全球新增装机容量第一的排名。

然而风能资源存在不稳定性的特点：风速时常变化，能量供应不稳定，具有间歇性，波动性，同时风能发电也存在并网问题，在一定程度上限制了风力发电的发展，因此，需要将不稳定的风能与储能系统联合起来才能有效的利用风资源。

从长远角度来看，发展海水淡化，不论从经济上，还是从环境上都更加可行。海水淡化水源稳定、清洁，产水成本逐渐降低，已经受到越来越多国家，尤其是干于缺水国家的重视。事实上，世界范围的普遍缺水已经使海水淡化技术从中东的沙漠地区扩展到全球的主要沿海城市，并形成了海水淡化水的生产销售和海水淡化设备制造两大产业。因此，海水淡化作为开发新水源的一种技术已经确定无疑地成了全世界的必然趋势。然而，海水淡化耗能多，大力发展便宜的可再生能源并用于海水淡化将是解决海水淡化高成本的重要途径。

海水淡化方法按照分离过程分类，可分为热过程和膜过程两类。热过程是利用热能使海水蒸发，再通过水蒸汽的冷凝得到淡水。热过程有多级闪蒸((Multi Stage Flash，MSF)、多效蒸馏((Multi Effect Distillation，ME)、蒸汽压缩(vapor Compression，VC)等；膜过程则是利用分离膜对水和盐的选择透过性，将盐分截留或移走，得到淡水的方法。膜过程有反渗透法((Reverse Osmosis，RO)、和电渗析((Electro DialysisED)等。目前比较常用的海水淡化方法主要有多级闪蒸(Multi-Stage Flash，MSF)、低温多效蒸馏(Multiple Effect Distillation，MED)和反渗透法(Reverse Osmosis，RO)等3种，其中反渗透法海水淡化技术因其能耗低、系统安装维护相对简单等优点，以及反渗透膜元件在材料、结构等方面不断取得突破，反渗透海水淡化技术近几十年来取得了飞跃发展，使得反渗透技术已经成为海水淡化、苦咸水淡化、纯水和超纯水制备最经济的手段，目前已得到了广泛的应用。

地源热泵利用土壤或水体温度冬季为12-22℃，温度比环境空气温度高，热泵循环的蒸发温度提高，能效比也提高；土壤或水体温度夏季为18-32℃，温度比环境空气温度低，制冷系统冷凝温度降低，使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式，机组效率大大提高，可以节约30--40％的供热制冷空调的运行费用，1KW的电能可以得到4KW以上的热量或5KW以上冷量。因此将地源热泵用于岛屿具有很好的发展前景。

发明内容

为了解决现有技术中偏远地区以及岛屿上缺少水、电、热、冷等生活资源的问题，本发明提供了一种综合利用风能和海水热能的冷热电水多联产系统，该系统直接利用岛屿上及偏远沿海地区丰富风能和海水热能实现冷、热、电、水的四联产，在于陆地隔离的情况下，完全实现了自满足，同时该系统不需要燃烧化石燃料，不产生温室气体及硫化物氮化物等污染气体。