[发明专利]风光互补供能的全直流负载反渗透海水淡化装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及清洁能源海水淡化领域，特别是涉及一种风光互补供能的全直流负载反渗透海水淡化装置及其方法。

背景技术

随着地球人口的增加，淡水资源越发紧缺，地球上90%的水资源为无法饮用的海水，开发海水淡化设备对海水进行淡化获得淡水是当下主要的发展趋势。目前，许多海水淡化装置采用市电提供电力驱动海水淡化装置进行海水淡化，但是由于海水淡化设备对能源消耗非常大，使得海水淡化的成本高居不下，并且消耗常规能源的情况下还会带来环境污染。现在，许多人也开始利用风能和太阳能等清洁能源提供动力驱动海水淡化装置，如公开号为ZL02281876.6中国专利公开的一种太阳能反渗透海水淡化设备，该设备占地面积大，能量利用率低，受阳光强弱的限制明显。又如公开号为ZL200920198757.0的中国专利公开的一种风光互补海水淡化装置，该装置没有均衡控制设备，且没有海水前处理装置容易对淡化设备造成损害。

发明内容

本发明一个主要目在于提供一种采用风能和太阳能联合供电、无污染、低能耗、低成本、运行安全、稳定可靠的风光互补供能的全直流负载反渗透海水淡化装置，用于解决现在无市电供应且缺水的地区的淡水供应问题，适用于偏远海岛，船舶以及缺乏电力的地区使用。

本发明另一个主要目在于提供一种科学合理的风光互补供能的全直流负载反渗透海水淡化方法。

本发明是一种风光互补供能的全直流负载反渗透海水淡化装置，它包括直流风力发电机、高效陷光膜光伏发电组件、风光互补控制器、电力缓冲均衡控制模块、海水汲取泵、海水前处理模块、反渗透高压泵、反渗透海水淡化装置、臭氧杀菌器、淡水贮存装置；所述的风光互补控制器与电力缓冲均衡控制器连接；所述的电力缓冲均衡控制模块通过电源线依次与海水汲取泵、海水前处理模块、反渗透高压泵、反渗透海水淡化装置和臭氧杀菌器电连接并提供电能；所述的海水淡化电力负载均为直流负载。

所述的电力缓冲均衡控制模块包括电力均衡控制器、飞轮储能器和控制总线；所述的飞轮储能器与电力均衡控制器连接且形成回路；所述的控制总线的输入端与电力均衡控制器连接，输出端与海水淡化负载连接；所述的电力均衡控制器包括电能分配器和充放电控制器，电能分配器的输入端与风光互补控制器连接，输出端与用电负载连接；所述的充放电控制器上端口与电能分配器连接且形成回路，下端口与飞轮储能器连接；所述的飞轮储能器包括飞轮储能装置和能量转换装置；所述的飞轮储能装置内置飞轮转化机构；所述的能量转换装置垂直置于飞轮储能装置下方，其能量输出端口与电能分配器连接。

所述的海水前处理模块包括滤砂器、保安过滤器和树脂软化器；所述的滤砂器与保安过滤器和树脂软化器通过管道依次连接；所述的滤砂器为一级过滤器；所述的保安过滤器为二级精密过滤器。

所述的反渗透海水淡化装置包括反渗透海水淡化膜组和能量回收装置；所述的反渗透海水淡化膜组是采用反渗透膜法，海水淡化装置是全直流负载；所述的能量回收装置输入端与反渗透海水淡化膜组连接，输出端与反渗透高压泵连接。

本发明还提供一种风光互补供能的全直流负载反渗透海水淡化方法，包括：

（1）、当高效陷光膜光伏发电组件和直流风力发电机的发电功率大于用电负载功率时，在供给负载电能的同时向飞轮储能器储能；

（2）、当高效陷光膜光伏发电组件和直流风力发电机的发电功率等于用电负载功率时，所发电能全部供给负载；

（3）、当高效陷光膜光伏发电组件和直流风力发电机的发电功率小于用电负载功率时，则飞轮储能器连同高效陷光膜光伏发电组件和直流风力发电机向负载供能，若电力不足以驱动负载时则停机充能，确保负载安全稳定运行。

本发明的技术方案是：

与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：

1．由于本发明电力缓冲均衡控制模块中飞轮储能器仅作为辅助电源，其所需的电池容量（与传统的蓄电池相比）较小，成本较低；

2．由于本发明采用风能太阳能联合供能，无污染，无噪音，适用于偏远海岛，船舶以及缺乏电力的地区；

3．由于本发明采用全直流负载，无需进行逆变，可降低逆变过程的损耗，提高能量利用率；

4．由于本发明采用电力缓冲均衡控制模块进行自动控制，可实现无人看管，安全稳定运行；

5．由于本发明电力缓冲均衡控制模块中飞轮储能器仅作为辅助电源，其工作模式科学、合理，可充分利用太阳能和风能。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

附图说明