[发明专利]一种光缆式深层水体营养盐循环渔业增产系统

说明书

本发明公开了一种光缆式深层水体营养盐循环渔业增产系统，属于渔业增产设备技术领域。它包括采光单元、导光通道、发热单元和上升管道，导光通道由若干根光纤或封闭式中空采光管构成；采光单元包括至少一面透镜和至少一面凹面镜，将太阳光聚集并调整光束的发散度，使其发散角小于所述导光通道内壁的全反射角；上升管道包括若干根中空管，中空管的侧壁上设有连接孔，引入导光通道的光纤或封闭式中空采光管；发热单元包括吸光发热体，吸光发热体固定在上升通道中，所述导光通道一端连接采光单元，另一端连接在吸光发热体上。该系统改变现有技术中将太阳能转化为热能后再进行输送的方式，实现太阳能的最大转化，转化率可以达到40‑50％。

技术领域

本发明属于渔业增产设备技术领域，特别涉及一种光缆式深层水体营养盐循环渔业增产系统。

背景技术

目前提取深层水体的营养盐以带动表层水体的生态产能成为了水体养殖技术的最新方向。目前出现的技术有以下几种：在近海渔场海底建立筑坡，利用水平方向的潮海流转化为上升流来获得营养盐；台湾大学主导的通过水下注气获得气液上升流的方式获得营养盐；杭州电子科技大学主导的水下发热棒获得高温上升流来获得营养盐。其中第一种方案海里盐柱的连续性并不好并且对流强度较弱容易被冲断，由于水体营养盐的深度约在500m深的水中，故而大型的深层供能水利项目施工成本及难度都非常高；第二种方案需要克服较大的水压泵入深层水体耗能大的缺点；第三种方案中我国大都采取的电热式水体发热上升流推测需要600m电缆以及高强度的固定柱和300万有效面积为500m²的上开流，此方案也是耗能耗资巨大。

再如专利文献1：中国专利(CN201947781U)公开了一种浅海管道式海底营养盐注气提升装置，该装置从上至下依次设置有海面注气装置、气体传输管道和营养盐提升装置。海面注气装置与气体传输管道的一端连通，气体传输管道的另一端与营养盐提升装置连通。海面注气装置包括气泵系统和浮台；气泵系统包括空气泵、流量控制阀和流量计，浮台内部中空，形成储气室，营养盐提升装置包括海底气室和多根营养盐提升管道，海底气室与多根营养盐提升管道连通。该装置采用注气的方式将海底的营养盐提升到海面，对于浅海地区，可以采用该装置，但是针对深海，则不适用，原因是由于深海海水压力大，因此注气的设备功率大，耗能大，在成本投入方面较为昂贵。

专利文献2：中国专利(CN203827876U)公开了一种差热式海底营养盐提升装置，该装置包括集热装置、波能转换装置、工质输送装置、深海给热装置及定位装置，波能转换装置固定在集热装置下部，工质输送装置连通并固定在波能转换装置上，深海给热装置与工质输送装置连通。随着波浪的起伏，通过波能转换装置中保温缸筒内活塞的上下往复运动连续将从深海给热装置出来的低温工质水输送回顶部的集热装置内；同时迫使集热装置内被太阳能所加热的高温工质水通过保温软管输送到深海给热装置里，从而实现连续循环工作。该装置将光能以及水能直接转换为热能，然后传输至海底，对海底的海水进行加热，从而使得营养盐被上升的海水带到海面，一方面由于光能以及水能转换为热能的效率低，利用率只有30％左右，大部分热量散失掉了，导致海底营养盐提升的效率比较低，达不到人们所期望的数值；另一方面由于海面风力较大，集热装置和波能转换装置的体积较大，因此风阻大，极容易被风吹翻，或被海浪打翻，整个装置的安全稳定性较差。

专利文献3：中国专利CN201210000180.4公开了一种利用太阳能和波浪能的海底营养盐提升装置，包括海面平台、水下保温导管和海底给温装置：海面平台由上顶面和下底面组成，可压缩塑料保温水囊将海面平台的四周包围，形成一个密闭的空间，该密闭空间被中间的支撑板分成两个腔室，两个腔室之间互通；每个腔室的下底面上连接有水下保温导管，海底给温装置将两根水下保温导管连通；海面平台的上顶面设有太阳能吸收层，水下保温导管的长度可根据实际需求确定。该提升装置存在与专利文献2同样的缺陷，无法满足人们想要达到的效果。

发明内容

1.要解决的问题