[发明专利]一种可用海水直接灌溉的太阳能自产淡水种植装置

说明书

本发明为一种可用海水直接灌溉的太阳能自产淡水种植装置，属太阳能聚光利用和新型农业设施技术领域。该种植装置由聚光反射器、海水槽、冷凝腔和种植腔等几部分组成，种植腔中装有吸水材料和土壤。太阳光从装置上部的透明盖板进入装置，经装置内部的反射器反射并经由下部的透光板直接投射到海水槽中，海水槽中的海水吸收太阳光从而提升其温度，最终实现海水蒸发过程。蒸汽在冷凝腔内表面凝结成淡水并输送到种植腔的底部，种植腔内安置有吸水材料，吸水材料通过毛细作用把水吸收并输送到其上部的种植土壤中，供作物生长使用。该装置将海水淡化系统与植物种植系统浓缩成一个整体结构，并可以大量拼接，实现大规模海水淡化或者利用海水种植作物。

技术领域

本发明涉及一种可用海水直接灌溉的太阳能自产淡水种植装置。利用太阳能进行海水淡化并应用于农业种植工程，属太阳能聚光利用和新型农业设施技术领域。

背景技术

世界许多地区都存在淡水资源与土地资源严重短缺的问题，农作物灌溉占用了地球上70％的淡水资源，且灌溉紧张匮乏问题日益凸显，如果能利用太阳能进行海水淡化，方便快捷的生产淡水并就近供的农作物生长，既解决淡水短缺问题，又能解决用农业用地紧张困难，那将实现人们对海洋农业工程的憧憬。

另一方面，利用太阳能进行海水淡化既可以节省大量传统能源，也可避免环境污染，因此人们不懈追求利用太阳能进行海水淡化的方法。近一百年来，人们对利用太阳能进行海水淡化做出了巨大努力，然而，太阳能海水淡化技术至今仍然不能大规模推广利用，原因是它的经济性目前无法与传统的工业化海水淡化系统相媲美。

分析表明，造成太阳能海水淡化经济成本过高的主要原因有：(1)传统太阳能海水淡化系统主要由太阳能集热器、储热器和淡化器三部分组成，三者之间需要冗长管路的管路相互连接，造成传热阻力大和管路热损失增加，致使整体系统效率不高。(2)太阳能集热系统的建设成本过高。据分析，太阳能海水淡化系统有大约80％的成本来自太阳能集热器端。(3)太阳能集热系统占地面积大，占地成本高，这对土地资源紧缺的地方尤其不利，也增加了系统的管理成本。因此，将太阳能集热器与海水淡化器结合为一体，省略诸多中间环节的太阳能海水淡化系统是一个很好的思路。

对于农业工程的海水灌溉，研究学者已经进行了许多尝试，但现阶段人们发展的海洋农业思路只局限于怎样使农作物接受海水直灌，或在海洋中的船只上和近岸陆地处种植植物并安装淡化装置来获取淡水。但并不是所有植物都能接受海水直灌，而且在近岸处设置传统的海水淡化系统不仅占用土地资源也需要冗长的输送管路将淡水运送到农田，而且传统的海水淡化技术也会造成环境污染，因此这些并不是最直接最有效的海洋农业的发展途径。

综上所述，为了发展海洋农业工程，需要解决两大问题：淡水和种植基物。如果能将两者结合起来，将是一个全新想法。针对以上问题，本发明提出一种可用海水直接灌溉的太阳能自产淡水种植装置的技术方案。

发明内容

本发明提供了一种可用海水直接灌溉的太阳能自产淡水种植装置。该装置可以利用内部结构直接进行太阳能海水淡化提供植物淡水需求和生长空间。它的最大优势就是将海水淡化系统和种植系统合二为一，变成一个浓缩的系统，省却了管路的传热和传输过程，从而减少能量的传递阻力，同时利用农作物的种植间隙生产淡水，不占用多余土地面积，节约了农业灌溉成本。因此缓解了淡水资源与土地资源的紧缺的现状，简化了海水淡化系统和农作物浇灌系统。