[发明专利]一种应用于小型岛礁的太阳能温差发电与空气取水一体化装置

说明书

本发明提供一种应用于小型岛礁的太阳能温差发电与空气取水一体化装置，包括：槽式太阳能集热单元，用于加热传热介质使其升温并保持预设温度；一体化主单元，用于温差发电与空气取水；自动补水单元，用于补给开式水箱中的海水蒸发；加湿与预冷单元，用于将从加湿室中出来的湿空气与从冷凝室上出来不凝气在预冷器中进行热交换并预冷；蓄电与供电单元，储存温差发电产生的电能与蓄电装置中，用于供给小型岛礁上的用电设备及作为夜晚冷凝取水的电能来源。本发明白天利用塞贝克效应进行太阳能温差发电，将产生的电能存入蓄电装置中；夜晚，空气湿度变大，利用帕尔帖效应冷凝湿空气提供淡水。本发明清洁无污染，对于海洋生态与环境保护具有重要意义。

技术领域

本发明涉及多能互补及可再生能源利用、温差发电、热电制冷技术领域，具体而言，尤其涉及一种应用于小型岛礁的太阳能温差发电与空气取水一体化装置。

背景技术

我国是一个海洋大国，海洋面积广袤，随着当今世界各国海洋意识的提升，海洋的开发与海洋权益保护日渐引起重视，海洋中的岛礁更是维护海洋权益的前沿阵地。目前我国有很多小型岛礁，陆地面积较小且地处偏远，仅容得下很少的人生活居住或者不适宜人类居住，如海洋中的岩礁，不能维持人类居住或者其本身的经济生活，但是作为国家领土的一部分，对于一个国家的主权来说必不可缺，或者海面中的小型礁石或者礁盘，平时仅驻守很少的士兵或者仅作为周期性巡防人员巡视登岛的临时落脚点。

在这种情况下，采用传统发电手段不具有可行性，例如柴油发电所需要的柴油需要从大陆运输到海岛上，运输成本高且运输周期较长。同时，由于陆地面积小，蓄水能力有限，淡水资源匮乏，淡水保障需要依靠外部补给，在特殊时期容易受复杂军事斗争和台风影响。以上问题严重制约了我国海洋开发与海洋权益保护战略实施。所以实现该种小型岛礁的电能与淡水的自给自足对于国家国防战略与海洋的开发具有重要的意义。而现有的装置一般功能多为发电或者制淡水，功能过于单一，不能同时解决电力与淡水短缺的问题。同时，装置布置工程量大，成本较高，且对于岛礁周边海洋环境造成了一定影响。

因此，有必要开发一种新型的集温差发电与制淡水与一体的装置用以有效解决以上问题。

发明内容

根据上述提出小型岛礁地形的特殊性导致的电力与水力短缺的技术问题，而提供一种应用于小型岛礁的太阳能温差发电与空气取水一体化装置。本发明可以同时实现发电与取水两种功能，且提供了一种自动补水装置，可以为一体化主单元的开式水箱中的海水补给因蒸发而带来的损失水量。在白天日照充足的情况下，利用塞贝克效应进行太阳能温差发电，并将产生的电能存入蓄电装置中，可以为小型岛礁的一些用电设备如航标、导航设备、监测设备等供电。而在夜晚，空气湿度变大，利用帕尔帖效应冷凝湿空气取水，以满足岛上人员的日常淡水需求或者为巡防登岛人员提供淡水。

本发明采用的技术手段如下：

一种应用于小型岛礁的太阳能温差发电与空气取水一体化装置，其特征在于，包括：

槽式太阳能集热单元，用于加热传热介质使其升温并保持预设温度，所述槽式太阳能集热单元通过工质泵与一体化主单元中的温差发电组件相连，将传热介质泵送到所述一体化主单元作为温差发电组件的热端；

一体化主单元，用于温差发电与空气取水，包括一个开式水箱、温差发电组件、设置在所述开式水箱下部的半导体制冷片以及设置在所述半导体制冷片的冷凝室，其中，所述温差发电组件包括设置在所述开式水箱四周的温差发电片和设置在所述温差发电片的外侧的热端面板，所述热端面板的内部设有用于通入高温传热介质的蛇形流道；

自动补水单元，用于补给所述开式水箱中的海水蒸发，所述自动补水单元的补水软管与所述开式水箱上的补水口相连通；

加湿与预冷单元，包括与设置在所述开式水箱侧面的加湿室入口相连通的加湿室、促进空气进入冷凝室同时提高加湿室中海水蒸发的风扇以及预冷器，所述预冷器用于将从所述加湿室中出来的湿空气与从所述冷凝室上出来不凝气在所述预冷器中进行热交换并预冷；