[发明专利]利用光伏能量进行电吸附脱盐的系统及其使用方法

说明书

本发明涉及一种利用光伏能量进行电吸附脱盐的系统及其使用方法，属于电力变换技术领域。本发明包括脱盐槽组、MPPT模块、双向DC/DC变换器及控制模块，其中，脱盐槽组由若干个脱盐槽构成，每个脱盐槽包括若干个相互并联的电极；脱盐槽开设有引入海水的进水口、引出淡水/浓水的出水口，出水口处安装有电导率仪；与光伏板相连的MPPT模块分别连接至电极和双向DC/DC变换器，电极通过双向DC/DC变换器与蓄电池相连；控制模块分别连接电导率仪的电导率信号输出端、MPPT模块的输出端、双向DC/DC变换器的输出端、以及出水口和进水口的阀门。本发明解决当前电吸附脱盐法能耗高的问题，解决脱盐槽电极的再生以及脱盐能量的回收的问题。

技术领域

本发明涉及一种利用光伏能量进行电吸附脱盐的系统及其使用方法，属于电力变换技术领域。

背景技术

海水淡化对于解决我国沿海城市的水资源短缺至关重要，但目前的海水淡化技术存在反渗透膜成本高、使用寿命低和抗污染能力有限等缺点，与之相比，电容法海水淡化技术可有效克服以上缺点，但目前制约该技术的关键问题在于其能耗较高，产能低等缺点。

发明内容

针对电容法海水淡化目前能耗较高的缺点，本发明提出了一种利用光伏能量进行电吸附脱盐的系统及其使用方法，在海水淡化的能源取自光能的基础上，将脱盐过程中储存在脱盐槽中的能量回收到蓄电池中进一步降低总体能耗。

本发明所述的利用光伏能量进行电吸附脱盐的系统，包括脱盐槽组、MPPT模块、双向 DC/DC变换器及控制模块，其中，脱盐槽组由若干个脱盐槽构成，每个脱盐槽包括若干个相互并联的电极；脱盐槽开设有引入海水的进水口、引出淡水/浓水的出水口，出水口处安装有电导率仪；与光伏板相连的MPPT模块分别连接至电极和双向DC/DC变换器，电极通过双向 DC/DC变换器与蓄电池相连；控制模块分别连接电导率仪的电导率信号输出端、MPPT模块的输出端、双向DC/DC变换器的输出端、以及出水口和进水口的阀门。

优选地，所述脱盐槽组通过若干个脱盐槽串联而成，每个脱盐槽内部布置有若干竖向并排放置的电极，若干电极正极和负极间隔设置，呈正极的电极、呈负极的电极分别单独相连构成正极、负极。

优选地，所述进水口流入的海水依次经过脱盐槽内的最左侧的电极的顶部，在电极的阻挡下朝下流动，经由最左侧的电极底部流入右侧相邻的电极的底部，直到最右侧的电极底部，并通过出水口排出；海水在脱盐槽呈波浪状前行。

优选地，所述进水口流入的海水的带电粒子在在外加电场的作用下向电极迁移并被电极吸附和脱附，通过出水口得到淡水；电极饱和时，被吸附的带电粒子从电极上脱落，通过出水口排出浓水。

优选地，所述光伏板的输出端与MPPT模块的输入端连接，用于向MPPT模块提供输入电压；MPPT模块输出端与电极和控制模块连接；用于获取MPPT模块的输出电压信号和输出电流信号后进行MPPT算法运算得到MPPT模块的控制量，使得光伏板达到最大输出功率。

优选地，所述光伏板的输出端输出总功率大于电极脱盐所需的总功率，光伏板的输出端依次通过MPPT模块、双向DC/DC变换器与蓄电池的输入端连接；光伏板的输出端输出总功率小于电极脱盐所需的总功率，蓄电池的输出端依次通过双向DC/DC变换器、MPPT模块与电极连接。

优选地，所述电极材料包括活性炭、炭气凝胶、炭纳米管。

优选地，所述MPPT模块、双向DC/DC变换器的输入输出端均设置有电压、电流检测模块。

本发明所述的利用光伏能量进行电吸附脱盐的系统的使用方法，包括如下步骤：

步骤一：控制模块采集脱盐槽组出水口电导率仪的电导率信号，通过检测到的电导率信号判断水流浓度；

情况一：如果判断脱盐槽组排出的水流为海水，则进入步骤二；