[发明专利]光伏直驱膜电容电吸附脱盐系统

说明书

本发明涉及一种光伏直驱膜电容电吸附脱盐系统，包括光伏直驱群组以及市电并网群组；所述的光伏直驱群组包括光伏电能收集单元、储能单元、直驱电能监控单元、电压调节单元、膜电容电吸附净水单元；所述的市电并网群组包括并网控制单元、电网母线单元和智能检测单元。本发明可利用光伏产生的直流电直接驱动膜电容电吸附净水设备，以极低的能耗代价，将大量的苦咸水转化为高质量淡水，切实解决了膜电容电吸附净水设备在盐碱地水生态修复中的能源供应问题，不仅节省了大量的电能，而且能够做到反哺电网，形成生态环境治理和节能减排双增效的效果。

技术领域

本发明涉及光伏直驱净水装备技术领域，具体涉及一种光伏直驱膜电容电吸附脱盐系统的能量管理和控制方法，尤其涉及一种光伏直驱膜电容电吸附脱盐系统的工作模态管理和控制方法。

背景技术

目前，单纯依靠提高现有耕地的粮食亩产来使总产得到大幅提高，已经遇到了瓶颈。如果把我国广大沿海和内陆地区的大量盐碱地改造为适合粮食生产的有效耕地，就能使粮食增产获得质的飞跃，大幅改善我国的粮食状况。据测算，我国大约有15亿亩盐碱地，其中有2亿亩目前具备改造条件，据估算，如果把其中的一亿亩改造为可耕地，按水稻最低亩产300公斤计算，每年增产300亿公斤，可以多养活8000万人口。

盐碱地的修复改造，必须要解决的关键问题是苦咸水的淡化处理。在多种淡化处理技术中，膜电容电吸附技术具有产水率高、能耗低、运维方便、初投成本低的优势，是目前最为先进的苦咸水技术。

膜电容电吸附采用恒压直流电源，利用带电电极表面吸附水中离子及带电粒子，使水中溶解盐类及其它带电物质在电极的表面富集浓缩而实现水的净化处理，并在正负电极表面敷设阴/阳离子交换膜，保证离子的定向迁移、吸附过程，有效阻止被吸附离子因水流扰动而被带走，同时避免再生过程中脱附离子被二次吸附于对侧电极，大幅提高了离子去除效率和电极再生效率。

膜电容电吸附所需为恒压直流电，在一般使用场景下，将市电电网交流电通过AC/DC转换为直流电供给设备使用，转换过程存在较大比例的能耗损失。而我国大面积的盐碱地区域具备优良的光热条件，盐碱地又为光伏装置的敷设提供了较好的地形条件，刚好为光伏直流电直驱膜电容电吸附设备提供了绝佳的前提条件。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种光伏直驱膜电容电吸附脱盐系统，解决野外盐碱地脱盐系统的可靠供电问题，达到生态环境修复和节能减排双增效的目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种光伏直驱膜电容电吸附脱盐系统，其特征在于：包括光伏直驱群组以及市电并网群组；所述的光伏直驱群组包括光伏电能收集单元、储能单元、直驱电能监控单元、电压调节单元、膜电容电吸附净水单元；所述的市电并网群组包括并网控制单元、电网母线单元和智能检测单元；

所述的光伏电能收集单元同时或分别向膜电容电吸附净水单元和储能单元供电；所述的电压调节单元位于光伏电能收集单元和膜电容电吸附净水单元之间；所述的储能单元与电压调节单元并联，位于光伏电能收集单元和膜电容电吸附净水单元之间；所述的直驱电能监控单元分别连接至储能单元和膜电容电吸附净水单元；

所述并网控制单元位于光伏电能收集单元和电网母线之间；所述的智能检测单元分别连接至电网母线、并网控制单元和光伏直驱群组中的电压调节单元。

进一步的说，本发明所述的电压调节单元将光伏直流电升压稳压至适应膜电容电吸附直流电供电的需要；所述的储能单元从光伏电能收集单元获得富余的电能并保存，向膜电容电吸附净水单元供应直流电；所述的直驱电能监控单元同时监测储能单元和膜电容电吸附净水单元的用电情况，在膜电容电吸附净水单元和储能单元之间进行灵活调配。

进一步的说，本发明所述的并网控制单元在储能单元满载、净水设备供电满足条件下，将光伏直驱群组产生的多余电能逆变到电网母线，并在光伏群组无法满足净水供电的条件下，从电网取电达到调峰补偿；所述的智能检测单元同时监测市电并网群组和光伏直驱群组的运行状态，在两个群组进行自动调配。