太陽能集熱與海水淡化技術(shù)專題研討會召開
發(fā)布者:本網(wǎng)記者Kevin | 來源:CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng) | 0評論 | 6215查看 | 2015-08-10 14:36:00    
  CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)訊:8月6日至7日,2015年太陽能海水淡化專題研討會在北京理工大學(xué)順利召開。本次研討會的主題為 “如何利用太陽能進行海水淡化處理”,來自北京理工大學(xué)、遼寧理工大學(xué)、浙江大學(xué)、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、上海交通大學(xué)、中科院電工所等科研院所的專家及上海電氣集團股份有限公司、廣西柳州理工尚迪太陽能科技公司(簡稱柳州尚迪)等企業(yè)代表近50人參加了本次研討會。

   當(dāng)前,全世界約1/3的人口面臨缺水困境,而全球水儲量的97%為海水和苦咸水,淡水資源短缺問題是大多數(shù)國家不得不面對的一個現(xiàn)實。為了解決這一問題,各國都在加大海水淡化的開發(fā)力度,全球現(xiàn)在每天的海水淡化產(chǎn)量為6.3×107噸,但由于海水淡化是高耗能產(chǎn)業(yè),同時也產(chǎn)生耗電3.78×109度,增加CO2排放400萬噸,帶來了能耗及環(huán)境問題。

圖:鄭宏飛在做海水淡化主題演講


  利用太陽能進行海水淡化則可以很好地解決上述問題,北京理工大學(xué)教授鄭宏飛表示,“我國沿海地區(qū)如天津、大連、青島、浙江等地都相繼建設(shè)了一批海水淡化項目。到2013年初,我國已建成海水淡化裝置430套,日產(chǎn)淡水量158萬t。目前我國在建和待建的海水淡化工程有30項之多,其中有1/3的工程淡化規(guī)模達到了10萬t/d以上。全部建成后,我國海水淡化規(guī)模將會達到195.8萬t/d。然而,由于國內(nèi)相對落后的太陽能利用技術(shù),以太陽能作為能源,尤其使用聚光集熱方法的太陽能海水淡化系統(tǒng)較少應(yīng)用,需加大研究力度?!?/span>


  鄭宏飛認為采用太陽能集熱器和淡化器分離方式的傳統(tǒng)太陽能熱法海水淡化技術(shù)存在各種不適合大規(guī)模開發(fā)的缺陷,已經(jīng)不能滿足市場的需求,為此他提出了一種新型的太陽能海水淡化解決方案“聚光直接加熱式”,使用這種技術(shù),無需冗長管路,減少了管路投資與熱損失,利用強光直接蒸發(fā)海水,省略了換熱器,減少了傳熱環(huán)節(jié),提高了聚熱效率,徹底解決高溫加熱海水的結(jié)垢問題,末端海水處理裝置采用傳統(tǒng)的海水淡化系統(tǒng),技術(shù)成熟,效率高,同時可以大規(guī)?;`嵑觑w據(jù)此提出了不同的具體設(shè)計方案。


  大連理工大學(xué)教授郭亞麗則針對低溫多效蒸發(fā)海水淡化技術(shù)以及新能源海水淡化技術(shù)和與會專家進行了研討。她指出,未形成過程參數(shù)的準確關(guān)聯(lián)及完整設(shè)計方法導(dǎo)致工程建設(shè)中出現(xiàn)重大失誤,設(shè)備設(shè)計存在極大偏差,內(nèi)部損失過大。這是我國低溫多效海水淡化技術(shù)存在的主要技術(shù)問題。同時郭亞麗認為國內(nèi)對新能源海水淡化技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用仍處于示范階段。

  此間,中科院電工所副研究員原郭豐還向參會人員分享了其在太陽能海水淡化中熱質(zhì)傳遞與系統(tǒng)集成兩個研究方向的研究成果和最新進展。首先是太陽能加濕除濕技術(shù),原郭豐認為這種技術(shù)適合對淡水需求量小的系統(tǒng),該技術(shù)以流動的空氣作為水蒸汽的載體,空氣在加濕器中被汽化的海水增濕,攜帶一定量的水蒸汽后進入冷凝器中除濕,冷凝得到淡水。另一個研究方向是太陽能MED電水聯(lián)產(chǎn),適合需求量大的內(nèi)陸地區(qū),內(nèi)陸具有光照條件好,苦咸水資源豐富的優(yōu)勢。利用光熱發(fā)電站的余溫來淡化當(dāng)?shù)氐目嘞趟冉鉀Q了當(dāng)?shù)氐牡o缺問題,又有效利用了電站的余熱,全面提升了CSP系統(tǒng)的能量效率,提高了電站的經(jīng)濟性。

  另外,來自上海交通大學(xué)、中國礦業(yè)大學(xué)和解放軍后勤工程學(xué)院等多個科研院所的研究人員也發(fā)表了海水淡化相關(guān)的主題演講,并與參會人員進行了分享和深入的溝通交流?! ?/div>

  7日下午,參會人員一起參觀了由鄭宏飛和柳州尚迪趙勇等共同設(shè)計制造的圓柱面線聚焦菲涅耳透鏡式太陽能聚光集熱海水淡化系統(tǒng)樣機。 

圖:與會人員參觀海水淡化示范裝置


  據(jù)柳州尚迪趙勇介紹,該菲涅耳透射式聚光鏡是基于光的折射原理設(shè)計而成,透鏡由一系列楔形聚光單元組合而成,當(dāng)光線透過聚光器時,由于其各部分的材料厚度不同,入射光線的折射光線匯聚到真空管接收器上,從而加熱管道中的海水。

圖:采用菲涅爾透鏡原理制作的折射式菲涅爾太陽能中溫系統(tǒng)(柳州尚迪供圖)

  據(jù)了解,與槽式拋物面反射式聚光結(jié)構(gòu)相比,上述菲涅爾透鏡式聚光集熱系統(tǒng)具有以下技術(shù)優(yōu)勢與先進性:

1、弧形透鏡依據(jù)光學(xué)最優(yōu)透射原理設(shè) 計,其光學(xué)效率高于同等聚光要求的任意透鏡;

2、此菲聶耳透鏡的厚度嚴格限制在限定尺寸內(nèi),其最大厚度不至于增加材料對光線的吸收,最小厚度保證透鏡結(jié)構(gòu)的強度;

3、透鏡在國內(nèi)首次實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)(注塑成型),價格低廉。

4、聚光器在上,接收器在下,在結(jié)構(gòu)上依轉(zhuǎn)矩平衡法設(shè)計,圍繞系統(tǒng)的重心旋轉(zhuǎn),其驅(qū)動力矩最小,使設(shè)備耗能少。

5、使用菲聶耳透鏡的集熱系統(tǒng)對光線跟蹤的精度要求低,因為它有二次聚光器。

6、透鏡半弧形的結(jié)構(gòu)抗風(fēng)雨、不易積灰。

7、框架式結(jié)構(gòu)安裝簡便,設(shè)備完全實現(xiàn)自動化控制,使用及維護簡單,工作性能可靠。

  經(jīng)過測試,該系統(tǒng)可以達到以下參數(shù):聚光比:25,平均光學(xué)效率>85﹪,跟蹤精度:±0.5°,單元系統(tǒng)集熱面積:20.0㎡,集熱單元尺寸:700x4400mm,集熱溫度>200℃,集熱效率:在150℃時,效率大于50% 。

  根據(jù)以上參數(shù),菲涅爾透射式聚光鏡可以適用于包括海水淡化、化工、農(nóng)作物烘干等多個光熱中高溫應(yīng)用領(lǐng)域。
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