??
水資(zi)源是人類(lei)生活社會進(jin)步，經濟發展過程中(zhong)不(bu)(bu)可(ke)(ke)缺少的(de)(de)(de)資(zi)源，是實現可(ke)(ke)持續(xu)發展的(de)(de)(de)物(wu)質(zhi)基礎。反滲(shen)透海水淡化技術已經成(cheng)為解(jie)決我國乃(nai)至(zhi)全球淡水危機的(de)(de)(de)一(yi)個根本性舉(ju)措，并(bing)且成(cheng)為沿海地區經濟可(ke)(ke)持續(xu)發展的(de)(de)(de)有力保障(zhang)。潮汐能是海洋能源中(zhong)技術最(zui)成(cheng)熟和利(li)用(yong)規模最(zui)大(da)的(de)(de)(de)一(yi)種能源，其(qi)具有高(gao)度(du)可(ke)(ke)預(yu)測性的(de)(de)(de)優勢。然而，海水淡化過程需要(yao)消耗大(da)量(liang)的(de)(de)(de)能源，淡化成(cheng)本也因此一(yi)直(zhi)居高(gao)不(bu)(bu)下。
記者從(cong)廣(guang)東(dong)海洋大(da)學獲(huo)悉，該(gai)大(da)學機械與(yu)動(dong)力工程學院(yuan)教授凌長明團(tuan)隊(dui)在“適應變潮(chao)差(cha)的(de)潮(chao)汐(xi)能直接(jie)驅(qu)動(dong)海水淡化(hua)技術”項目中提(ti)出了(le)潮(chao)汐(xi)能直接(jie)驅(qu)動(dong)海水淡化(hua)的(de)方法。該(gai)項目日(ri)前獲(huo)得了(le)由中國發(fa)明協會頒發(fa)的(de)2020年(nian)度發(fa)明創(chuang)新獎二等獎。
“海洋能(neng)是(shi)綠色可再生(sheng)(sheng)能(neng)源(yuan)(yuan)，合理(li)利(li)用(yong)不(bu)僅(jin)可以緩解(jie)能(neng)源(yuan)(yuan)危機，而且可以有(you)效的(de)減緩環境惡化(hua)(hua)問(wen)題。若將海洋能(neng)利(li)用(yong)技(ji)術和海水淡化(hua)(hua)技(ji)術相結合，利(li)用(yong)綠色能(neng)源(yuan)(yuan)海洋能(neng)代替化(hua)(hua)石能(neng)源(yuan)(yuan)電能(neng)生(sheng)(sheng)產淡水，不(bu)僅(jin)可以解(jie)決(jue)淡水緊缺問(wen)題，也(ye)可避免因為化(hua)(hua)石能(neng)源(yuan)(yuan)消耗引(yin)起的(de)能(neng)源(yuan)(yuan)危機和全球變(bian)暖問(wen)題。海洋能(neng)海水淡化(hua)(hua)技(ji)術的(de)發(fa)展(zhan)可以解(jie)決(jue)我國(guo)沿海城市以及偏(pian)遠海島的(de)缺水問(wen)題，也(ye)可以保證(zheng)經(jing)濟的(de)可持續發(fa)展(zhan)步伐穩定。”凌長明在(zai)接受記者采(cai)訪時表示。
凌長明團隊首先采用(yong)熵(shang)分(fen)析法和火用(yong)分(fen)析法對潮(chao)(chao)(chao)汐(xi)能聚(ju)能增壓方(fang)案的(de)可(ke)行(xing)(xing)性進行(xing)(xing)研究(jiu)，證(zheng)實(shi)了(le)(le)其可(ke)行(xing)(xing)性。得到了(le)(le)流(liu)量(liang)比(bi)(bi)與(yu)增壓比(bi)(bi)之間的(de)量(liang)化關(guan)系，增壓比(bi)(bi)隨著流(liu)量(liang)比(bi)(bi)的(de)減(jian)小而增大， 只要有足夠量(liang)的(de)做功海水(shui)，就可(ke)以使(shi)一定(ding)量(liang)的(de)少量(liang)海水(shui)達到足夠大的(de)壓力。根(gen)據理論分(fen)析、概念，設計并(bing)(bing)研制出了(le)(le)可(ke)以輸出穩定(ding)轉速的(de)變(bian)(bian)頻(pin)(pin)高效(xiao)(xiao)(xiao)聚(ju)能增壓器，并(bing)(bing)搭建了(le)(le)以此為核心的(de)變(bian)(bian)頻(pin)(pin)高效(xiao)(xiao)(xiao)聚(ju)能增壓試驗(yan)臺，通過實(shi)驗(yan)對比(bi)(bi)潮(chao)(chao)(chao)汐(xi)能直(zhi)接驅動海水(shui)淡(dan)化與(yu)潮(chao)(chao)(chao)汐(xi)能發電驅動海水(shui)淡(dan)化兩種系統的(de)能效(xiao)(xiao)(xiao)，證(zheng)實(shi)潮(chao)(chao)(chao)汐(xi)能直(zhi)接驅動海水(shui)淡(dan)化方(fang)法能源利用(yong)率等方(fang)面(mian)有顯著優(you)勢。
“潮(chao)汐能(neng)直接(jie)驅動反滲透海水淡化(hua)方法(fa)可提高(gao)約46.35%的(de)(de)潮(chao)汐能(neng)利用率。此(ci)方法(fa)不(bu)(bu)經過(guo)電能(neng)轉化(hua)過(guo)程，系統可省去發(fa)電機、整(zheng)流并(bing)網設備和電動機設備，且系統中的(de)(de)水輪機不(bu)(bu)再需要調速機構(gou)。故此(ci)方法(fa)可以降低(di)系統的(de)(de)復雜性，這不(bu)(bu)僅能(neng)使設計簡單化(hua)，大幅度(du)降低(di)系統設備成本，更可有效地控制系統的(de)(de)可靠性。”凌長(chang)明說。
研究發現，利用潮汐(xi)的(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)可(ke)直接(jie)將低水(shui)(shui)(shui)頭海水(shui)(shui)(shui)變為(wei)高(gao)(gao)壓(ya)(ya)海水(shui)(shui)(shui)，從而(er)可(ke)以替代電能(neng)(neng)為(wei)反滲透(tou)海水(shui)(shui)(shui)淡化(hua)提供高(gao)(gao)壓(ya)(ya)海水(shui)(shui)(shui)，證實了潮汐(xi)能(neng)(neng)直接(jie)驅動(dong)海水(shui)(shui)(shui)淡化(hua)方(fang)法的(de)(de)可(ke)行性，同(tong)(tong)時給(gei)出了聚能(neng)(neng)增(zeng)壓(ya)(ya)過程的(de)(de)增(zeng)壓(ya)(ya)比(bi)和流量(liang)(liang)(liang)比(bi)的(de)(de)量(liang)(liang)(liang)化(hua)關(guan)系(xi)，增(zeng)壓(ya)(ya)比(bi)隨著流量(liang)(liang)(liang)比(bi)的(de)(de)減(jian)小而(er)增(zeng)大，理論(lun)上只(zhi)要有足(zu)夠(gou)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)做功海水(shui)(shui)(shui) 就可(ke)以使一定量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)少(shao)量(liang)(liang)(liang)海水(shui)(shui)(shui)達到足(zu)夠(gou)大的(de)(de)壓(ya)(ya)力；在(zai)同(tong)(tong)一流量(liang)(liang)(liang)比(bi)下，增(zeng)壓(ya)(ya)比(bi)隨水(shui)(shui)(shui)位差的(de)(de)增(zeng)大而(er)增(zeng)大，即水(shui)(shui)(shui)位差越大，產生的(de)(de)高(gao)(gao)壓(ya)(ya)海水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)壓(ya)(ya)力也就越大，聚能(neng)(neng)增(zeng)壓(ya)(ya)的(de)(de)效果就越好。
“為適頻(pin)高(gao)效聚(ju)能(neng)(neng)增(zeng)壓(ya)(ya)系(xi)統(tong)設(she)(she)計(ji)了積分流(liu)量(liang)器(qi)(qi)，穩定壓(ya)(ya)力(li)脈動的(de)(de)同(tong)時分流(liu)出多(duo)的(de)(de)高(gao)壓(ya)(ya)海(hai)(hai)水(shui)，分流(liu)出的(de)(de)高(gao)壓(ya)(ya)海(hai)(hai)水(shui)可以(yi)并聯反滲透海(hai)(hai)水(shui)淡化系(xi)統(tong)進行制淡，也可以(yi)用(yong)于(yu)每日設(she)(she)備的(de)(de)反沖洗用(yong)水(shui)；組裝了聚(ju)能(neng)(neng)增(zeng)壓(ya)(ya)器(qi)(qi)樣機，實驗(yan)證(zheng)明同(tong)一(yi)潮(chao)(chao)(chao)差下生(sheng)(sheng)產(chan)相同(tong)壓(ya)(ya)力(li)的(de)(de)高(gao)壓(ya)(ya)海(hai)(hai)水(shui)，相比利(li)(li)用(yong)潮(chao)(chao)(chao)汐(xi)能(neng)(neng)先發電(dian)后利(li)(li)用(yong)電(dian)能(neng)(neng)生(sheng)(sheng)產(chan)高(gao)壓(ya)(ya)海(hai)(hai)水(shui)的(de)(de)方法(fa)，利(li)(li)用(yong)潮(chao)(chao)(chao)汐(xi)能(neng)(neng)直接生(sheng)(sheng)產(chan)高(gao)壓(ya)(ya)海(hai)(hai)水(shui)的(de)(de)方法(fa)效率更(geng)高(gao)，流(liu)量(liang)比更(geng)大(da)。”凌長明說。
研究指出，從潮(chao)汐能(neng)(neng)利(li)用率和能(neng)(neng)源利(li)用效(xiao)(xiao)率兩(liang)方(fang)面對(dui)潮(chao)汐能(neng)(neng)直接(jie)驅動反滲透海(hai)水淡化方(fang)法的(de)能(neng)(neng)效(xiao)(xiao)優勢(shi)(shi)和成(cheng)本優勢(shi)(shi)進行了(le)分析，得出潮(chao)汐能(neng)(neng)直接(jie)驅動反滲透海(hai)水淡化系統可(ke)提高(gao)約(yue)46.35%的(de)潮(chao)汐能(neng)(neng)利(li)用率，提高(gao)約(yue)31.22%的(de)能(neng)(neng)源利(li)用效(xiao)(xiao)率，總能(neng)(neng)效(xiao)(xiao)優勢(shi)(shi)可(ke)提高(gao)約(yue)41.42%； 并且該方(fang)法在節(jie)省設備(bei)成(cheng)本的(de)同時(shi)，可(ke)降低能(neng)(neng)耗成(cheng)本約(yue)20.71%。
|
行業資訊
