??
水資(zi)源是(shi)人(ren)類生活社會進(jin)步，經濟發(fa)展過(guo)程中不(bu)可缺少(shao)的(de)資(zi)源，是(shi)實現可持續發(fa)展的(de)物質基(ji)礎。反滲透(tou)海水淡化技術已(yi)經成為解決(jue)我國乃至全(quan)球淡水危機的(de)一(yi)個(ge)根本性舉措，并(bing)且成為沿海地(di)區(qu)經濟可持續發(fa)展的(de)有(you)(you)力保障。潮汐(xi)能(neng)是(shi)海洋(yang)能(neng)源中技術最成熟和(he)利用規模最大的(de)一(yi)種能(neng)源，其具有(you)(you)高(gao)度可預測性的(de)優勢。然(ran)而(er)，海水淡化過(guo)程需要消耗大量的(de)能(neng)源，淡化成本也因此一(yi)直居高(gao)不(bu)下。
記者從廣(guang)東海洋(yang)大(da)學獲(huo)悉，該(gai)大(da)學機械與(yu)動(dong)力工程學院教(jiao)授凌長明(ming)團隊在“適應變潮(chao)(chao)差的(de)潮(chao)(chao)汐能(neng)直接驅動(dong)海水淡化技術(shu)”項(xiang)(xiang)目中提(ti)出了(le)潮(chao)(chao)汐能(neng)直接驅動(dong)海水淡化的(de)方法。該(gai)項(xiang)(xiang)目日前獲(huo)得了(le)由中國發(fa)明(ming)協會頒(ban)發(fa)的(de)2020年度發(fa)明(ming)創新獎二等獎。
“海(hai)(hai)(hai)洋能(neng)是綠色(se)可(ke)(ke)(ke)(ke)再(zai)生能(neng)源(yuan)(yuan)，合(he)理利(li)用不僅可(ke)(ke)(ke)(ke)以(yi)緩(huan)解能(neng)源(yuan)(yuan)危機，而且(qie)可(ke)(ke)(ke)(ke)以(yi)有效(xiao)的(de)減(jian)緩(huan)環境惡化(hua)問題。若將(jiang)海(hai)(hai)(hai)洋能(neng)利(li)用技(ji)術(shu)和海(hai)(hai)(hai)水淡(dan)化(hua)技(ji)術(shu)相結合(he)，利(li)用綠色(se)能(neng)源(yuan)(yuan)海(hai)(hai)(hai)洋能(neng)代替化(hua)石能(neng)源(yuan)(yuan)電能(neng)生產淡(dan)水，不僅可(ke)(ke)(ke)(ke)以(yi)解決(jue)淡(dan)水緊缺(que)問題，也可(ke)(ke)(ke)(ke)避免因為化(hua)石能(neng)源(yuan)(yuan)消耗引起的(de)能(neng)源(yuan)(yuan)危機和全(quan)球變(bian)暖問題。海(hai)(hai)(hai)洋能(neng)海(hai)(hai)(hai)水淡(dan)化(hua)技(ji)術(shu)的(de)發展可(ke)(ke)(ke)(ke)以(yi)解決(jue)我國沿海(hai)(hai)(hai)城市以(yi)及偏遠(yuan)海(hai)(hai)(hai)島(dao)的(de)缺(que)水問題，也可(ke)(ke)(ke)(ke)以(yi)保證經(jing)濟(ji)的(de)可(ke)(ke)(ke)(ke)持續(xu)發展步伐穩(wen)定。”凌長明(ming)在接(jie)受記(ji)者(zhe)采訪時(shi)表示(shi)。
凌長明團隊(dui)首先采(cai)用(yong)熵分(fen)(fen)析法和火(huo)用(yong)分(fen)(fen)析法對(dui)潮(chao)(chao)(chao)汐(xi)(xi)能(neng)聚(ju)能(neng)增(zeng)(zeng)壓(ya)方案的(de)可(ke)行(xing)性(xing)進(jin)行(xing)研(yan)究，證(zheng)實(shi)了其(qi)可(ke)行(xing)性(xing)。得到了流(liu)量(liang)(liang)比(bi)(bi)與增(zeng)(zeng)壓(ya)比(bi)(bi)之間的(de)量(liang)(liang)化(hua)關系(xi)，增(zeng)(zeng)壓(ya)比(bi)(bi)隨著流(liu)量(liang)(liang)比(bi)(bi)的(de)減小而增(zeng)(zeng)大， 只要有(you)足夠量(liang)(liang)的(de)做功(gong)海(hai)水，就可(ke)以(yi)使一定(ding)量(liang)(liang)的(de)少量(liang)(liang)海(hai)水達到足夠大的(de)壓(ya)力。根據理論分(fen)(fen)析、概念，設計并研(yan)制出了可(ke)以(yi)輸出穩定(ding)轉(zhuan)速的(de)變頻高(gao)效聚(ju)能(neng)增(zeng)(zeng)壓(ya)器，并搭建了以(yi)此為(wei)核心(xin)的(de)變頻高(gao)效聚(ju)能(neng)增(zeng)(zeng)壓(ya)試(shi)驗臺，通(tong)過(guo)實(shi)驗對(dui)比(bi)(bi)潮(chao)(chao)(chao)汐(xi)(xi)能(neng)直(zhi)接(jie)驅動海(hai)水淡(dan)化(hua)與潮(chao)(chao)(chao)汐(xi)(xi)能(neng)發電(dian)驅動海(hai)水淡(dan)化(hua)兩種(zhong)系(xi)統(tong)的(de)能(neng)效，證(zheng)實(shi)潮(chao)(chao)(chao)汐(xi)(xi)能(neng)直(zhi)接(jie)驅動海(hai)水淡(dan)化(hua)方法能(neng)源利用(yong)率等方面有(you)顯(xian)著優勢。
“潮汐(xi)能直接驅動反滲(shen)透海水淡(dan)化方法(fa)可(ke)(ke)提高約46.35%的(de)潮汐(xi)能利用率。此(ci)方法(fa)不(bu)經過電(dian)能轉化過程，系(xi)(xi)(xi)統可(ke)(ke)省去(qu)發電(dian)機(ji)、整流并(bing)網設(she)(she)備和電(dian)動機(ji)設(she)(she)備，且系(xi)(xi)(xi)統中的(de)水輪機(ji)不(bu)再(zai)需要調速(su)機(ji)構。故(gu)此(ci)方法(fa)可(ke)(ke)以降低(di)系(xi)(xi)(xi)統的(de)復雜性，這不(bu)僅能使設(she)(she)計簡單化，大幅度降低(di)系(xi)(xi)(xi)統設(she)(she)備成本，更(geng)可(ke)(ke)有(you)效(xiao)地控制系(xi)(xi)(xi)統的(de)可(ke)(ke)靠性。”凌長明說。
研(yan)究發現，利用潮汐(xi)(xi)的(de)能量(liang)(liang)(liang)可(ke)直(zhi)接將低水(shui)(shui)(shui)(shui)頭海水(shui)(shui)(shui)(shui)變為高(gao)(gao)壓(ya)(ya)(ya)海水(shui)(shui)(shui)(shui)，從而可(ke)以替代電能為反滲透海水(shui)(shui)(shui)(shui)淡化(hua)提供高(gao)(gao)壓(ya)(ya)(ya)海水(shui)(shui)(shui)(shui)，證實(shi)了(le)潮汐(xi)(xi)能直(zhi)接驅動海水(shui)(shui)(shui)(shui)淡化(hua)方法的(de)可(ke)行(xing)性，同(tong)時給(gei)出了(le)聚能增(zeng)(zeng)壓(ya)(ya)(ya)過程(cheng)的(de)增(zeng)(zeng)壓(ya)(ya)(ya)比(bi)和流(liu)量(liang)(liang)(liang)比(bi)的(de)量(liang)(liang)(liang)化(hua)關(guan)系，增(zeng)(zeng)壓(ya)(ya)(ya)比(bi)隨(sui)著流(liu)量(liang)(liang)(liang)比(bi)的(de)減小(xiao)而增(zeng)(zeng)大(da)(da)(da)，理論(lun)上只要(yao)有足夠(gou)量(liang)(liang)(liang)的(de)做功海水(shui)(shui)(shui)(shui) 就可(ke)以使(shi)一定量(liang)(liang)(liang)的(de)少量(liang)(liang)(liang)海水(shui)(shui)(shui)(shui)達到足夠(gou)大(da)(da)(da)的(de)壓(ya)(ya)(ya)力；在同(tong)一流(liu)量(liang)(liang)(liang)比(bi)下，增(zeng)(zeng)壓(ya)(ya)(ya)比(bi)隨(sui)水(shui)(shui)(shui)(shui)位差的(de)增(zeng)(zeng)大(da)(da)(da)而增(zeng)(zeng)大(da)(da)(da)，即水(shui)(shui)(shui)(shui)位差越大(da)(da)(da)，產生的(de)高(gao)(gao)壓(ya)(ya)(ya)海水(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)壓(ya)(ya)(ya)力也就越大(da)(da)(da)，聚能增(zeng)(zeng)壓(ya)(ya)(ya)的(de)效果就越好(hao)。
“為適頻(pin)高(gao)效聚(ju)能增壓(ya)系(xi)統(tong)(tong)設計了積分(fen)流量(liang)器，穩(wen)定壓(ya)力脈動(dong)的(de)(de)同時分(fen)流出(chu)多(duo)的(de)(de)高(gao)壓(ya)海(hai)水(shui)(shui)(shui)，分(fen)流出(chu)的(de)(de)高(gao)壓(ya)海(hai)水(shui)(shui)(shui)可(ke)以并聯反(fan)(fan)滲透海(hai)水(shui)(shui)(shui)淡(dan)(dan)化系(xi)統(tong)(tong)進(jin)行制淡(dan)(dan)，也可(ke)以用于(yu)每(mei)日設備的(de)(de)反(fan)(fan)沖洗用水(shui)(shui)(shui)；組裝(zhuang)了聚(ju)能增壓(ya)器樣機(ji)，實驗證(zheng)明(ming)同一潮差下(xia)生產相同壓(ya)力的(de)(de)高(gao)壓(ya)海(hai)水(shui)(shui)(shui)，相比利用潮汐能先發(fa)電后利用電能生產高(gao)壓(ya)海(hai)水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)方法，利用潮汐能直接生產高(gao)壓(ya)海(hai)水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)方法效率更(geng)高(gao)，流量(liang)比更(geng)大(da)。”凌長明(ming)說。
研究指出，從潮汐(xi)能(neng)(neng)(neng)利用率(lv)和(he)能(neng)(neng)(neng)源利用效(xiao)(xiao)率(lv)兩方(fang)面對潮汐(xi)能(neng)(neng)(neng)直接驅(qu)動反滲透(tou)海水淡化方(fang)法的能(neng)(neng)(neng)效(xiao)(xiao)優勢(shi)和(he)成本(ben)優勢(shi)進行了分析(xi)，得出潮汐(xi)能(neng)(neng)(neng)直接驅(qu)動反滲透(tou)海水淡化系(xi)統可(ke)提高約(yue)46.35%的潮汐(xi)能(neng)(neng)(neng)利用率(lv)，提高約(yue)31.22%的能(neng)(neng)(neng)源利用效(xiao)(xiao)率(lv)，總能(neng)(neng)(neng)效(xiao)(xiao)優勢(shi)可(ke)提高約(yue)41.42%； 并(bing)且該方(fang)法在節省設備成本(ben)的同時(shi)，可(ke)降低(di)能(neng)(neng)(neng)耗成本(ben)約(yue)20.71%。
|
行業資訊
