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适应变潮差的潮汐能直接驱动海水淡化的方法研究

潮汐能是海洋能源中技术最成熟和利用规模最大的一种能源。海洋能具有间歇性和随机性等特点,与海上风能和波浪能等海洋能源相比,潮汐能具有高度可预测性的优势。目前,潮汐能主要用于发电,世界上已有多座潮汐电站投入商业运行。且在经济发达和人口密集的沿海地区存在着严重的淡水资源紧缺现象。为了满足缺水地区的淡水需求,海水淡化技术得以发展和应用。然而,海水淡化过程需要消耗大量的能源,淡化成本也因此一直居高不下。有的沿海地区一方面开发利用潮汐能来发电,另一方面消费大量电能来进行海水淡化。

课题组认为如果将潮汐能直接驱动海水淡化装置,这样可减少潮汐能发电再用电能进行海水淡化的两个过程的能量转换损失,提高潮汐能的能源利用效率,继而降低海水淡化的能耗成本,而且还省去了发电设备和电动设备,降低海水淡化的设备成本。课题组利用这种思想要研制一个聚能增压装置,让潮汐的能量直接把低压头的海水转化为高压头海水,驱动海水淡化系统进行淡水生产。不仅能提高能效,而且设备结构简单,降低制造成本,提高可靠性等优势。最终输出具有脉动性质的高压海水,将高压海水应用于反渗透海水淡化系统中。考虑反渗透系统对该压海水的稳定性要求,在变频高效聚能增压器中增设装置,将稳定的高压海水输入反渗透膜系统。针对分流出的稳定高压海水设计应用方案,进一步提高潮汐能的效率。