[发明专利]一种移动点阵列太阳能海水淡化系统

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能利用，特别是采用点聚焦的太阳能镜实现太阳能采集，采用太阳能点聚焦实现太阳能的聚焦跟踪海水淡化装置，涉及太阳能的聚焦利用。

背景技术

太阳能海水淡化，就是利用太阳能实现海水淡化的设备。

截至1990年，全世界已安装的海水淡化装置的产水能力为13，000，000立方米 ／天。到2000年，这个数字已经翻了一倍。淡化水的迅速增加，就会产生一系列的问题，其中最突出的就是能源的消耗问题。据估计，每天生产13，000，000立方米的淡化水，每年需要消耗原油I．3亿吨。即使人们支付得起这笔燃料的费用，但地球的温室效应、空气污染等也告示人们必须谨慎从事。因此，寻求用太阳能来进行海水淡化，必将受到人们的青眯。

人类早期利用太阳能进行海水淡化，主要是利用太阳能进行蒸馏，所以早期的太阳能海水淡化装置一般都称为太阳能蒸馏器。早期的太阳能蒸馏器由于水产量低，初期成本高，因而在很长一段时间里受到人们的冷落。第一次世界大战之后，太阳能蒸馏器再次引起了人们极大的兴趣。当时不少新装置被研制出来，比如顶棚式、倾斜幕芯式、倾斜盘式以及充气式太阳能蒸馏器等等，为当时的海上救护以及人民的生活用水解决了很大问题。 太阳能蒸馏器的运行原理是利用太阳能产生热能驱动海水发生相变过程，即产生蒸发与冷凝。运行方式一般可分为直接法和间接法两大类。顾名思义，直接法系统直接利用太阳能在集热器中进行蒸馏，而间接法系统的太阳能集热器与海水蒸馏部分是分离的。但是，近20 多年来， 已有不少学者对直接法和间接法的混合系统进行了深人研究，并根据是否使用其他的太阳能集热器又将太阳能蒸馏系统分为主动式和被动式两大类。

被动式太阳能蒸馏系统的例子就是盘式太阳能蒸馏器，人们对它的应用有了近150年的历史。由于它结构简单、取材方便，至今仍被广泛采用。目前对盘式太阳能蒸馏器的研究主要集中于材料的选取、各种热性能的改善以及将它与各类太阳能集热器配合使用上。目前，比较理想的盘式太阳能蒸馏器的效率约在35％ ，晴好天时，产水量一般在 3～4kg／m 左右。如果在海水中添加浓度为 172．5ppm 的黑色萘胺， 蒸馏水产量可以提高约 30％ 。 被动式太阳能蒸馏系统的一个严重缺点是工作温度低，产水量不高，也不利于在夜间工作和利用其它余热。为此，人们提出了数十种主动式太阳能蒸馏器的设计方案，并对此进行了大量研究。在主动式太阳能蒸馏系统中，由于配备有其它的附属设备，使其运行温度得以大幅提高，或使其内部的传热传质过程得以改善。而且，在大部分的主动式太阳能蒸馏系统中，都能主动回收蒸汽在凝结过程中释放的潜热，因而这类系统能够得到比传统的太阳能蒸馏器高一至数倍的产水量。

聚焦太阳能海水淡化系统是采用太阳能聚焦跟踪技术实现太阳能的高温热采集，再通过将热能传送给海水淡化设备，实现海水淡化。

现有的太阳能聚焦热发电分为槽式、塔式、碟式三种，其太阳能采集部分可以用于海水淡化。通常塔式、碟式可以达到800-2000度的采集温度，利用此热能可以实现太阳能的海水淡化。

太阳能点聚焦利用技术主要是塔式和蝶式二种，碟式系统是采用太阳能镜聚焦于一个太阳能利用设备上。并且现有的碟式技术的太阳能利用设备是随着太阳镜的变化而运动，由于大的太阳能利用设备的重量将增加载荷，不利于跟踪，因而现有的碟式技术需要改进。    

塔式系统是将一个太阳能镜作为定日镜，将多个太阳能反射镜聚焦于一个海水淡化装置上的海水淡化装置，由于塔式太阳能采集的特征，使得其在跟踪太阳能过程部分太阳能镜的利用时间仅为4-6小时，如塔东侧的太阳能镜在上午时基本无法利用，只有到了中午或者下午后才可以利用，因而太阳能采集效率低，该技术方案可以实现高温的采集，但是通常其规模较大，不适合于小型或者家用系统。

发明内容

本发明的目的就是提供一种移动点阵列太阳能海水淡化系统，采用太阳能镜采集焦点成为点的各种太阳能光学镜，在焦点的区域内设置海水淡化装置，海水淡化装置在跟踪太阳能的过程中运动，在太阳能镜跟踪太阳能过程中，其焦距发生变化，因而称为变焦跟踪；在进行跟踪太阳的过程中，保持其焦距始终处于海水淡化装置的点的区域；在太阳能镜上设置有跟踪控制装置，太阳能镜设置在太阳能镜支架上，来实现的高温高效采集及利用。