风能太阳能海水淡化系统设计(附件)【字数：9526】
摘 要摘 要随着社会发展，淡水需求不断增加，为了解决这个问题，发展创新海水淡化技术显得十分重要。本文以风能太阳能为动力，设计了一套海水淡化系统，用于解决海岛居民的淡水需求问题。其中分别对风力利用和太阳能利用都进行了相关分析研究，完善了海水淡化系统的一些问题。我国沿海地区和岛屿众多，可以因地制宜的利用风能太阳能。本文利用风能太阳能发电并且作为海水淡化装置的动力。既能解决海岛居民的用水用电问题，又能推进清洁能源的发展，保护环境，对于节约能源和开拓淡水资源有着重大意义。关键词太阳能 风能 电能 海水淡化
目 录
第一章 绪论 5
1.1 选题背景及意义 5
1.2?国内外研究现状 5
1.2.1国外海水淡化 5
1.2.2国内海水淡化 6
1.2.3国内外海水淡化技术的交流和合作 6
第二章 发电系统概述 8
2.1?系统组成 8
2.2?风力发电机组 8
2.3?太阳能电池组件 8
2.4 风机控制器 8
2.5?光电控制器 8
第三章 风力发电系统设计 10
3.1 风能计算 10
3.2 风力发电机的效率 10
3.3 发电机的输出功率和工作风速 11
3.4 启动风速、额定风速和安全风速的选定 12
3.5双参数 Weibull 分布 12
3.6影响额定风速的的因素 12
第四章 太阳发电系统设计 15
4.1 太阳能电池介绍 15
4.2 太阳能电池发电原理 15
4.3 太阳能发电形式 15
4.3.1光—热—电间接转换 15
4.3.2光—电直接转换 15
4.4 太阳能电池等效电路 16
4.5太阳能电池板安装面积选择 17
4.6太阳能电池板选型 17
4.7太阳能电池发电量计算 17
第五章 每日海水淡化量计算 18
5.1海水淡化工作流程 18
5.2太阳能发电机制淡量计算 19 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
5.3电加热器选择 20
5.4风力发电机制淡量计算 21
第六章 其他部件的设计选择 22
6.1 加热箱大小 22
6.2 淡水储存箱 22
6.3 冷凝器的选型 22
6.3.1冷凝器的分类 22
6.3.2 冷凝器的选择 22
6.4 水泵的选型 24
结论 25
致谢 26
参考文献 27
第一章 绪论
1.1 选题背景及意义
水使人类生存的基础资源。虽然地球被75%的海洋包围，但是人类需要的是淡水。仅存的3%的淡水还有相当大的一部分在北极南极以固态的形式保存，只有比例很小的一部分流入地下河与河流。然而进入二十一世纪以来，人口的急剧增加和环境的日益破坏，淡水这一资源变得弥足珍贵。要想人类发展，人类必须要解决淡水稀缺这一挑战，这对每个国家和个人都是重要的课题。
海洋中拥有着几乎取之不尽用之不竭的水资源，所以海水淡化是一个重要的方法。海水淡化技术如多级闪蒸、多效蒸发、反渗透、电渗析等都发展的非常迅速并且快速普及，解决了一部分的淡水短缺问题。
但是传统的海水淡化技术消耗大量的化石能源，发展中国家没法长期负担，同时由于化石能源带来的温室效应，传统海水淡化技术已经不足以满足当前需要。因此，太阳能风能等可再生能源应用海水淡化是解决目前困境的方法。这样不仅解决了当前的淡水短缺问题也可以为以后的可持续发展提供重要思路。
1.2?国内外研究现状
1.2.1国外海水淡化
?? 现在世界上有一百三十多个国家个地区利用海水或苦咸水淡化技术来生产淡水，与此对应而建立的淡化厂多达一万多座，日淡化水大约为四千万吨。并且海水淡化厂与生产量每年都在增加，增幅大约为10%。日本、新加坡、印尼等亚洲国家都在在积极开发海水技术以解决淡水危机。2004年, 美国国会大力奉行 H. R. 1071和 H. R. 3834等相关法案 (在 10年内提供高达2亿美元来资助脱盐设备的开发和制造, 同时补贴 0.16 美 元/ m3淡水)。 在美国 南 加 州, Metropo litan Water District (MWD )也向当地一些水利机构财务提供必要的补贴 ( 0. 2 美 元 /m3 ), 以推动海水淡化项目的落实。亚洲国家日本斥重资建造了冲绳反渗透海水淡化厂和福冈反渗透淡化厂来作为示范工厂。因此日本的装备生产商和工程公司得以走向世界，其中就包括日本东丽、东洋纺等。
???由于时代的变化，社会需求也变得越来越大。为了满足对于淡水的需求，世界厂商和工程公司的淡化技术都不断地变得大型化和规模化。尤其是多级闪蒸、多效蒸馏和反渗透，规模都接近于几十万m3/d了。位于沙特阿拉伯海水淡化厂，平均日常淡水高达46万m3，是目前世界上最大的多级闪蒸淡化厂；而世界最大的低温多效海水淡化厂阿什凯隆海水淡化厂的日产淡水量为33万m3，现坐落在地中海工业区。?由于技术的发展和进步，现代海水淡化规模日益增大，但是海水淡化成本却在不断降低。现在的淡化水的价格已经降至近 4 0 元 /m3，比起80初年代足足降低了一半。
1.2.2国内海水淡化
???1958年，我国意识到了海水淡化的重要性并着手研究。 在1967~1969年，全国针对电渗析、反渗透和蒸馏等多种海水淡化技术方法组织了一次海水淡化会战，并且在沿海地区展开了一系列海水淡化装置的实验。
???直到2006年底, 我国拥有43套海水淡化装置, 每日淡水产量为 15. 08 × 104 m3。其中34套应用了国产技术，每日产水量达4.507×104m3，而完全由自主研发设计的两套淡化装置比外国引进的成本低了30%~50%。国产的反渗透淡化装置和低温多效淡化装置日产水量分别为5000m3和3000m3，每吨淡水制造成本都已经达到了国际先进水平。
反渗透法和低温多效蒸馏占据了一大半在我国建成的海水淡化装置中。从当前实际情况来看，在市政等大型机构供水方面反渗透技术具有较大优势，而对于电力、石化等企业来说，他们可利用蒸汽或者余热等低品位的热源来制造工艺纯水和锅炉补给水，因此多采用低温多效蒸馏技术。在低温多效蒸馏技术方面，我国也取得了长足的进步。依靠着电厂的建设，我国的低温多效海水淡化装置可达32万t /d 。在2003 年，我国第一座工业规模的低温多效海水淡化装置建成，规模为3000 t /d，国产装置比高达99%，这对我国海水淡化装置自主研发无疑是重大鼓舞;在2008年建成的沧东电厂低温多效海水淡化装置里也仅仅采用了外国公司的蒸汽喷射泵。正是由于我国在海水淡化方面不断的取长补短，所以现在的国内机构已经掌握了多种海水淡化技术并具备了生产相关重要材料的能力。
目 录
第一章 绪论 5
1.1 选题背景及意义 5
1.2?国内外研究现状 5
1.2.1国外海水淡化 5
1.2.2国内海水淡化 6
1.2.3国内外海水淡化技术的交流和合作 6
第二章 发电系统概述 8
2.1?系统组成 8
2.2?风力发电机组 8
2.3?太阳能电池组件 8
2.4 风机控制器 8
2.5?光电控制器 8
第三章 风力发电系统设计 10
3.1 风能计算 10
3.2 风力发电机的效率 10
3.3 发电机的输出功率和工作风速 11
3.4 启动风速、额定风速和安全风速的选定 12
3.5双参数 Weibull 分布 12
3.6影响额定风速的的因素 12
第四章 太阳发电系统设计 15
4.1 太阳能电池介绍 15
4.2 太阳能电池发电原理 15
4.3 太阳能发电形式 15
4.3.1光—热—电间接转换 15
4.3.2光—电直接转换 15
4.4 太阳能电池等效电路 16
4.5太阳能电池板安装面积选择 17
4.6太阳能电池板选型 17
4.7太阳能电池发电量计算 17
第五章 每日海水淡化量计算 18
5.1海水淡化工作流程 18
5.2太阳能发电机制淡量计算 19 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
5.3电加热器选择 20
5.4风力发电机制淡量计算 21
第六章 其他部件的设计选择 22
6.1 加热箱大小 22
6.2 淡水储存箱 22
6.3 冷凝器的选型 22
6.3.1冷凝器的分类 22
6.3.2 冷凝器的选择 22
6.4 水泵的选型 24
结论 25
致谢 26
参考文献 27
第一章 绪论
1.1 选题背景及意义
水使人类生存的基础资源。虽然地球被75%的海洋包围，但是人类需要的是淡水。仅存的3%的淡水还有相当大的一部分在北极南极以固态的形式保存，只有比例很小的一部分流入地下河与河流。然而进入二十一世纪以来，人口的急剧增加和环境的日益破坏，淡水这一资源变得弥足珍贵。要想人类发展，人类必须要解决淡水稀缺这一挑战，这对每个国家和个人都是重要的课题。
海洋中拥有着几乎取之不尽用之不竭的水资源，所以海水淡化是一个重要的方法。海水淡化技术如多级闪蒸、多效蒸发、反渗透、电渗析等都发展的非常迅速并且快速普及，解决了一部分的淡水短缺问题。
但是传统的海水淡化技术消耗大量的化石能源，发展中国家没法长期负担，同时由于化石能源带来的温室效应，传统海水淡化技术已经不足以满足当前需要。因此，太阳能风能等可再生能源应用海水淡化是解决目前困境的方法。这样不仅解决了当前的淡水短缺问题也可以为以后的可持续发展提供重要思路。
1.2?国内外研究现状
1.2.1国外海水淡化
?? 现在世界上有一百三十多个国家个地区利用海水或苦咸水淡化技术来生产淡水，与此对应而建立的淡化厂多达一万多座，日淡化水大约为四千万吨。并且海水淡化厂与生产量每年都在增加，增幅大约为10%。日本、新加坡、印尼等亚洲国家都在在积极开发海水技术以解决淡水危机。2004年, 美国国会大力奉行 H. R. 1071和 H. R. 3834等相关法案 (在 10年内提供高达2亿美元来资助脱盐设备的开发和制造, 同时补贴 0.16 美 元/ m3淡水)。 在美国 南 加 州, Metropo litan Water District (MWD )也向当地一些水利机构财务提供必要的补贴 ( 0. 2 美 元 /m3 ), 以推动海水淡化项目的落实。亚洲国家日本斥重资建造了冲绳反渗透海水淡化厂和福冈反渗透淡化厂来作为示范工厂。因此日本的装备生产商和工程公司得以走向世界，其中就包括日本东丽、东洋纺等。
???由于时代的变化，社会需求也变得越来越大。为了满足对于淡水的需求，世界厂商和工程公司的淡化技术都不断地变得大型化和规模化。尤其是多级闪蒸、多效蒸馏和反渗透，规模都接近于几十万m3/d了。位于沙特阿拉伯海水淡化厂，平均日常淡水高达46万m3，是目前世界上最大的多级闪蒸淡化厂；而世界最大的低温多效海水淡化厂阿什凯隆海水淡化厂的日产淡水量为33万m3，现坐落在地中海工业区。?由于技术的发展和进步，现代海水淡化规模日益增大，但是海水淡化成本却在不断降低。现在的淡化水的价格已经降至近 4 0 元 /m3，比起80初年代足足降低了一半。
1.2.2国内海水淡化
???1958年，我国意识到了海水淡化的重要性并着手研究。 在1967~1969年，全国针对电渗析、反渗透和蒸馏等多种海水淡化技术方法组织了一次海水淡化会战，并且在沿海地区展开了一系列海水淡化装置的实验。
???直到2006年底, 我国拥有43套海水淡化装置, 每日淡水产量为 15. 08 × 104 m3。其中34套应用了国产技术，每日产水量达4.507×104m3，而完全由自主研发设计的两套淡化装置比外国引进的成本低了30%~50%。国产的反渗透淡化装置和低温多效淡化装置日产水量分别为5000m3和3000m3，每吨淡水制造成本都已经达到了国际先进水平。
反渗透法和低温多效蒸馏占据了一大半在我国建成的海水淡化装置中。从当前实际情况来看，在市政等大型机构供水方面反渗透技术具有较大优势，而对于电力、石化等企业来说，他们可利用蒸汽或者余热等低品位的热源来制造工艺纯水和锅炉补给水，因此多采用低温多效蒸馏技术。在低温多效蒸馏技术方面，我国也取得了长足的进步。依靠着电厂的建设，我国的低温多效海水淡化装置可达32万t /d 。在2003 年，我国第一座工业规模的低温多效海水淡化装置建成，规模为3000 t /d，国产装置比高达99%，这对我国海水淡化装置自主研发无疑是重大鼓舞;在2008年建成的沧东电厂低温多效海水淡化装置里也仅仅采用了外国公司的蒸汽喷射泵。正是由于我国在海水淡化方面不断的取长补短，所以现在的国内机构已经掌握了多种海水淡化技术并具备了生产相关重要材料的能力。
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