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电渗析(ED)咸水淡化系统对能源稳定性要求低,但能耗相对较高。本文采用光伏供能的方式,设计了光伏直接供能与储能系统供能两种方式的电渗析咸水淡化系统。通过理论分析与实验相结合,对两种供能方式下光伏供能电渗析咸水淡化系统性能开展研究。分析了不同原水浓度、不同流量及不同太阳辐照度下,电渗析咸水淡化系统的能量利用效率、产水量、能耗和产水成本。光伏供能电渗析咸水淡化系统工作的关键点是电渗析咸水淡化所需能耗与光伏供能的匹配。优化的光伏功率与电渗析尺寸匹配是200 W、3000 m L容量,可实现能量输入、淡水产出与进出流量的协同工作。主要的研究工作如下:1、采用Donnan膜平衡理论说明电渗析咸水淡化的工作原理,建立光伏供能电渗析数学模型,分析了电渗析淡化的传质过程。构建了两种光伏供能方式的电渗析咸水淡化系统,研究不同光伏供能方式、不同光伏供能功率对不同规模电渗析海水淡化系统的影响。讨论了不同电压、不同流量及不同浓度对系统性能的影响。结果表明:相同时间内,电压越大,溶液中含盐量越低。电压30V左右时,含盐量曲线下降平滑,系统工作稳定,产水量为2800 m L,耗时210分钟,耗能1.515 k W·h。当达到临界值40V时,发生浓差极化现象。相同电压条件下,12.8 g/L浓度的溶液脱盐率高于25.6 g/L浓度的溶液脱盐率,且流量与脱盐率成反比;相同流量条件下,电压与脱盐率成正比。2、分析了光伏板接收的太阳辐照强度对日产淡水量的影响。结果表明,当辐照度达到400 W/m2时,产2800 m L低于0.5%浓度的淡水需480分钟;当辐照度达到600 W/m2时,用时180分钟;当辐照度达到800 W/m2时,用时160分钟;当辐照度达到1000 W/m2时,用时140分钟。实验平均辐照度为764 W/m2,产水2800 m L耗时173分钟,耗能1.124 k W·h。可以得出:相同产水量,辐照度越强,所需时间越短。3、分析了储能系统充放电曲线与电渗析系统的工作匹配性。结果表明:储能系统有效的增加了电渗析咸水淡化系统的可持续工作时间。本文所搭建系统可在日照不佳的天气条件下可持续供能工作27小时以上。