可循环的渗透压发电系统技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种可循环的渗透压发电系统，包括浓缩单元以及顺次连接的渗透压发生单元、气体压缩单元和发电单元。渗透压发生单元中半透膜将容器内部分隔为用于容置第一溶液的第一腔室和用于容置第二溶液的第二腔室，由于浓度差第一溶液的溶剂自发地流入第二腔室与第二溶液混合，从而推动传动件移动，传动件移动带动气体压缩单元压缩空气，被压缩的空气释放到发电单元进行发电。浓缩单元将第二腔室内的第三溶液浓缩后导回第二腔室，使得第一腔室和第二腔室之间始终存在液压差，实现传动件的持续做功。本发明专利技术以渗透压作为空气压缩的驱动力，可以对水体资源进行有效利用，节约能源，综合成本低。综合成本低。综合成本低。

【技术实现步骤摘要】
可循环的渗透压发电系统


[0001]本专利技术涉及空气能储存和发电
，尤其涉及一种可循环的渗透压发电系统。

技术介绍

[0002]新能源逐渐被探索、开发并逐步地被利用到发电领域以替代传统的火电厂发电。新能源发电最难突破的一个环节就是如何将新能源存储，以服务与社会生产需求。目前大多为电化学存储，也就是用电池直接存储电能。但是，这种方式造价昂贵，生产电池本身也污染环境，电池寿命较短，维护费用高，风险也大。相比之下，因此物理储能是更为安全可靠的方式。现有一种物理储能方式是，利用电能驱动空气压缩机，将空气压缩以储存空气能，再通过释放被压缩的空气驱动透平发电机进行发电。将空气能和透平发电机进行有机结合，取代传统火电厂焚烧产生热能以驱动透平发电机的步骤，减少了大气污染，对新能源发展具有重要的意义。
[0003]但是以电力供应为基础的空气压缩机，消耗电能直接压缩空气以储存空气能，这种发电方式在储能的同时也在耗费相当多的能源，综合成本高。
[0004]在此同时，自然界中具有丰富的水体结构，目前可以被广泛利用的只有水力发电，大量的水资源没有被有效的利用。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种可循环的渗透压发电系统，利用水资源作为空气压缩的驱动力，以解决现有技术中的利用空气能发电的过程中使用空气压缩机综合成本高的问题。
[0006]本专利技术提出一种可循环的渗透压发电系统，包括渗透压发生单元、浓缩单元、气体压缩单元和发电单元，所述渗透压发生单元、所述气体压缩单元和所述发电单元依次连接；
[0007]所述渗透压发生单元包括容器、半透膜和传动件，所述半透膜固定在所述容器内部从而将所述容器内部分隔为用于容置第一溶液的第一腔室和用于容置第二溶液的第二腔室，所述第一溶液和所述第二溶液的溶剂相同并且所述第二溶液的浓度大于所述第一溶液的浓度，以使得所述第一溶液的溶剂可以透过所述半透膜流入所述第二腔室，所述传动件设置在所述第二腔室内，所述第一溶液的溶剂流入所述第二腔室后推动所述传动件移动，所述传动件移动带动所述气体压缩单元将空气压缩并储存，所述空气单元压缩的所述空气释放至所述发电单元进行发电；
[0008]所述第一溶液的溶剂流入所述第二腔室后与所述第二溶液混合形成第三溶液，所述第一腔室对应的容器壁上设有第一输入口，所述第一溶液从所述第一输入口进入所述第一腔室，所述第二腔室对应的容器壁上设有第二输入口和第二输出口，所述浓缩单元的输入端与所述第二输出口连通，所述浓缩单元的输出端与所述第二输入口连通，所述第三溶液从所述第二输出口进入所述浓缩单元，所述浓缩单元将进入所述浓缩单元内的所述第三
溶液浓缩，浓缩后的所述第三溶液经过所述第二输入口进入所述第二腔室。
[0009]可选的，所述浓缩单元包括蒸发池，所述第三溶液进入所述蒸发池后溶剂蒸发从而与所述第三溶液分离，以得到浓缩的所述第三溶液。
[0010]可选的，所述浓缩单元还包括聚光加热器，所述聚光加热器用于聚集光照对所述蒸发池内的第三溶液加热以加快所述溶剂的蒸发。
[0011]可选的，所述蒸发池和所述第二腔体之间还设有第三溶液缓存区，用以储存浓缩后的所述第三溶液；
[0012]所述浓缩单元还包括冷凝器，将所述蒸发池内分离出的所述溶剂进行冷凝收集。
[0013]可选的，所述第一溶液为取自自然界水体的淡水或海水，所述第二溶液为人工配制的浓度大于所述第一溶液的盐水。
[0014]可选的，所述气体压缩单元包括压缩缸和储存罐，所述传动件移动带动所述压缩缸作功以压缩空气，所述压缩缸和所述储存罐上均设有热量回收装置，以吸收空气被压缩时产生的热量。
[0015]可选的，所述发电单元包括气体释放单元和发电机，所述气体释放单元包括等温膨胀器、工作介质以及用于容置所述工作介质的介质储存腔，所述介质储存腔包括两个腔体分别用于储存冷工作介质和热工作介质所述气体压缩单元输出的空气传输至所述等温膨胀器，所述热工作介质用于向所述等温膨胀器提供热能，以保证所述等温膨胀器向所述发电机均速输出空气。
[0016]可选的，所述工作介质向所述等温膨胀器提供热能后变成冷工作介质，所述冷工作介质经传输至所述气体压缩单元吸收空气被压缩时产生的热量，再经过所述浓缩单元吸收其余热以重新获得热工作介质，实现等温膨胀器的循环供热。
[0017]可选的，所述蒸发池的底部设有热交换器，所述冷工作介质吸收所述压缩缸的热量后，先经过所述冷凝器以吸收所述溶剂液化释放的热量，在经过所述蒸发池底部的热交换器以吸收加热所述蒸发池内溶液的剩余热量，最后回到所述介质储存腔。
[0018]可选的，所述压缩缸、所述等温膨胀器、所述冷凝器和所述蒸发池底部均设有工作介质流动腔，所述工作介质流动腔与所述介质储存腔依序连通供所述工作介质循环流动。
[0019]实施本专利技术实施例，将具有如下有益效果：
[0020]在上述可循环的渗透压发电系统中，包括浓缩单元以及顺次连接的渗透压发生单元、气体压缩单元和发电单元。渗透压发生单元中半透膜将容器内部分隔为用于容置第一溶液的第一腔室和用于容置第二溶液的第二腔室，由于浓度差第一溶液的溶剂透过半透膜流入第二腔室与第二溶液混合，从而推动传动件移动，传动件移动带动气体压缩单元压缩空气，被压缩的空气释放到发电单元进行发电。浓缩单元的两端分别与第二输出口和第二输入口连通，将第二腔室内的第三溶液浓缩后导回第二腔室，使得第一腔室和第二腔室之间始终存在液压差，实现传动件的持续做功。本专利技术提供的可循环的渗透压发电系统中，浓缩单元用于保持第二腔室和第一腔室之间的液压差，保持渗透压的持续做工的状态，以渗透压作为空气压缩的驱动力，利用渗透压取代电能驱动压缩空气以储存空气能，对水资源进行有效利用，节约能源，综合成本低。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]其中：
[0023]图1为一个实施例中可循环的渗透压发电系统的原理图。
[0024]图2为从图1所示原理图中孤立出浓缩单元的原理图。
[0025]图3为从图1所示原理图中孤立出工作介质的循环流向示意图。
[0026]图中：
[0027]110、容器；121、第一腔室；122、第二腔室；123、第一输入口；124、第二输入口；125、第二输出口；130、半透膜；140、传动件；150、液压千斤顶； 210、第一泵体；220、蒸发池；230、热交换器；240、第二泵体；250、第三溶液缓存区；260、聚光加热器；270、冷凝器；310、压缩缸；320、储存罐；410、等温膨胀器；420、调速器；510、热工作介质；520、冷工作介质；600、发电机； 700、第一溶液供应腔；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可循环的渗透压发电系统，其特征在于：包括渗透压发生单元、浓缩单元、气体压缩单元和发电单元，所述渗透压发生单元、所述气体压缩单元和所述发电单元依次连接；所述渗透压发生单元包括容器、半透膜和传动件，所述半透膜固定在所述容器内部从而将所述容器内部分隔为用于容置第一溶液的第一腔室和用于容置第二溶液的第二腔室，所述第一溶液和所述第二溶液的溶剂相同并且所述第二溶液的浓度大于所述第一溶液的浓度，以使得所述第一溶液的溶剂可以透过所述半透膜流入所述第二腔室，所述传动件设置在所述第二腔室内，所述第一溶液的溶剂流入所述第二腔室后推动所述传动件移动，所述传动件移动带动所述气体压缩单元将空气压缩并储存，所述空气单元压缩的所述空气释放至所述发电单元进行发电；所述第一溶液的溶剂流入所述第二腔室后与所述第二溶液混合形成第三溶液，所述第一腔室对应的容器壁上设有第一输入口，所述第一溶液从所述第一输入口进入所述第一腔室，所述第二腔室对应的容器壁上设有第二输入口和第二输出口，所述浓缩单元的输入端与所述第二输出口连通，所述浓缩单元的输出端与所述第二输入口连通，所述第三溶液从所述第二输出口进入所述浓缩单元，所述浓缩单元将进入所述浓缩单元内的所述第三溶液浓缩，浓缩后的所述第三溶液经过所述第二输入口进入所述第二腔室。2.如权利要求1所述的可循环的渗透压发电系统，其特征在于：所述浓缩单元包括蒸发池，所述第三溶液进入所述蒸发池后溶剂蒸发从而与所述第三溶液分离，以得到浓缩的所述第三溶液。3.如权利要求2所述的可循环的渗透压发电系统，其特征在于：所述浓缩单元还包括聚光加热器，所述聚光加热器用于聚集光照对所述蒸发池内的第三溶液加热以加快所述溶剂的蒸发。4.如权利要求2所述的可循环的渗透压发电系统，其特征在于：所述蒸发池和所述第二腔体之间还设有第三溶液缓存区，用以储存浓缩后的所述第三溶液；...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢禹，胡雪蛟，罗菁，魏泽龙，刘勇，
申请(专利权)人：深圳市安泰科能源环保股份有限公司，
类型：发明
国别省市：