太阳能用于水去离子

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加拿大高等技术学校(ÉTS)科研人员在电容去离子(CDI)基础上开发出光伏供电的水净化技术。该技术越来越多地用于去除水中离子和极性物质,通常用于低浓度或中浓度盐水的脱盐。

据称,与传统净化技术相比,该技术还具有运行成本低、能效高、处理后排出水少等优点。

该研究的通讯作者Alaa Ghamrawi告诉《光伏》杂志:“我们的新技术不需要在光伏面板和CDI海水淡化电池之间添加储能介质。它依靠将光伏能量应用于海水淡化过程的专用算法,以及基于流量调节而非电力转换的新型 MPPT技术。”

该系统原型使用一块上装二极管和分流电阻的光伏面板,该面板与膜电容去离子(MCDI)电池直流连接,当吸附过程中离子浓度达到最大值时,MCDI电池会产生短路或在电极上施加反向电压。

MCDI电池还使用流速作为控制参数。“流量变化将是调整MCDI电池阻抗的重要因素,并最终使MCDI电池阻抗达到最大值。”科学家们解释说,他们能通过一种称为最大盐吸附跟踪算法(MSAT)的新算法来控制流速,从而优化太阳能组件产生的电能。

科研人员在不同运行条件下对原型进行测试,发现在清朗夏日,光伏供电的MCDI电池能够生产28升淡化水,而传统MCDI装置只能生产24升。他们还发现MSAT跟踪效率为98.6%,与传统MPPT相当。

“传统MCDI电池需要成本更高的MPPT控制器才能实现高性能,”Ghamrawi解释说,并指出DC直连能带来经济效益,“200AH设备的每个CDI电池成本约为200美元。此外控制器成本约为10美元,MPPT微控制器成本超过20美元。” 发表在《Desalination》杂志上的论文《由光伏太阳能电池板供电的电容去离子电池的最大盐吸附跟踪》描述了该系统。Ghamrawi说:“目前我们已开始进行商业设计,开发电路板和系统组件。”

来源:www.pv-magazine.com

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