因為淡水的供應(yīng)有限，通過淡化海水成為向不斷增長的人口提供淡水的最佳方式 [1]。許多脫鹽廠已經(jīng)開始運作，但價格昂貴，能源密集 [2]。為了克服這一問題，對近年來在技術(shù)和系統(tǒng)設(shè)計方面的進(jìn)展進(jìn)行了綜述。太陽元素賦予我們生命和能量，今天我們尋求更新清潔的可再生能源。太陽能可以有效地利用太陽能為綠色和環(huán)境的可持續(xù)性提供熱量。太陽熱能轉(zhuǎn)換的熱效率可以達(dá)到 100%。太陽熱水脫鹽過程大致分為兩大類，即直接和間接系統(tǒng)。
2 間接系統(tǒng)
太陽能脫鹽廠的間接方法包括兩個子系統(tǒng)太陽能集熱器和脫鹽裝置。各種類型的太陽能收集器，如平板、真空管、熱管等，可以配合熱脫鹽過程，如膜蒸餾（MD）、多級蒸餾（MSD）、蒸汽壓縮（VC）、多效蒸發(fā)（MED）[3]。反滲透（RO）是最節(jié)能的大型脫鹽生產(chǎn)技術(shù)，產(chǎn)量最高可達(dá) 1.8kW?h/m3。多效和多級閃蒸可以通過與太陽能集中器的耦合來降低能源成本，這可以適用于大型社區(qū)級使用。
3 直接系統(tǒng)
在直接系統(tǒng)中，蒸發(fā)和凝結(jié)都發(fā)生在同一設(shè)備上，它更適合于家庭和小社區(qū)。各種系統(tǒng)，如單、雙坡、水錐、水金字塔、三角等，適合滿足淡水需求 200m3/d 的。從直接方法產(chǎn)生的水達(dá)到了質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
3.1 農(nóng)村低成本太陽能凈化器
采用反滲透（RO）和紫外線（UV）的混合技術(shù)進(jìn)行水凈化。該裝置由4 個真空管組成。裝置可以在手動的幫助下進(jìn)行組裝。不清潔的水經(jīng)過四層濾布的過濾，經(jīng)過 RO 膜和利用太陽的熱量使其 60℃加熱 15min 或 45℃加熱 3h。這使水里的所有大腸桿菌、病毒、細(xì)菌等都無法存活。
4 太陽能性能提升方法
提高太陽能性能的方法各種各樣，具體如下：①冷凝玻璃罩的角度應(yīng)該為 30°、45°，它由光滑的表面和低熱容量的玻璃來達(dá)到最佳；②用銅作為太陽能加熱器，因為其具有很好的導(dǎo)熱性；③采用納米粒子材料作為反射器材料；④利用真空技術(shù)降低水的蒸發(fā)溫度，利用多效太陽能的冷凝潛熱技術(shù)，提高太陽能的生產(chǎn)效率。
5 影響太陽能性能的因素
太陽能的性能仍然受到環(huán)境、設(shè)計和操作參數(shù)等三個參數(shù)的影響，這種性能直接與太陽輻射、環(huán)境溫度、相對濕度、風(fēng)速、云和塵埃有關(guān)，這是無法控制的。太陽能的效率直接受蒸發(fā)面積的影響，與折射角度成反比。在冬季期間，太陽能的角度應(yīng)該是最大的，夏季的時候應(yīng)該是最低的。
太陽能海水淡化的主要技術(shù)障礙：①熱化脫鹽廠必須聯(lián)合起來，以更高效、更經(jīng)濟(jì)的方式生產(chǎn)；②開發(fā)一種智能控制、組件開發(fā)和系統(tǒng)管理的能量和脫鹽輸出，以優(yōu)化海水淡化、冷卻和太陽能光電能量的系統(tǒng)耦合；③新的脫鹽膜（如石墨烯）的重新設(shè)計和發(fā)展應(yīng)該是必要的。它可以有效地過濾水中的鈉鹽，并顯著地產(chǎn)生比現(xiàn)有技術(shù)更高的。
6 結(jié)束語
高效利用太陽能熱能源的主要步驟之一是利用它們在熱海水淡化過程中產(chǎn)生清潔的水。文章介紹了太陽能增濕法、除濕法、膜蒸餾法、多級閃蒸法、汽壓法、太陽能池法、多效蒸餾法、太陽能蒸餾法等方法。通過反滲透膜分離，作為間接方法可用于大規(guī)模的脫鹽，但該系統(tǒng)的水生產(chǎn)成本很高。文章詳細(xì)討論了不同類型的太陽能板的直接方法，其所獲得的水含有可以達(dá)標(biāo)的少量礦物質(zhì)和鹽類。低成本的太陽能蒸餾器的性能可以通過與真空管、平板收集器、雙真空熱管和拋物線槽的集成來增強。太陽能收集器在加熱水和空氣到高溫時效率最高。在脫鹽系統(tǒng)中，用泵強制循環(huán)的水的產(chǎn)量高于熱虹吸循環(huán)。因此，建議采用混合能源來處理脫鹽系統(tǒng)在此之后，它將以最少 5 ～ 10 年的成本運營，這將比任何傳統(tǒng)的系統(tǒng)都要多。因此，我們可以得出結(jié)論，在修改現(xiàn)有的方法和發(fā)明新的有效的海水淡化方法方面，需要進(jìn)行更多的研究，以減少傳統(tǒng)能源在海水淡化中的使用。
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