《常规和非常规能源的运作,以驱动埃及西奈半岛的反渗透海水淡化厂》

  • 来源专题:可再生能源
  • 编译者: pengh
  • 发布时间:2019-07-03
  • 海水淡化过程是克服埃及偏远地区缺乏饮用水的基本要求。混合能源系统推动海水淡化技术,为没有电网的岛屿和沿海地区提供饮用水。本文分析了离网型混合动力系统动力反渗透装置的技术配置,选型和经济优化。混合动力系统包括风力涡轮机,光伏板,转换器,蓄电池和柴油发电机。本研究的目的是满足反渗透(RO)工厂的电能需求,其淡水容量为100立方米/天,供在埃及北西奈的Nakhl使用。该模拟研究了11种不同的能源配置,以在所提出的位置选择最佳情况。荷马包用于选择具有成本效益,可持续和社会接受的系统。该模拟基于计算净现有成本(NPC),过剩系统电力,能源成本(COE)和二氧化碳排放(CO2)。通过研究,最佳配置包括160千瓦光伏(PV)面板,19串铅酸蓄电池和50千瓦柴油发电机系统。最佳情况实现了最低的能源成本(0.107美元/千瓦时)和净现值(502,662美元)。

    ——文章发布于2019年6月3日

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    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2019-06-05
    • 12月13日,美国能源部(DOE)宣布拨款1亿美元建立一个能源-海水淡化中心 ,旨在研发低能耗低成本海水淡化处理技术,实现对来源丰富的非常规水资源(如海水、微咸水、工业卤水)的高效经济淡化处理,以应对水资源缺乏挑战,满足美国对安全、经济水资源的可持续需求。能源和水是相互关联的系统。一方面,提取、处理和输送水资源需要能量。另一方面,水用于能源生产和发电的多个阶段,从为生物燃料作物灌溉到为热电发电厂提供冷却水。在全球范围内,淡水和能源短缺是一个重大的人文和经济挑战,并影响到社会所有部门。因此需要开发相关技术实现高效经济海水淡化。能源-海水淡化中心着重关注四大技术主题,包括:材料研发、新工艺研发、建模和仿真工具、综合数据和分析。具体参见表1。 表1 能源-海水淡化中心四大技术主题具体内容 技术主题 项目描述 材料研发 •高性能海水淡化反渗透膜、抗污染的改良膜,用于管道、储罐和泵的无腐蚀、能够承受更高压力并提供更低摩擦系数的新材料 •开发下一代低成本的热交换器材料,以及能够减少热交换器表面化学结垢的新材料 •立体卷对卷加工、智能制造、电镀技术、3D制造等技术来开发更轻、更坚固、更持久材料,减少腐蚀和结垢的产生 新工艺研发 •从分子水平了解非传统水源的结构和组分的复杂性,为通过物理、化学或生物过程处理非传统水源提供理论依据 •净水系统中使用的传感器和控制器所需的先进技术,实现对净化处理过程的污染物水平和类型、温度、压力和其他操作参数进行实时监测收集 模拟和仿真工具 •开发用于模拟淡化处理过程的多尺度模型来预测处理技术的性能并提出优化技术方法 •开发多尺度水淡化处理系统模型,获得相关海水淡化处理系统的模拟实验参数,用以理解和描述复杂处理系统的特性和行为,为下一步的系统优化提供指导 综合数据和分析 •开发必要的实验数据信息收集、研究和分析工具 •通过数据分析跟踪技术性能指标( 能效、水淡化效率、成本等),并识别分析新材料、新技术存在的性能差距,指导下一步的研发
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    • 来源专题:可再生能源
    • 编译者:pengh
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    • 光伏发电反渗透系统是独立的水净化系统,有潜力为偏远的离网社区提供安全的饮用水供应。为了适应可再生能源的变化,这些系统经常间歇性地运行,并延长停机时间。本工作提出了一种新型的光伏反渗透装置设计工具,该工具考虑了间歇运行时的膜污染问题,以保证系统的可靠性和耐用性。该工具使用遗传算法与由物理系统模型和成本模型组成的仿真模型耦合来评估系统成本。物理模型决定了局部能量的产生。水系统模型采用经实验验证的膜污染模型来确定产水量。几个案例研究(可变位置,产水,和可靠性)被用来证明该方法。结果表明,引入污垢模型是设计可靠、成本最优系统的关键。该方法表明,对于较小的日需水量,系统配置不随位置变化,说明可以批量生产。该设计框架将有助于配置低成本的光伏反渗透系统,这些系统在整个系统寿命中都是可靠的。 ——文章发布于2019年5月