一套裝進集裝箱的智能微電網(wǎng)海水淡化成套系統(tǒng)就能孤網(wǎng)運行,，不依賴于電網(wǎng),，直接利用風能,、太陽能等清潔能源發(fā)電生產(chǎn)出高品質(zhì)生活和飲用水,。

海南三沙市設(shè)市五周年之際,，《新聞聯(lián)播》報道了三沙5年來的大變化,?！埃ìF(xiàn)在）用水也沒問題了,，以前都是有點水吃,，洗澡都很難的,?！比呈汹w述島居民李珠玉接受采訪時說。

李珠玉喝到的水,，是海水淡化出來的,。“過去狠燒柴油淡化海水,，水量也不太夠,，現(xiàn)在利用風能、光能,，就能根據(jù)島上需求產(chǎn)水,，每天大約100噸左右，”江蘇豐海新能源工程技術(shù)公司技術(shù)研發(fā)部經(jīng)理王福家為能讓當?shù)厝擞盟渥愣牢?，三沙趙述島的海水淡化裝置,，正是他們生產(chǎn)的集裝箱式“海淡”裝置，直接利用風能,、太陽能就能產(chǎn)出生活用水,。

直飲海水，是向海洋要水的“人類解渴工程”的終極目標,。2016年底,，國家發(fā)改委印發(fā)《全國海水利用“十三五”規(guī)劃》，指出“十三五”末,，全國海水淡化總規(guī)模達到每日220萬噸以上,。既要淡化海水，還要解決孤島的耗能問題,、摘下耗能的“大高帽”,，怎么辦？技術(shù)創(chuàng)新的回答是,，“魚與熊掌”可以兼得,。

吃能大戶 用上自己穩(wěn)定的“糧倉”

高能耗一直是海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“痛點”。資料顯示,，傳統(tǒng)的淡化海水采用常規(guī)能源,，每淡化1萬噸海水需耗電4.66萬度，折合標準煤18.8噸,，排放二氧化碳46.4噸,，是高能耗產(chǎn)業(yè)。

這個“吃能大戶”最好有自己的能源“糧倉”,，王福家說,，“它需要一個獨立的供能系統(tǒng)，這個糧倉還不能小了,?！?/p>

為了讓海水淡化脫離大電網(wǎng),，吃上新能源的“獨食”，“我們試圖建立一個大容量的孤島微電網(wǎng),，為海水淡化裝置提供能源?！蓖醺＜艺f,，微電網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展多年，風能的不穩(wěn)定使得微電網(wǎng)一般采用“多臺千瓦級小容量發(fā)電機組+大容量儲能系統(tǒng)”的微電網(wǎng)模式,。大容量的兆瓦級風機因沖擊過大,、難于控制，容易造成‘烈馬拉小車’的翻車風險而少有在微電網(wǎng)中應(yīng)用,。

怎么既接入兆瓦級大風機又讓微電網(wǎng)穩(wěn)定運行,？新的技術(shù)路線往往是“左右為難”時從中間趟出的一條路。

“為了達到既經(jīng)濟又運行穩(wěn)定的目標,，我們和別人反著來,，”王福家說，“用一臺兆瓦級大容量發(fā)電機組+小容量儲能系統(tǒng)+控制技術(shù),。這樣做是基于微電網(wǎng)環(huán)境中電能輸入與負荷用電是個整體,，別人調(diào)節(jié)前者，我們調(diào)節(jié)后者,?！?014年5月，豐海新能源公司在江蘇鹽城沿海建成國內(nèi)首個萬噸級非并網(wǎng)風電淡化海水示范工程,，采用先進的能源管理系統(tǒng),、多臺儲能變流器并聯(lián)控制技術(shù)，平緩地調(diào)節(jié)負載的增加與減少,，保證了微電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行,，解決了海水淡化的新能源利用問題。

“我們的示范項目現(xiàn)在每天向大海要水1萬噸,，其中船用水1000噸,、城市用水8200噸、高端純凈水800噸,?！蓖醺＜艺f。

模塊集裝箱 自帶“行李”即插即用

2016年的最后一天,，王福家是在三沙市一處島礁上度過的,，他帶隊登島，檢查剛剛架起的新能源海水淡化設(shè)備,，直到它成功涌出淡水,。

“缺水缺電,，最典型的地方是海島?！蓖醺＜一貞?，島上的居民一直靠大船“接水”，每次接五六噸,，島上150人吃飯,、飲水都緊著用，洗澡要等天下雨,?！昂髞硭麄儫裼偷Ｋ墒遣裼鸵驳眠\,，受能源限制,，水出得少，也不能敞開用,?！?/p>

怎樣把萬噸非并網(wǎng)海水淡化工程的設(shè)計、運行經(jīng)驗“搬上”海島,？“大型工程的建設(shè)不適用于海島,，好在我們的微電網(wǎng)是完整而獨立的，我們要把它建成能即插即的‘微縮版’,?！蓖醺＜艺f。

“微縮版”一定要方便運輸,，有了這個目標,，豐海公司把目光落在了貨運最方便的標準集裝箱上，一套裝進集裝箱的智能微電網(wǎng)海水淡化成套系統(tǒng)就能孤網(wǎng)運行,，不依賴于電網(wǎng),，直接利用風能、太陽能等清潔能源發(fā)電生產(chǎn)出高品質(zhì)生活和飲用水,。

“箱子式”的構(gòu)架確定了,，接下來要完成系統(tǒng)的“行李打包”?！鞍鸭b箱設(shè)備做得緊湊,，能共用的管道，我們絕不會單獨鋪設(shè)一個,，能共用的閥門,，絕不會再增加一個，”王福家的兩個“絕不”道出了“集裝箱系統(tǒng)”的復(fù)雜性,?！皩崿F(xiàn)同樣的功能,，壓縮了近一倍的體積?！?/p>

“你可以像接通電腦主機一樣,，為它接上電纜、管道,，就能喝上淡化后的海水,。”王福家說,，集裝箱式設(shè)備針對不同地區(qū)的海水特點采用不同的淡化工藝，海水在飲用前要經(jīng)過預(yù)處理,、一級,、二級、三級反滲透等處理,?！霸诤Ｋ^純凈的地區(qū)，一級反滲透出水即可達到生活飲用水水質(zhì),，如果再增加二級和三級反滲透,，將進一步去除一些離子，達到飲用純凈水的水質(zhì),?！?/p>

除了“可整體運輸，快速組裝,，無需現(xiàn)場調(diào)試”等優(yōu)點,，集裝箱式智能微網(wǎng)海水淡化系統(tǒng)還必須防腐蝕、防臺風,、防高溫,。“這套智能化設(shè)備能自動運行,，即能蓄電,，也能供水，”王福家說,，“有了這套設(shè)備,，任何一個孤島地區(qū)都可以讓人類生存下去?！?/p>

據(jù)介紹,，100噸級該套系統(tǒng)已與印尼簽約，馬爾代夫也已采購了5套設(shè)備,。

海水淡化 可用“海陸空天”4D能源網(wǎng)

“荒島上的能源可多著呢,，”在王福家看來,，鳥不拉屎、沒水沒電的荒島是個當之無愧的能源“富礦”,，“潮流能,、潮汐能、風能,、太陽能都比內(nèi)陸豐富,，”這里環(huán)繞著“海陸空天”的4D能源網(wǎng)，關(guān)鍵是要有能力做個能源“好采手”,。

“海水淡化設(shè)備都是需要晝夜穩(wěn)定運行的,，但自然界的風能和光能都極不穩(wěn)定，怎么把這種不穩(wěn)定變成穩(wěn)定,，確保設(shè)備能24小時運行,？”最初，他們用柴油機作為備用電源,，為了甩掉柴油機,，研究人員開始把新能源家族全拉進來逐一嘗試。

白天時用太陽能把鹽熔化,，達到幾百攝氏度,，用熔鹽燒水，水蒸氣推動汽輪機帶動發(fā)電機發(fā)電,?！斑@就是光熱海淡項目，它不像光伏那樣占地兒,，同時還可以利用熔鹽儲熱在夜間發(fā)電,。”王福家說,，系統(tǒng)中的鹽和水蒸汽都能循環(huán)使用,。

“新能源家族中還有潮流能，看似平靜的海平面以下波濤洶涌,、洋流涌動,，我們把與垂直軸風機葉片相似的潮流能發(fā)電系統(tǒng)放在海里，讓潮流能發(fā)電,。波浪能也可以發(fā)電,，針對它往復(fù)式的運動特點，我們也在研究如何利用它,?！蓖醺＜业母拍罾铮@些自然界的能源都能夠被利用，關(guān)鍵是他們掌握了讓“能源穩(wěn)定輸出”的“采能術(shù)”,。

由于“顛簸”的輸出,，這些清潔能源一直游離在人類掌控之外，而今得益于儲能技術(shù),、微電網(wǎng)控制技術(shù)的誕生和發(fā)展,，它們有潛力協(xié)力構(gòu)成野外環(huán)境下，人類取之不盡的4D能源網(wǎng),。

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集裝箱淡化海水 摘掉高能耗“帽子”

集裝箱式微網(wǎng)海水淡化系統(tǒng)是小型風,、電、水一體化的設(shè)備,。由可再生能源輸入系統(tǒng),、儲能系統(tǒng)、微電網(wǎng)控制系統(tǒng),、海水淡化系統(tǒng)等部分組成,，系統(tǒng)可孤網(wǎng)運行，不依賴于電網(wǎng),，直接利用風能、太陽能等清潔能源發(fā)電生產(chǎn)出高品質(zhì)的生活和飲用水,，并供應(yīng)穩(wěn)定的電源,。

集裝箱不僅能供應(yīng)淡水，還可以發(fā)電,，解決了孤島生活的重大難題,。為了讓它能方便地運到孤島、并扎根在那里,，研發(fā)生產(chǎn)方江蘇豐海新能源工程技術(shù)公司在萬噸非并網(wǎng)海水淡化工程的設(shè)計,、運行經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，賦予了它便攜集裝箱的特性,，具有可整體運輸,，快速組裝，無需現(xiàn)場調(diào)試等優(yōu)點,，適合為淡水資源匱乏和網(wǎng)電未覆蓋的內(nèi)陸,、沿海地區(qū)和遠海孤島地區(qū)提供生活用水和電力供應(yīng)。目前有日產(chǎn)50噸,、100噸,、500噸和1000噸等不同級別的集裝箱式海淡系統(tǒng)。

它的可再生能源輸入系統(tǒng)不局限于單一能源,，可接入風力發(fā)電機組,、光伏發(fā)電系統(tǒng)、光熱發(fā)電系統(tǒng)等，根據(jù)需求進行選擇,。

為了值守海防,，它必須防腐蝕、防臺風,、防高溫,；為了服務(wù)少人地區(qū)，它要高智能,、免調(diào)試,、免維護、具有無人值守功能,；為了跨過高山汪洋,，它緊湊前行，具有便于運輸,、安裝,，可以應(yīng)用到任何缺水少電的沿海地區(qū)。

集裝箱式微網(wǎng)海水淡化系統(tǒng)中的海水淡化工藝采用一級,、二級反滲透對海水進行脫鹽,，達到生活飲用水水質(zhì)；在此基礎(chǔ)上,，采用三級反滲透進一步去除水中的離子,，獲得瓶裝飲用純凈水。濃鹽水,、濾池反沖洗水,、過濾器反沖水收集后，一起集中排放至附近海域,；對預(yù)沉池及澄清池排泥水進行污泥脫水處理,；對化學清洗廢水經(jīng)中和進行無害化處理，達標后排入市政污水管道,。