太阳能充电水电池及其应用方法

本申请涉及新能源，特别是涉及一种太阳能充电水电池及其应用方法。

背景技术：

1、太阳能是一种新兴的可再生能源，它具有环保无害、能量巨大、无需开采运输等优点。其中，利用太阳能进行海水淡化获取淡水，在解决传统海水淡化技术高能耗、高污染、高成本等问题上具有极大的应用价值。

2、传统技术中，海水淡化主要采用反渗透、热法蒸馏等方法。然而，这些方法往往需要大量的电能或热能，且设备结构复杂、运行成本高，不利于推广使用。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高海水转换率，且实现淡水能量高效存储和利用的太阳能充电水电池及其应用方法。

2、第一方面，本申请提供了一种太阳能充电水电池，包括：包括：海水蒸发腔、净水收集腔和水电池的蒸发腔，所述净水收集腔位于所述海水蒸发腔的上方位置，且所述海水蒸发腔与所述净水收集腔通过一个倾斜的通道连通；所述水电池的蒸发腔与所述海水蒸发腔隔离，且所述水电池的蒸发腔位于所述净水收集腔的下方位置；其中：

3、所述海水蒸发腔中设置有蒸发器，所述蒸发器在太阳光的作用下，将所述海水蒸发腔内的海水转换为水蒸气；所述水蒸气沿着所述倾斜的通道上升，并与所述净水收集腔顶部的散热器接触后，形成冷凝水；所述冷凝水被收集到所述净水收集腔中；

4、当所述净水收集腔中冷凝水的液位和/或水压达到预设值时，位于所述净水收集腔底部的阀门开启，冷凝水在重力作用下落入所述水电池的蒸发腔中，并带动位于所述水电池的蒸发腔的发电装置转动，以使得所述发电装置输出电能

5、在其中一个实施例中，所述倾斜的通道包括四个侧壁，其中，位于下层的侧壁用于隔离所述海水蒸发腔与所述水电池的蒸发腔；位于上层的侧壁包括：太阳能泵和透光膜两个区域；所述透光膜位于所述蒸发器的上方，用于透入太阳光；所述太阳能泵的一端面与所述透光膜连接，所述太阳能泵的另一端面与所述散热器连接。

6、在其中一个实施例中，所述位于下层的侧壁采用隔热材料制成，所述隔热材料包括：气凝胶、聚氨酯泡沫、聚苯乙烯泡沫中的任一种。

7、在其中一个实施例中，所述位于下层的侧壁包括：双层亚克力结构，且所述双层亚克力结构之间引入真空隔热层。

8、在其中一个实施例中，所述太阳能泵采用黑色吸光材料制成，用于将光能转换为热能并传递至所述倾斜的通道的内部空间。

9、在其中一个实施例中，所述透光膜的内侧面经过亲水涂层处理，用于呈现超亲水性。

10、在其中一个实施例中，所述散热器的表面经过疏水处理，用于呈现疏水性。

11、在其中一个实施例中，所述发电装置包括以下任一种：

12、微型水力发电机；

13、微型水轮；

14、涡轮。

15、在其中一个实施例中，还包括：蒸汽轮机，所述蒸汽轮机设置在所述倾斜的通道内，用于将高温蒸汽的动能转换为电能。

16、第二方面，本申请还提供了一种太阳能充电水电池的应用方法，应用如第一方面中任意一项所述的太阳能充电水电池，执行以下至少一个步骤：

17、将海水蒸发腔中的海水转换为水蒸气，并通过净水收集腔收集所述水蒸气形成的冷凝水；

18、将所述净水收集腔中收集的冷凝水所具备的势能，通过发电装置转换为电能后输出。

19、上述太阳能充电水电池及其应用方法，通过将海水蒸发腔、净水收集腔和水电池的蒸发腔三个腔室分离设计，避免了冷凝与透光在同一表面上同时进行，从而确保了运行过程中透光率不受蒸汽凝结影响，有效降低了散热器温度，进一步提升了蒸汽冷凝效率。其中，海水蒸发腔、净水收集腔之间形成了明显的温差，使得在密闭装置内能够自发产生冷热自然对流，加速了蒸汽向冷凝腔的输送，保证了蒸发腔内始终维持较低湿度，从而显著提高了蒸发速率，甚至超过了开放环境下的蒸发效率。本申请实施例还通过将光驱动蒸发技术和水力发电技术结合，得到了太阳能充电水电池，其整体结构简单、维护成本低、转换效率极高且电力输出稳定，不仅可以高效地收集淡水资源，还可以在电力短缺或需求高峰时迅速放水发电，实现能量的高效储存与利用。

1.一种太阳能充电水电池，其特征在于，包括：海水蒸发腔、净水收集腔和水电池的蒸发腔，所述净水收集腔位于所述海水蒸发腔的上方位置，且所述海水蒸发腔与所述净水收集腔通过一个倾斜的通道连通；所述水电池的蒸发腔与所述海水蒸发腔隔离，且所述水电池的蒸发腔位于所述净水收集腔的下方位置；其中：

2.根据权利要求1所述的太阳能充电水电池，其特征在于，所述倾斜的通道包括四个侧壁，其中，位于下层的侧壁用于隔离所述海水蒸发腔与所述水电池的蒸发腔；位于上层的侧壁包括：太阳能泵和透光膜两个区域；所述透光膜位于所述蒸发器的上方，用于透入太阳光；所述太阳能泵的一端面与所述透光膜连接，所述太阳能泵的另一端面与所述散热器连接。

3.根据权利要求2所述的太阳能充电水电池，其特征在于，所述位于下层的侧壁采用隔热材料制成，所述隔热材料包括：气凝胶、聚氨酯泡沫、聚苯乙烯泡沫中的任一种。

4.根据权利要求2所述的太阳能充电水电池，其特征在于，所述位于下层的侧壁包括：双层亚克力结构，且所述双层亚克力结构之间引入真空隔热层。

5.根据权利要求2所述的太阳能充电水电池，其特征在于，所述太阳能泵采用黑色吸光材料制成，用于将光能转换为热能并传递至所述倾斜的通道的内部空间。

6.根据权利要求2所述的太阳能充电水电池，其特征在于，所述透光膜的内侧面经过亲水涂层处理，用于呈现超亲水性。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的太阳能充电水电池，其特征在于，所述散热器的表面经过疏水处理，用于呈现疏水性。

8.根据权利要求1至6任意一项所述的太阳能充电水电池，其特征在于，所述发电装置包括以下任一种：

9.根据权利要求1至6任意一项所述的太阳能充电水电池，其特征在于，还包括：蒸汽轮机，所述蒸汽轮机设置在所述倾斜的通道内，用于将高温蒸汽的动能转换为电能。

10.一种太阳能充电水电池的应用方法，其特征在于，应用如权利要求1至9任意一项所述的太阳能充电水电池，执行以下至少一个步骤：