太阳能薄膜电池给排水设计.doc

薄膜太阳能电池给排水设计王学波 张胜林 张东来 常增亮 张永民 杜永红（安彩高科水车间 2782）摘 要 本文主要对薄膜太阳能电池项目给排水设计方面进行了论述说明，简单介绍了薄膜太阳能电池的生产工艺，重点对纯水系统的制备和供应进行了详细说明，可为薄膜太阳能电池项目建设提供宝贵的设计经验。关键词 薄膜太阳能电池 纯水 EDI 双级反渗透 工艺冷却水 太阳能电池是利用光电转换原理使太阳的辐射光通过半导体物质转变为电能的一种器件，这种光电转换过程通常叫做“光生伏打效应”，因此太阳能电池又称为“光伏电池”。薄膜太阳能电池是最富前途的下一代太阳能电池技术，它节省了硅原料的使用和硅片制造工艺。与目前常见的硅片太阳能电池相比，硅薄膜太阳能电池用硅量仅为前者的1%左右，可使每瓦太阳能电池成本从2.5美元降至1.2美元。此外，这种高科技新产品可与建筑物屋顶、墙体材料如玻璃幕墙融为一体，既可并网发电又能节约建筑材料、美化环境。1 薄膜太阳能电池工艺流程磨边清洗1激光刻蚀1清洗2PECVD沉积激光刻蚀2磁控溅射激光刻蚀3清边清洗3IV测试退火炉铝线焊接EVA层压组框接线盒安装IV测试包装清洗4背板上料 薄膜太阳能电池工艺流程（化学沉积法）2 薄膜太阳能电池给水设计（以年产量60MW为例）2.1 给水需求名 称数量(m3/h)指 标备 注自来水生产用水10 同市政自来水纯 水20电阻率10 Mcm细菌10000cfu/100ml TOC 300g/L SiO2 50g/L 水温 15-25水压 0.25MPa循环冷却水300供水水温：222水压： 0.40.5 MpapH 值： 68电阻率： 420s/cm硬度： 75ppm(以CaCO3 计)2.2 纯水系统设计 纯水系统采取目前先进的双级反渗透 + EDI 纯水制水系统，工艺流程如下：原水原水箱原水泵加絮凝剂与助凝剂多介质过滤器活性炭过滤器软化器软化水箱RO增压水泵5u保安过滤器一级高压泵一级反渗透加碱装置二级高压泵二级反渗透二级RO水箱（中间水箱）中间水泵5u保安过滤器EDI电去离子系统紫外线杀菌器氮封纯水箱纯水泵0.2u微过滤器用水对象2.3纯水系统主要设备简述2.3.1原水箱：原水箱选用材质FRP，选用原水箱主要是起到缓冲与平衡作用。2.3.2多介质过滤器：目的是截留原水中的较大的悬浮物和固体颗粒，滤材通常选用石英砂与无烟煤。2.3.3活性炭过滤器：由全自动控制阀、优质玻璃罐和不同净水级活性碳组成，能有效的吸附水中有机污染物，去除水中的余氯、氯胺等，其反应式为： 活性炭Cl2 + H2O HOCl + HClCx + XHOCl COx + XH+ + XCl2.3.4软化器:软化器主要是利用树脂去除水中钙镁离子，其反应机理如下：Mg(HCO3)2 NaHCO3 Ca(Mg)SO4 + 2RNa R2Ca(Mg) + NaSO4 Ca(Mg)Cl2 2NaCl2.3.5反渗透反渗透是利用反渗透膜的选择吸附-毛细管流的除盐机理，当施加在膜盐水侧的压力大于渗透压力时，水的流向就会逆转，此时，盐水中的水将流入纯水侧，制造出纯水。2.3.6紫外线杀菌器紫外线降解TOC装置的核心设备，原理如下反应式：TOC + UV CO2 + H2O紫外线作用于水，会产生如下反应：H2O + UV H+ + OH-2.3.7 EDI电去离子螺旋卷式EDI利用电场作用将离子连续地从进水迁移到浓水一侧并被除去，同时电流促使水分子分解成系统在氢离子（H+）和氢氧根离子（OH-）持续地再生填充于淡水室的离子交换树脂。其结构如图所示：2.4 循环水系统设计本系统采用闭式系统,系统基本流程如下：水箱 循环水泵 板式换热器 精密过滤器 工艺设备用水点3 薄膜太阳能电池排水设计（以年产量60MW为例）3.1 生活污水：污水量按给水量的90计，污水由室外污水管道收集后排至市政污水管网。3.2 生产废水：3.2.1 一般生产废水：废水量：0.27 m3/h，此部分废水为清洁生产排水，经室外污水管道排至市政污水管网。3.2.2 含HF 废水：水量为0.5m3/d，生产排水经收集后送至废水处理站采用化学沉淀法处理，投加CaCl2，处理后水中F 离子小于10mg/L，达到污水综合排放标准后排入市政污水管网。3.3 纯水回收水：工艺设备清洗用纯水经回收处理后作为纯水生产用水，可回收率为85%左右。4 设备投资设备投资主要包括纯水部分和循环水部分，具体如下表所示：薄膜太阳能电池水系统投资（60MW产量）序号设备名称投资概算（万元）一、纯水系统20吨/小时（158万元）1原水预处理系统162双级反渗透处理系统553电去离子除盐系统434纯水制备及输送系统145自动控制及监控仪表166安装调试及税收14二、PCW循环水系统300吨/小时（340万元）1工艺循环水系统252温控系统153麦克维尔冷水机组2004冷却塔455单级立式离心泵156制冷系统分集水器及补水设备107安装调试及税收30三污水系统50吨/小时（15万元）1污水水泵及水池15合计513万元5 结论 上述纯水工艺、循环水工艺及投资是参考多个企业的建设投产情况得出的，数据