地平面(0000)：本地即观察位置的地平面。
子午线(0010)：本地即观察位置的子午线。
太阳光(0020)：太阳发出的光线。
太阳能(0030)：太阳光(0020)的光能。
阳光方位角(0040)：太阳光(0020)在地平面(0000)的投影与子午线(0010)正北方向的夹角。
阳光高度角(0050)：太阳光(0020)与地平面(0000)的夹角。
太阳能转换(1000)：将太阳能(0030)转换成电能和/或热能。
入射平面(1100)：太阳能转换(1000)装置的入射平面。
入射法线(1200)：入射平面(1100)的法线。
入射方位角(1210)：入射法线(1200)在地平面(0000)的投影与子午线(0010)正北方向的夹角。
入射高度角(1220)：入射法线(1200)与地平面(0000)的夹角。
阳光追踪(1300)：控制入射方位角(1210)和入射高度角(1220)，使其分别趋向与阳光方位角(0040)和阳光高度角(0050)相等。
聚光光伏转换(1400)：以汇聚的阳光照射光伏电池(1410)发电，对光伏电池(1410)模块进行冷却产生的热水可作为海水淡化(2100)的热源。
斯特林机发电(1500)：以汇聚的阳光产生加热斯特林机的热端驱动发电机发电，对斯特林机的冷端进行冷却产生的热水可作为海水淡化(2100)的热源。
聚光光热发电(1600)：以汇聚的阳光产生高温蒸汽驱动汽轮发电机发电，汽轮机排出的已做功蒸汽可作为海水淡化(2100)的热源。
海水(2000)：海洋中的咸水，含有多种无机盐，不能饮用。
淡水(2010)：不含盐或仅含少量盐的水，可以饮用。
浓盐水(2020)：海水(2000)被提取淡水(2010)后剩余的高含盐水。
海水淡化(2100)：从海水(2000)中提取淡水(2010)。
浮动承载平台(3000)：自航或非自航的船舶，其上承载太阳能转换(1000)装置、海水淡化(2000)装置等。
小水线面双体船(3100)：smallwaterplaneareatwinhull(swath)，是一种双体船，双体船具有稳定性好和甲板面积大的特点，小水线面双体船的船体经过优化，其两个船体的浮体半潜于水中，浮体由较小横截面积的跨越海平面部分与水面上的甲板部分连接，船体跨越波浪能量所在位置的海平面部分的体积被最小化，因此其在海浪中和/或高速行驶时具有更好的稳定性。
单点系泊(3200)：singlepointmooring(mpm)或singlebouymooring(sbm)，是一种船舶泊位，单个浮筒或钢塔被固定在海床上，船舶系泊在其上且可以绕其做360度自由旋转，船舶总是处于所受风、浪、流的组合作用力最小的方向，泊位上有可以旋转的管道接口，一端经软管与固定在水下的管道相联，另一端与系泊船舶的管道相联，管道可供传输信息、电能、液态物、气态物、粒状固态物等。
本发明一般涉及基于太阳能(0030)的海水淡化(2100)的方法及装置，诸如热法(4000)如多级闪蒸(4010)、低温多效(4020)、再压蒸馏(4030)等方法及装置、膜法(4100)如逆渗透法(4110)、电渗析法(4120)等方法及装置等，包括浮动的海水淡化装置、固定的海水淡化装置等。具体地说，本发明涉及一种基于太阳能(0030)的海水淡化(2100)方法及装置，基于该方法及装置，使用太阳能(0030)及少量的附加能源(4200)，即可获得淡水。
背景技术：
地球表面上约71％被海洋覆盖，海水是含有约3.5％多种无机盐的咸水，海水的数量虽然巨大，但不是人类可以直接利用水资源，人类直接使用的水资源是不含盐的淡水，而淡水只占地球水资源的一小部分，可供人类直接利用的地表水和浅层地下水又只占地球淡水资源的一小部分，在太阳能的作用下，地球淡水资源在海洋和陆地之间循环，海水被蒸发后被大气的移动带往陆地以各种降水的形式降落下来，渗透进地下和流入江河湖泊，其中部分被人类利用，部分经江河流回大海，淡水的循环不是均匀的分布，因此陆地上总是有水旱灾害，人类人口及其它活动的增加，使许多地方的淡水资源越来越入不敷出，人类对获取淡水资源的需求也在不断增加，人工海水淡化是用技术手段满足人类对淡水需求的方法之一。
到目前为止，热能和/或电能是人工海水淡化使用的主要能量形式，不论以什么方法淡化海水，均需要消耗可观的能量，因此海水淡化的成本较高，一般只在较富裕的地区和/或有低成本热能可供利用的地区才有可能实施，低成本热能一般来自核电或火电等热电站，降低能耗和/或使用可再生能源是海水淡化技术永恒的追求。
本发明提供一种太阳能(0030)和海水淡化(2100)一体化的方法及装置，使海水淡化(2100)的成本降低，从而使海水淡化(2100)在没有政府补贴的情况下也可以是一个有利可图的行业。
附图说明
以下首先对本发明说明书的附图进行简单的介绍，然后再结合这些附图对本发明的各个实施范例进行介绍，说明本发明的原理和特征。
图1为按照本发明的方法实现的优选实例浮动承载平台(3000)之小水线面双体船(3100)的示意图。
图2为按照本发明的方法实现的优选实例单点系泊(3200)装置的示意图。
图3为按照本发明的方法实现的优选实例浮动供电和/或供热和/或供水(5000)方法及装置的示意图。
图4为按照本发明的方法实现的优选实例局域供电和/或供热和/或供水(5100)方法及装置的示意图。
图5为按照本发明的方法实现的优选实例广域供电和/或供热和/或供水(5200)方法及装置的示意图。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行说明。
本发明方法及装置的基本部分是太阳能转换(1000)方法及装置、海水淡化(2100)方法及装置、浮动承载平台(3000)方法及装置、单点系泊(3200)方法及装置等。
优选的太阳能转换(1000)方法及装置是同时产生电能和热水的聚光光伏转换(1400)方法及装置，它使本发明的方法及装置几乎不消耗其它能源即可自行工作，斯特林机发电(1500)和聚光光热发电(1600)也是优选的方法及装置，也可选择其它类似的产生电能和/或热能的方法及装置。
优选的浮动承载平台(3000)方法及装置是小水线面双体船(3100)，小水线面双体船(3100)的甲板面积大和稳定性好是本发明方法及装置所需要的性能。
单点系泊(3200)方法及装置，是本发明的装置可以与陆地或其它装置之间交换信息、电能、液态物、气态物、粒状固态物等。
选择浮动承载平台(3000)作为本发明的方法及装置的承载平台，不仅可以不占用土地，没有土建工作量，全部装置的建造过程均在船厂完成，批量生产流水作业，可最大限度的降低成本。
一、浮动太阳能供电和/或供热和/或供水(5000)方法及装置
本发明的浮动太阳能供电和/或供热和/或供水(5000)方法及装置如下：
1.可操作的基本方法及装置，包括：
a)太阳能转换(1000)方法及装置，数量是一个或多个，产生电能，可选择的产生热能；
b)一个浮动承载平台(3000)，自航或非自航，其甲板承载全部太阳能转换(1000)装置；
c)一个单点系泊(3200)方法及装置，系泊其上的浮动承载平台(3000)可经由其上的装置与陆地和/或海上固定平台和/或海上浮动平台交换信息、电能、热能、淡水、浓盐水等；
2.可选择和可操作的置于浮动承载平台(3000)上的方法及装置，包括：
a)本地电能储存方法及装置，储存太阳能转换(1000)装置产生的电能；
b)本地热能储存方法及装置，储存太阳能转换(1000)装置产生的热能；
c)海水淡化(2100)方法及装置，使用太阳能转换(1000)产生和/或经单点系泊(3200)传送的电能和/或热能，从海水(2000)中提取淡水(2010)；
d)淡水(2010)的后处理、灭菌等方法及装置，产出符合标准的饮用水和/或可直接饮用水；
3.可操作的阳光跟踪方法及装置，包括：
a)可选择的控制浮动承载平台(3000)绕单点系泊(3200)旋转的方法及装置，使入射方位角(1210)大范围的跟踪阳光方位角(0040)；
b)控制太阳能转换(1000)装置的入射方位角(1210)和入射高度角(1220)的方法及装置，使其不受浮动承载平台(3000)姿态变化的影响，分别跟踪阳光方位角(0040)和阳光高度角(0050)；
4.可操作的并网和调配方法及装置，包括：
a)浮动电网和/或公用电网的并网方法及装置，与公用电网交换电能即馈送送和/或获取电能，与本地电能储存装置交换电能即补充电能和/或释放电能，向电负载提供电能；
b)浮动热网的并网方法及装置，用太阳能转换(1000)产生或经由单点系泊装置获取的热能，供洗、浴、采暖、淡化海水等；
c)浮动水网的并网方法及装置，直接管道输出浓盐水、直接管道输出淡水、经后处理和灭菌后管道和/或瓶装输出饮用水和可直接饮用水等。
d)电能调配方法及装置，在供电、储电、供热、供水等装置中，调度和分配电能；
e)热能调配方法及装置，在供热、海水淡化等装置中，调度和分配热能。
优选的太阳能转换(1000)方法及装置，可以是聚光光伏转换(1400)或斯特林机发电(1500)或聚光光热发电(1600)或其它类似的方法及装置，它们在产生电能的同时可以产生热水或蒸汽等热能，热能可供洗、浴、采暖、海水淡化等，不需要热能时，则可选择不产生热能的太阳能转换(1000)方法及装置以降低成本。启动和停止太阳能转换(1000)装置时，优选的方法是使用公用电网的电能，也可使用储存的电能或启动发电机产生的电能。
太阳能转换(1000)产生的电能，需要将其馈入公用电网和/或将其储存在蓄电池中，消耗电能时，从公用电网和/或蓄电池获取电能，智能化的逆变器是馈送和获取电能的主要装置。浮动承载平台(3000)须备有足够的排水量及甲板下和水下浮体中的空间，以满足承载逆变器和蓄电池的需要。
-优选的浮动承载平台(3000)是自航或非自航的小水线面双体船(3100)，其宽阔的甲板承载太阳能转换(1000)装置，甲板之下和水下浮体中的空间可承载斯特林机发电(1500)或聚光光热发电(1600)的汽轮发电机、储存电能和热能的装置等，使浮动承载平台(3000)绕单点系泊(3200)旋转的一种优选方法及装置是侧向推进装置。
图1为按照本发明的方法实现的优选实例浮动承载平台(3000)之小水线面双体船(3100)的示意图。
单点系泊(3200)方法及装置，不仅使浮动承载平台(3000)可在风、浪、海流中处于受力最小的位置，也使浮动承载平台(3000)可由侧向驱动装置驱动绕其转动跟踪阳光方位角(0040)的变化，从而降低了太阳能转换(1000)装置跟踪阳光的成本，只需大范围跟踪阳光高度角(0050)的变化和微调跟踪阳光方位角(0040)的变化。
单点系泊(3200)使浮动太阳能供电和/或供热和/或供水(5000)装置可与陆地或水上固定平台或水上浮动平台交换信息、电能、热能、淡水、浓盐水、等等，即使其可以与通信网络、供电网络、供热网络、供水网络相联，从而可以衍生出更多的功能应用，如远距离遥控值守、电网储能、集中海水淡化、等等。
图2为按照本发明的方法实现的优选实例单点系泊(3200)装置的示意图。
优选的海水淡化(2100)方法及装置是再压蒸馏(4030)，其主要消耗电能对二次蒸汽进行压缩升温作为热源，仅需提供初始蒸汽和少量补充蒸汽，即可使海水淡化(2100)的蒸馏过程持续不断，太阳能转换(1000)产生的电能和/或热能均得到了充分的利用，采用电网储能或本地储能装置储存电能，如有热能则储存热能，无热能则由电能产生初始蒸汽和补充蒸汽，也可使用经单点系泊(3200)传送来的电能和/或热能，使海水淡化(2100)昼夜工作从而减少海水淡化(2100)设备投资，也可以采用其它热法或膜法装置淡化海水。
海水淡化(2100)装置产生的浓盐水、淡水可经由单点系泊(3200)装置输出，浓盐水可作为盐化工原料。
在某些情况下，需要浮动太阳能供电和/或供热和/或供水(5000)装置输出饮用水和/或可直接饮用水，则需对海水淡化(2100)装置输出的淡水进行后处理和灭菌，加压管道输出或灌装入瓶输出，浮动太阳能供电和/或供热和/或供水(5000)装置也是一个自来水厂和/或瓶装饮用水厂，浮动承载平台(3000)的富裕排水量及甲板下和水下浮体中的富裕空间，可以轻而易举的满足安装相应设备的需求。
将浮动太阳能供电和/或供热和/或供水(5000)装置上的供电网络、供热网络、供水网络等分别命名为浮动电网、浮动热网、浮动水网等。
优选的从电网获取电能和/或向电网馈送电能方法及装置，一般是智能化的逆变器和变压器及开关装置。
优选的热能储存和/或输出方法及装置，是以保温容器和管道储存和输送热水，供洗、浴、采暖、海水淡化等。
优选的输出饮用水和/或可直接饮用水方法及装置，是加压经管道输出和/或瓶装输出。
供电和/或供热和/或供水均需要消耗电能，供热和/或供水还需要消耗热能，全部太阳能转换(1000)装置产生有限量的电能和/或热能，需要能量分配方法及装置，调度和分配电能和/或热能，将有限量的电能和/或热能在供电和/或供热和/或供水中分配，最大限度的满足需求，如接入了公用电网，则电能的使用不受限制。
图3为按照本发明的方法实现的优选实例浮动供电和/或供热和/或供水(5000)方法及装置的示意图。
二、局域太阳能供电和/或供热和/或供水(5100)方法及装置
本发明的局域太阳能供电和/或供热和/或供水(5100)方法及装置如下：
1.可操作的浮动太阳能供电和/或供热和/或供水(5000)方法及装置，其数量是一个或多个，可选择的分别具备本地电能储存方法及装置；
2.可操作的并网方法及装置，分别将全部浮动太阳能供电和/或供热和/或供水(5000)装置的浮动电网、浮动热网、浮动水网等并联，构成局域电网、局域热网、局域水网等；
3.可操作的调配方法及装置，分别监控局域电网、局域热网、局域水网等，调度和分配电能、热能、淡水，使尽可能多的电负载、热负载、水负载正常工作。
将局域太阳能供电和/或供热和/或供水(5000)装置上的供电网络、供热网络、供水网络等分别命名为局域电网、局域热网、局域水网等。
局域太阳能供电和/或供热和/或供水(5100)装置被用于没有公用电网的地方，如海洋中的岛礁，没有被实时用掉的电能需要存储在本地电能储存装置中备用，由于成本限制，本地电能储存装置的容量有限，只能满足在数小时或数天内平衡电能输出的要求。
局域太阳能供电和/或供热和/或供水(5100)装置的负载是局域电网、局域热网、局域水网，需要调配方法及装置，调度和分配电能、热能、淡水等，在电能充足时，控制多个浮动电网及其内部的逆变器的并入和脱离，调整供电量以保持电网电压稳定，在电能不敷需求时，基于调度和分配策略，实时控制负载的接入和脱离，使尽可能多的负载正常工作，热网和/或水网也需要类似的方法及装置，分别调度和分配热能和/或淡水，使尽可能多的热负载和/或水负载正常工作。
图4为按照本发明的方法实现的优选实例局域供电和/或供热和/或供水(5100)方法及装置的示意图。
三、广域太阳能供电和/或供热和/或供水(5200)方法及装置
本发明的广域太阳能供电和/或供热和/或供水(5200)方法及装置如下：
1.可操作的浮动太阳能供电和/或供热和/或供水(5000)方法及装置，其数量是一个或多个，可选择的分别具备本地电能储存方法及装置；
2.可操作的并网方法及装置，分别将全部浮动太阳能供电和/或供热和/或供水(5000)装置的浮动电网、浮动热网、浮动水网等并联，构成广域电网、广域热网、广域水网等；
3.可操作的调配方法及装置，分别监控广域电网、广域热网、广域水网等，调度和分配电能、热能、淡水，使尽可能多的电负载、热负载、水负载正常工作；
4.可操作的将广域电网接入公用电网的方法及装置，全部太阳能转换(1000)装置产生的电能被馈入公用电网，从公用电网获取电能供广域电网使用。
将广域太阳能供电和/或供热和/或供水(5000)装置上的供电网络、供热网络、供水网络等分别命名为广域电网、广域热网、广域水网等。
广域太阳能供电和/或供热和/或供水(5200)装置被用于具有公用电网的地方，公用电网停止工作时，广域太阳能供电和/或供热和/或供水(5200)装置与局域太阳能供电和/或供热和/或供水(5100)装置的工作状态完全一样，公用电网正在工作时，公用电网被作为广域电网的电能储存装置，全部太阳能转换(1000)装置产生的电能被馈入公用电网，广域电网消耗的电能从公用电网获取，公用电网的容量巨大，几乎可以不受限制的馈送电能和/或获取电能，广域电网可以年为周期平衡以总量控制尽可能少的消耗公用电网的电能，公用电网也可直接控制广域电网的操作。
图5为按照本发明的方法实现的优选实例广域供电和/或供热和/或供水(5200)方法及装置的示意图。