[发明专利]一种协同现代农业的太阳能海水淡化系统

说明书

本发明公开了一种协同现代农业的太阳能海水淡化系统，包括种植棚和设置在种植棚左右两侧的海水池，所述海水池内部靠近种植棚一侧的底部连通有扁平矩形导水管，所述扁平矩形导水管的一端贯穿种植棚并延伸至种植棚的中部，本发明涉及太阳能海水淡化技术领域。该协同现代农业的太阳能海水淡化系统，通过将界面蒸发系统直接耦合进农业种植棚中，具备占地面积小，易于大规模农业生产的特点，且较常规界面太阳能海水淡化技术而言，半透明状拱形蒸发桥采用具备选择性光吸收性能的有机染料，实现高透射植物生长所需阳光的同时充分利用植物生长所不需要的其他波段阳光实现高效海水淡化，以提供植物生长所需的淡水。

技术领域

本发明涉及太阳能海水淡化技术领域，具体为一种协同现代农业的太阳能海水淡化系统。

背景技术

水资源短缺是全世界面临的严峻问题，水的使用可分为消耗性或非消耗性，这取决于用过的水可以重复使用的难易程度，消耗性使用将水转化为无法再利用的形式，例如，一部分用于灌溉的水被蒸发并结合到植物生物量中，在具有实际意义的时间尺度上，这些消耗的水无法在流域中重新使用，相比之下，在非消耗性使用之后，水可以被捕获、处理和再利用，如果非消耗性使用降低了水的质量(例如，通过添加污染物)，则会产生废水，非消耗性使用的一个例子是冲马桶，它将饮用水转化为生活废水，原则上，生活污水可以被收集、处理以去除人类病原体和其他污染物，然后再用于饮用或非饮用目的，在全球范围内，最大的耗水量是用于农业，粮食生产与安全对于构建和谐社会、促进国家稳定与发展具有更加重要的意义，解决缺水地区的农业生产问题对区域粮食安全、消除贫困具有重要意义。

新兴的界面太阳能海水淡化技术利用对太阳光全吸收的多孔黑体，以漂浮在海水表面的形式蒸发空气、水界面处的水分子实现高效太阳能海水淡化，因其清洁、廉价、适合离网使用等优点，有望解决沿海缺水地区农业生产水资源匮乏问题，然而，黑体吸光体捕获了全部太阳光，无法提供植物生长所需的阳光，为此特提出一种协同现代农业的太阳能海水淡化系统，构成淡水生产和作物生长协同作用的现代农业系统，解决沿海缺水地区作物生长问题。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种协同现代农业的太阳能海水淡化系统，解决了上述的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种协同现代农业的太阳能海水淡化系统，包括种植棚和设置在种植棚左右两侧的海水池，所述海水池内部靠近种植棚一侧的底部连通有扁平矩形导水管，所述扁平矩形导水管的一端贯穿种植棚并延伸至种植棚的中部，且两个扁平矩形导水管顶端的内部搭建设置有拱形蒸发桥，所述拱形蒸发桥呈现半透明状，具有植物生长所需阳光的高透射率和植物生长所不需阳光的高吸收率，所述拱形蒸发桥利用马兰戈尼流实现两个扁平矩形导水管中海水的逆重力传输，所述拱形蒸发桥吸收的太阳能通过界面蒸发实现高效海水淡化，其中界面蒸发产生的蒸汽经冷凝后供给种植棚内部的植物生长。

通过采用上述技术方案，将界面蒸发系统直接耦合进农业种植棚，具备占地面积小，易于大规模农业生产的特点，且较常规界面太阳能海水淡化技术而言，半透明状拱形蒸发桥具备透光性，实现植物生长所需阳光供给的同时，实现海水的高效淡化，以提供植物生长所需的淡水。

本发明进一步设置为：所述拱形蒸发桥上表面设置有仿猪笼草表面的微腔阵列，且微腔长度范围为400μm至500μm，深度范围为20μm至60μm。

通过采用上述技术方案，使得拱形蒸发桥表面具备优异的疏水效果，有效降低海水流动摩擦，为海水从扁平矩形导水管中有效传输到拱形蒸发桥外弧面上提供便利条件。

本发明进一步设置为：所述拱形蒸发桥在马兰戈尼流作用下自发实现海水从拱形蒸发桥两侧的扁平矩形导水管中向拱形蒸发桥顶端的逆重力传输，传输距离和高度大于50cm。