[發(fā)明專利]太陽能風能聯(lián)合電滲加固軟土裝置

有效

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• 申請日: 2016-07-18
• 公開（公告）號: CN106049416B
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發(fā)明（設計）人: 譚慧明;黃健鈞;韓雨松;王嘉煒;黃永泉
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: E02D3/11
• 分類號: E02D3/11;H02S10/12;H02S40/38
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 虞希光

技術領域

本發(fā)明涉及一種太陽能風能聯(lián)合電滲加固軟土裝置，具體地說是涉及一種同時利用太陽能和風能，使用梅花狀電極布置形式對軟土進行電滲加固的裝置。

背景技術

根據(jù)調(diào)查，我國每年都有大量的疏浚淤泥需要處理，據(jù)不完全統(tǒng)計，我國每年廢棄的疏浚淤泥達1億m3以上，而如果處理得當，就可以使淤泥變廢為寶，現(xiàn)今使用較為廣泛的方法是利用疏浚淤泥作為海岸工程建設的地基材料來源。電滲法處理軟土地基是一種有效的軟土地基加固手段，但是耗電量過高，違背了低碳環(huán)保的國際趨勢。太陽能、風能作為新型的可再生能源，對其有效利用可以顯著降低碳排放，實現(xiàn)可持續(xù)。而且，遠距離輸電會造成能量損耗，提高工程成本。利用太陽能、風能就近發(fā)電供給電滲，能降低電能傳輸?shù)某杀尽Ｋ员景l(fā)明從新興能源太陽能、風能出發(fā)，將太陽能發(fā)電技術和風能發(fā)電技術應用到電滲法上來，同時考慮到實際工程中軟土含水率的特點，采用一種梅花狀的電極布置形式，提高電能的有效利用率，最后提出一種太陽能風能聯(lián)合電滲加固軟土裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服了現(xiàn)有技術中的不足，提供了一種太陽能風能聯(lián)合電滲加固軟土裝置，具有能量分配合理，二氧化碳排放量少，綠色環(huán)保，能源有效利用率高等優(yōu)點。

本發(fā)明采用的技術方案是：

太陽能風能聯(lián)合電滲加固軟土裝置，包括發(fā)電模塊和電滲模塊。其特征在于：發(fā)電模塊通過利用太陽能和風能發(fā)電為電滲模塊供電，電滲模塊對軟土區(qū)域進行電滲處理。白天時利用太陽能和風能所發(fā)的低壓電能進行電滲，晚上時利用蓄電池儲蓄起來的高壓電能進行第二次高壓電滲。

所述太陽能發(fā)電模塊包括風力發(fā)電機組、太陽能電池板、蓄電池、整流器、充放電控制器和功率整合器。所述太陽能電池板通過導線與功率整合器連接；所述風力發(fā)電機組通過導線和充放電控制器連接；所述太陽能電池板采用單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池、非晶硅太陽能電池、多元化合物太陽能電池；所述風力發(fā)電機組采用水平軸升力型風力發(fā)電機；所述整流器通過導線和充放電控制器和功率整合器連接；所述充放電控制器通過導線和蓄電池連接。

所述太陽能電池板通過光電效應將太陽能轉化為電能應用于電滲模塊。所述風力發(fā)電機組，當白天時所發(fā)電壓高于蓄電池額定電壓時對蓄電池蓄電，所發(fā)電壓低于蓄電池額定電壓時直接應用于電滲模塊。晚上時所發(fā)電能對蓄電池進行直接充電。所述蓄電池額定電壓較大，采用額定電壓為120~150V的鉛酸蓄電池。

所述功率整合器將太陽能發(fā)電功率和風力發(fā)電功率整合在一起時刻控制瞬時總功率為電滲有效功率。

所述電滲模塊包括長陽極管、短陽極管和陰極管，通過對電極通電對軟土區(qū)域進行電滲排水加固處理。

所述長陽極管、短陽極管和陰極管的布置形式為梅花狀布置，長陽極管和短陽極管各為三根，陰極管為一根，長陽極管和短陽極管相互交錯排列在外側，陰極管排列在中心處，七根電極管組成一個電極元。所述陰極管入土部分沿管軸打孔，孔洞間距相等，孔洞直徑不大于陰極管直徑的五分之一，管壁外包無紡布。長陽極管、短陽極管和陰極管為中空金屬管，采用鋼管、鋁管或鐵管 。所述長陽極管和陰極管露出土體部分外包絕緣層；所述短陽極管露出土體部分和深入土體的上半部分外包絕緣層。

所述電極元，考慮到土體上半部分的含水量一般比土體下半部分的含水量較低，為提高電能有效利用率，避免大量電能損耗在含水量較低的上半部分土體中，通過梅花狀布置形式對電能進行調(diào)整。當通電時，長陽極管的上半部分和陰極管組合為一體對土體上半部分進行電滲，此時陽極與陰極比為三比一；長陽極管的下半部分、短陽極管和陰極管組合為一體對土體下半部分進行電滲，此時陽極與陰極比為六比一。通過上述方式一部分電能對含水量較低的上半部分土體進行電滲，剩余大部分電能對含水量較高的下半部分土體進行電滲，從而有效分配電能，提高電能有效利用率，減少了電能的過大損耗。

本發(fā)明從新興能源太陽能、風能出發(fā)，將太陽能發(fā)電技術和風能發(fā)電技術應用到電滲法上來，同時考慮到實際工程中軟土含水率的特點，采用一種梅花狀的電極布置形式，提高電能的有效利用率，克服了遠距離輸電造成能量損耗，降低工程成本。

附圖說明

圖1是本發(fā)明裝置示意圖

圖2是本發(fā)明裝置電極布置平面示意圖

圖3是本發(fā)明裝置電極布置縱向示意圖