造水系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及有效地利用發(fā)電電力來進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)的反浸透膜法的造水系統(tǒng)，特別是涉及有效地利用可再生的自然能源的發(fā)電電力來進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)的造水系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，作為使用了反浸透膜法的一般的造水系統(tǒng)，已知海水淡水化系統(tǒng)等。該海水淡水化系統(tǒng)在使用UF(Ultrafiltrat1n)膜(超濾膜)、MF(Microfiltrat1n)膜(微量過濾膜)等中間膜而去除了原水中的微粒之后，使用被稱為反浸透膜的RO膜(ReverseOsmosis Membrane)進(jìn)行脫鹽處理而淡水化。即，在一般的利用反浸透膜法(R0法)的海水淡水化系統(tǒng)中，使從原水罐由高壓泵升壓了的包含鹽分的未處理水(例如海水等)通過2個海水用反浸透膜(第I鹽水R0(Reverse Osmosis)、第2鹽水R0)而生成鹽分濃度比較低的中間水，進(jìn)而，由低壓泵升壓而通過半咸水用反浸透膜(半咸水RO (Reverse Osmosis))，生成鹽分濃度低的可流通的生產(chǎn)水(例如飲用水、工業(yè)用水)。
[0003]另外，作為有效地利用了發(fā)電電力的RO法的造水系統(tǒng)的一個例子，已知使用太陽能電池面板而使生成水制造裝置運(yùn)轉(zhuǎn)的技術(shù)(例如參照專利文獻(xiàn)I)。根據(jù)該技術(shù)，通過將中間水罐設(shè)置為緩沖設(shè)備，能夠根據(jù)太陽能電池面板的發(fā)電電力量的變動，單獨(dú)地并且最佳地對生成水制造裝置的前級處理部和后級處理部進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)控制。由此，無論太陽能電池面板的發(fā)電電力量如何變動，都能夠?qū)⒃⒅虚g水的過濾處理保持為恒定，并且最佳地進(jìn)行從太陽能電池面板向蓄電池的充電控制。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開2011-20010號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]所述專利文獻(xiàn)I的技術(shù)是通過生成水制造裝置所固有的太陽能電池面板的發(fā)電電力對生成水制造裝置進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)控制的技術(shù)。但是，在使用對一般需求方的負(fù)載也供給電力的比較大型的太陽能電池面板而也對生成水制造裝置供給電力的情況下，有時根據(jù)負(fù)載的變動、太陽能電池面板的發(fā)電電力量的變動而產(chǎn)生剩余電力。例如，由于天氣的變化，或者在早晚和晌午，太陽能電池面板的發(fā)電電力量大幅變化，所以剩余電力大幅變動。但是，在所述專利文獻(xiàn)公開了的技術(shù)中，無法展開到利用這樣的剩余電力來對生成水制造裝置進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)控制的技術(shù)。
[0007]S卩，在利用發(fā)電電力量的變動大的自然能源的發(fā)電中，當(dāng)經(jīng)過I天時，發(fā)電電力量比電力需求量多而發(fā)生剩余電力，有可能該剩余電力被浪費(fèi)。因此，一般已知預(yù)先將這樣的剩余電力充電到蓄電池的方法。但是，在這樣利用蓄電池的方法中，充電/放電中的電力損失大，所以通常有可能有15%左右的電力未被使用而消失。因此，如果利用發(fā)電電力的剩余電力、特別是可再生的自然能源的發(fā)電電力的剩余電力而使造水系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)，則能夠不浪費(fèi)且高效地消耗自然能源的發(fā)電電力。但是，利用發(fā)電電力的剩余電力來對造水系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)控制的技術(shù)尚未公開。
[0008]本發(fā)明是鑒于這樣的情況而完成的，其目的在于提供一種有效地利用發(fā)電電力的剩余電力來進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)控制的造水系統(tǒng)。
[0009]為了達(dá)成所述目的，本發(fā)明的造水系統(tǒng)如以下那樣構(gòu)成。即，本發(fā)明的造水系統(tǒng)利用發(fā)電電力的剩余電力，由高鹽分濃度的原水來生成低鹽分濃度的生產(chǎn)水，其特征在于，構(gòu)成為具備:前級處理裝置，通過所述剩余電力的至少一部分來驅(qū)動，由所述原水來生成中間水；中間罐，存積由所述前級處理裝置生成了的中間水；后級處理裝置，通過所述剩余電力的至少一部分來驅(qū)動，去除在所述中間罐中存積了的中間水中含有的鹽分而生成低鹽分濃度的生產(chǎn)水；生產(chǎn)水罐，存積由所述后級處理裝置生成了的生產(chǎn)水；以及控制裝置，根據(jù)剩余電力，驅(qū)動所述前級處理裝置以及所述后級處理裝置中的至少一個。
[0010]作為優(yōu)選的方式，其特征在于，構(gòu)成為具備根據(jù)對所述前級處理裝置和所述后級處理裝置供給電力的蓄電池的剩余容量，切換所述前級處理裝置和所述后級處理裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)模式的控制裝置。
[0011]作為更具體的方式，其特征在于，所述前級處理裝置是功耗相對大的海水用反浸透膜裝置，所述后級處理裝置是功耗相對小的半咸水用反浸透膜裝置。
[0012]進(jìn)而，作為具體的方式，其特征在于，所述控制裝置在所述蓄電池的剩余容量相對小時僅對所述后級處理裝置進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)控制，在所述蓄電池的剩余容量相對大時僅對所述前級處理裝置進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)控制。
[0013]另外，作為其他具體的方式，其特征在于，所述控制裝置在所述蓄電池的剩余容量相對小時，僅對所述后級處理裝置進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)控制，在所述蓄電池的剩余容量為相對中間左右時，僅對所述前級處理裝置進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)控制，在所述蓄電池的剩余容量相對大時，對所述前級處理裝置和所述后級處理裝置這兩者進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)控制。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的造水系統(tǒng)，通過應(yīng)用在前級處理裝置與后級處理裝置之間設(shè)置了中間罐的海水淡水化系統(tǒng)，靈活地調(diào)整處理水質(zhì)、處理流量等，能夠通過緊湊的造水系統(tǒng)的設(shè)備尚效地利用剩余電力。
【附圖說明】
[0015]圖1是示出風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的自然能源的剩余電力的概念圖。
[0016]圖2是示出在本發(fā)明的第I實(shí)施方式中應(yīng)用的使用了剩余電力的造水系統(tǒng)和外圍裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖3是在對圖2所示的造水系統(tǒng)進(jìn)行兩階段運(yùn)轉(zhuǎn)切換的情況下的各種波形。
[0018]圖4是在對圖2所示的造水系統(tǒng)進(jìn)行三階段運(yùn)轉(zhuǎn)切換的情況下的各種波形。
[0019]圖5是示出運(yùn)轉(zhuǎn)切換的定時的圖，(a)示出不切換地運(yùn)轉(zhuǎn)的情況、(b)示出通過兩階段切換來運(yùn)轉(zhuǎn)的情況、(C)示出通過三階段切換來運(yùn)轉(zhuǎn)的情況。
[0020]圖6是示出在本發(fā)明的第2實(shí)施方式中應(yīng)用的使用了剩余電力的造水系統(tǒng)和外圍裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0021]圖7是示出在本發(fā)明的第3實(shí)施方式中應(yīng)用的使用了剩余電力的造水系統(tǒng)和外圍裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0022]【符號說明】
[0023]10a、10b、1c:造水系統(tǒng)；
[0024]lla、llb:海水用反浸透膜裝置(鹽水RO裝置)〈前級處理裝置〉；
[0025]12:第I中間罐；
[0026]13:第2中間罐；
[0027]14:半咸水用反浸透膜裝置(半咸水RO裝置)〈后級處理裝置> ;
[0028]14a:低壓泵(BP)；
[0029]14b:半咸水用反浸透膜(半咸水R0)；
[0030]14c:生產(chǎn)水罐；
[0031]15:控制裝置；
[0032]16:原水罐；
[0033]17:高壓泵(HP)；
[0034]18:第I海水用反浸透膜(第I鹽水R0)；
[0035]19:第2海水用反浸透膜(第2鹽水R0)；
[0036]20:自然能源發(fā)電機(jī)(W)；
[0037]21:電力需求負(fù)載；
[0038]22:剩余電力；
[0039]23:蓄電池
【具體實(shí)施方式】
[0040]《對本實(shí)施方式的造水系統(tǒng)的研宄》
[0041 ] 考慮通過自然能源的發(fā)電電力的剩余電力而使一般的海水淡水化系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)，生成淡水并存積的方法。但是，在該方法中，由于利用剩余電力來以水的形態(tài)進(jìn)行存積，所以剩余電力的利用效率良好，但為了將剩余電力的變動量全部用來進(jìn)行淡水化而存積，所以存在海水淡水化系統(tǒng)變得大型化的擔(dān)心。換言之，基于自然能源的發(fā)電電力的剩余電力并非恒定而在一天內(nèi)發(fā)生變動的情況較多。因此，如果僅在剩余電力多時使海水淡水化系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)，例如以4小時運(yùn)轉(zhuǎn)的情況，則相比于整日恒定運(yùn)轉(zhuǎn)，需要6倍的海水淡水化系統(tǒng)的規(guī)模。另一方面，在整日恒定運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，為了儲存剩余電力而實(shí)現(xiàn)整日運(yùn)轉(zhuǎn)，需要龐大的蓄電池。因此，為了使海水淡水化系統(tǒng)的規(guī)模以及蓄電池的規(guī)模最小化，使用能夠根據(jù)剩余電力的變化而進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)控制那樣的造水系統(tǒng)既可。
[0042]因此，在本實(shí)施方式的造水系統(tǒng)中，應(yīng)用在前級處理裝置與后級處理裝置之間設(shè)置了中間罐的海水淡水化系統(tǒng)。由此，能夠根據(jù)剩余電力的變動(即根據(jù)與造水系統(tǒng)連接的蓄電池的剩余容量)來最佳地切換前級處理裝置和后級處理裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)，同時靈活地調(diào)整處理水質(zhì)、處理流量等。由此，能夠通過緊湊的造水系統(tǒng)的設(shè)備高效地利用剩余電