CN104876303A - 造水系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及造水系统。在利用自然能源发电机(20)的发电电力的剩余电力(22)小时，仅使半咸水RO装置(14)运转，由在中间罐(12、13)中存积的中间水生成低盐分浓度的生产水并存积到生产水罐(14c)。另外在剩余电力(22)为中间左右时，仅驱动盐水RO装置(11a)，由原水罐(16)的高盐分浓度的原水生成盐分浓度比较低的中间水并存积到中间罐(12、13)。进而在剩余电力(22)大时，使半咸水RO装置(14)和盐水RO装置(11a)两者运转，将中间水存积到中间罐(12、13)，且由在中间罐(12、13)中存积的中间水生成生产水并存积到生产水罐(14c)。控制装置(15)根据剩余电力的变动，进行半咸水RO装置(14)和盐水RO装置(11a)的运转切换控制。

Description

造水系统

技术领域

本发明涉及有效地利用发电电力来进行运转的反浸透膜法的造水系统，特别是涉及有效地利用可再生的自然能源的发电电力来进行运转的造水系统。

背景技术

以往，作为使用了反浸透膜法的一般的造水系统，已知海水淡水化系统等。该海水淡水化系统在使用UF(Ultrafiltration)膜(超滤膜)、MF(Microfiltration)膜(微量过滤膜)等中间膜而去除了原水中的微粒之后，使用被称为反浸透膜的RO膜(Reverse OsmosisMembrane)进行脱盐处理而淡水化。即，在一般的利用反浸透膜法(RO法)的海水淡水化系统中，使从原水罐由高压泵升压了的包含盐分的未处理水(例如海水等)通过2个海水用反浸透膜(第1盐水RO(Reverse Osmosis)、第2盐水RO)而生成盐分浓度比较低的中间水，进而，由低压泵升压而通过半咸水用反浸透膜(半咸水RO(Reverse Osmosis))，生成盐分浓度低的可流通的生产水(例如饮用水、工业用水)。

另外，作为有效地利用了发电电力的RO法的造水系统的一个例子，已知使用太阳能电池面板而使生成水制造装置运转的技术(例如参照专利文献1)。根据该技术，通过将中间水罐设置为缓冲设备，能够根据太阳能电池面板的发电电力量的变动，单独地并且最佳地对生成水制造装置的前级处理部和后级处理部进行运转控制。由此，无论太阳能电池面板的发电电力量如何变动，都能够将原水、中间水的过滤处理保持为恒定，并且最佳地进行从太阳能电池面板向蓄电池的充电控制。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2011-20010号公报

发明内容

所述专利文献1的技术是通过生成水制造装置所固有的太阳能电池面板的发电电力对生成水制造装置进行运转控制的技术。但是，在使用对一般需求方的负载也供给电力的比较大型的太阳能电池面板而也对生成水制造装置供给电力的情况下，有时根据负载的变动、太阳能电池面板的发电电力量的变动而产生剩余电力。例如，由于天气的变化，或者在早晚和晌午，太阳能电池面板的发电电力量大幅变化，所以剩余电力大幅变动。但是，在所述专利文献公开了的技术中，无法展开到利用这样的剩余电力来对生成水制造装置进行运转控制的技术。

即，在利用发电电力量的变动大的自然能源的发电中，当经过1天时，发电电力量比电力需求量多而发生剩余电力，有可能该剩余电力被浪费。因此，一般已知预先将这样的剩余电力充电到蓄电池的方法。但是，在这样利用蓄电池的方法中，充电/放电中的电力损失大，所以通常有可能有15％左右的电力未被使用而消失。因此，如果利用发电电力的剩余电力、特别是可再生的自然能源的发电电力的剩余电力而使造水系统运转，则能够不浪费且高效地消耗自然能源的发电电力。但是，利用发电电力的剩余电力来对造水系统进行运转控制的技术尚未公开。

本发明是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于提供一种有效地利用发电电力的剩余电力来进行运转控制的造水系统。

为了达成所述目的，本发明的造水系统如以下那样构成。即，本发明的造水系统利用发电电力的剩余电力，由高盐分浓度的原水来生成低盐分浓度的生产水，其特征在于，构成为具备：前级处理装置，通过所述剩余电力的至少一部分来驱动，由所述原水来生成中间水；中间罐，存积由所述前级处理装置生成了的中间水；后级处理装置，通过所述剩余电力的至少一部分来驱动，去除在所述中间罐中存积了的中间水中含有的盐分而生成低盐分浓度的生产水；生产水罐，存积由所述后级处理装置生成了的生产水；以及控制装置，根据剩余电力，驱动所述前级处理装置以及所述后级处理装置中的至少一个。

作为优选的方式，其特征在于，构成为具备根据对所述前级处理装置和所述后级处理装置供给电力的蓄电池的剩余容量，切换所述前级处理装置和所述后级处理装置的运转模式的控制装置。

作为更具体的方式，其特征在于，所述前级处理装置是功耗相对大的海水用反浸透膜装置，所述后级处理装置是功耗相对小的半咸水用反浸透膜装置。

进而，作为具体的方式，其特征在于，所述控制装置在所述蓄电池的剩余容量相对小时仅对所述后级处理装置进行运转控制，在所述蓄电池的剩余容量相对大时仅对所述前级处理装置进行运转控制。

另外，作为其他具体的方式，其特征在于，所述控制装置在所述蓄电池的剩余容量相对小时，仅对所述后级处理装置进行运转控制，在所述蓄电池的剩余容量为相对中间左右时，仅对所述前级处理装置进行运转控制，在所述蓄电池的剩余容量相对大时，对所述前级处理装置和所述后级处理装置这两者进行运转控制。

根据本发明的造水系统，通过应用在前级处理装置与后级处理装置之间设置了中间罐的海水淡水化系统，灵活地调整处理水质、处理流量等，能够通过紧凑的造水系统的设备高效地利用剩余电力。

附图说明

图1是示出风力发电系统中的自然能源的剩余电力的概念图。

图2是示出在本发明的第1实施方式中应用的使用了剩余电力的造水系统和外围装置的结构图。

图3是在对图2所示的造水系统进行两阶段运转切换的情况下的各种波形。

图4是在对图2所示的造水系统进行三阶段运转切换的情况下的各种波形。

图5是示出运转切换的定时的图，(a)示出不切换地运转的情况、(b)示出通过两阶段切换来运转的情况、(c)示出通过三阶段切换来运转的情况。

图6是示出在本发明的第2实施方式中应用的使用了剩余电力的造水系统和外围装置的结构图。

图7是示出在本发明的第3实施方式中应用的使用了剩余电力的造水系统和外围装置的结构图。

【符号说明】

10a、10b、10c：造水系统；

11a、11b：海水用反浸透膜装置(盐水RO装置)<前级处理装置>；

12：第1中间罐；

13：第2中间罐；

14：半咸水用反浸透膜装置(半咸水RO装置)<后级处理装置>；

14a：低压泵(BP)；

14b：半咸水用反浸透膜(半咸水RO)；

14c：生产水罐；

15：控制装置；

16：原水罐；

17：高压泵(HP)；

18：第1海水用反浸透膜(第1盐水RO)；

19：第2海水用反浸透膜(第2盐水RO)；

20：自然能源发电机(W)；

21：电力需求负载；

22：剩余电力；

23：蓄电池

具体实施方式

《对本实施方式的造水系统的研究》

考虑通过自然能源的发电电力的剩余电力而使一般的海水淡水化系统运转，生成淡水并存积的方法。但是，在该方法中，由于利用剩余电力来以水的形态进行存积，所以剩余电力的利用效率良好，但为了将剩余电力的变动量全部用来进行淡水化而存积，所以存在海水淡水化系统变得大型化的担心。换言之，基于自然能源的发电电力的剩余电力并非恒定而在一天内发生变动的情况较多。因此，如果仅在剩余电力多时使海水淡水化系统运转，例如以4小时运转的情况，则相比于整日恒定运转，需要6倍的海水淡水化系统的规模。另一方面，在整日恒定运转的情况下，为了储存剩余电力而实现整日运转，需要庞大的蓄电池。因此，为了使海水淡水化系统的规模以及蓄电池的规模最小化，使用能够根据剩余电力的变化而进行运转控制那样的造水系统既可。

因此，在本实施方式的造水系统中，应用在前级处理装置与后级处理装置之间设置了中间罐的海水淡水化系统。由此，能够根据剩余电力的变动(即根据与造水系统连接的蓄电池的剩余容量)来最佳地切换前级处理装置和后级处理装置的运转，同时灵活地调整处理水质、处理流量等。由此，能够通过紧凑的造水系统的设备高效地利用剩余电力。

《本实施方式的造水系统的概要》

在本实施方式的造水系统中，为了廉价且高效地利用基于自然能源的发电电力的剩余电力，组合在前级处理装置(盐水RO)与后级处理装置(半咸水RO)之间设置了中间罐的海水淡水化系统、和自然能源的发电系统，根据发电系统的剩余电力量(蓄电池的剩余容量)以及水需求的大小，进行盐水RO和半咸水RO的运转切换，并进行使处理级数变化的运转控制。由此，能够将剩余电力高效地作为淡水存积，能够高效地利用自然能源的发电电力。

更具体地说明的话，在以往的海水淡水化系统(造水系统)中，使盐水RO和半咸水RO同时运转，但在本实施方式的造水系统中，根据剩余电力的变动，分成(a)仅盐水RO的运转、(b)仅半咸水RO的运转、(c)盐水RO和半咸水RO这两者的运转来进行运转控制。为了实现这样的运转控制，在从盐水RO向半咸水RO的配管的中途设置了中间罐。一般，用于使盐水RO运转的高压泵的动力(功耗)大于用于使半咸水RO运转的低压泵的动力(功耗)，所以电力消耗量按照(b)<(a)<(c)的顺序变大。因此，如果根据剩余电力的大小来进行(a)、(b)、(c)的运转切换，则能够高效地消耗剩余电力。

以下，参照附图，详细说明本发明的造水系统的几个实施方式。

《第1实施方式》

<剩余电力>

首先，说明在本实施方式的造水系统中利用的剩余电力。作为一个例子，说明作为自然能源的再生单元使用了风力发电系统的情况下的剩余电力。图1是示出风力发电系统中的自然能源的剩余电力的概念图，横轴表示时间(T)，纵轴表示电力量(P)。在图1中，实线的曲线a是风力发电系统的自然能源发电电力量，虚线的曲线b是电力需求量。根据这些曲线a、b的特性可知，倾斜阴影的区域A是剩余电力量(剩余电力)，横向阴影的区域B是不足电力量。在本实施方式中，通过将区域A的剩余电力利用于造水系统而生成并存积生产水，从而有效地使用自然能源的发电电力量，作为其结果，实现自然能源的发电电力量的高效化。另外，自然能源发电电力量a低于电力需求量b时的不足电力量(区域B)从蓄电池供给。另外，在该例子中，使用风力发电系统进行了说明，但能够将太阳能发电系统、潮汐发电系统、地热发电系统等可再生的自然能源中的发电电力的剩余电力利用于造水系统。

<造水系统的结构>

接下来，说明在第1实施方式中应用的使用了剩余电力的造水系统的结构。图2是示出在本发明的第1实施方式中应用的使用了剩余电力的造水系统和外围装置的结构图。在该造水系统中，以对海水进行淡水化的海水淡水化工厂为例子进行说明。

如图2所示，造水系统10a与例如风力发电机、太阳能发电机等自然能源发电机(W)20连接。另外，该自然能源发电机(W)20与电力需求负载21连接。自然能源发电机(W)20构成为主要对电力需求负载21供给电力，但在自然能源发电机(W)20中产生了剩余电力22时，将该剩余电力22供给到造水系统10a，使造水系统10a驱动运转。另外，剩余电力22构成为对蓄电池23进行充电。该蓄电池23也构成为对造水系统10a供给电力。

造水系统10a构成为具备：海水用反浸透膜装置(盐水RO装置)11a，对原水(海水)进行过滤来生成盐分浓度比较低的中间水；第1中间罐12以及第2中间罐13，存积由盐水RO装置11a过滤了的中间水；半咸水用反浸透膜装置(半咸水RO装置)14，对在第1中间罐12以及第2中间罐13中存积了的中间水进行过滤而生成盐分浓度更低的生产水；以及控制装置15，根据剩余电力22的大小，切换盐水RO装置11a和半咸水RO装置14的运转模式。另外，对高盐分浓度的原水进行过滤的盐水RO装置11a的驱动电力相对大，对低盐分浓度的中间水进行过滤的半咸水RO装置14的驱动电力相对小。进而，作为造水系统10a的电源系统，具备通过自然能源发电机(W)20的剩余电力22来充电的蓄电池23。

作为前级处理装置的盐水RO装置11a构成为具备：原水罐16，存积包含例如3.5％左右的盐分的原水(海水)；高压泵(HP)17，使从原水罐16流出了的海水升压到高压；第1海水用反浸透膜(第1盐水RO)18，将对升压到高压的原水进行过滤而生成了的中间水存积到第1中间罐12；以及第2海水用反浸透膜(第2盐水RO)19，将对由第1盐水RO18分离了的盐分浓度比较高的水再次进行过滤而生成了的中间水存积到第2中间罐13。

作为后级处理装置的半咸水RO装置14构成为具备：低压泵(BP)14a，使从第1中间罐12以及第2中间罐13流出了的中间水升压到比较低的水压；半咸水用反浸透膜(半咸水RO)14b，对从低压泵(BP)14a流出了的中间水进行过滤来生成盐分浓度低的生产水；以及生产水罐14c，存积由半咸水RO14b过滤并生成了的生产水。

另外，关于第2盐水RO19和半咸水RO14b，省略在第1盐水RO18中示出那样的分离水的箭头。

<造水系统的基本动作>

在盐水RO装置11a中，将从原水罐16流出了的盐分浓度是例如3.5％左右的原水，通过高压泵(HP)17升压到例如50kg/cm²的高压而供给到第1盐水RO18。由第1盐水RO18过滤并生成了的中间水成为盐分浓度是例如50～100ppm左右的中间水而存积到第1中间罐12。另外，由第1盐水RO18分离了的高盐分浓度的分离水由第2盐水RO19过滤并生成，成为盐分浓度是例如100～500ppm左右的中间水而存积到第2中间罐13。

在半咸水RO装置14中，将从第1中间罐12以及第2中间罐13流出了的盐分浓度是例如200ppm左右的中间水，通过低压泵(BP)14a升压到例如几kg/cm²的低压而供给到半咸水RO14b。由半咸水RO14b过滤并生成了的生产水成为盐分浓度是例如50ppm以下的真水而存积到生产水罐14c。

即，在本实施方式的造水系统10a中，在盐水RO装置11a对高盐分浓度的高压原水进行过滤而生成盐分浓度比较低的中间水之后，将该中间水存积到中间罐12、13。进而，半咸水RO装置14对在中间罐12、13中存积了的中间水以低压进行过滤而生成盐分浓度是50ppm以下的淡水。通过这样设置存积中间水的中间罐12、13，能够独立且单独地对盐水RO装置11a和半咸水RO装置14进行运转控制。因此，能够通过控制装置15，根据剩余电力的大小来切换盐水RO装置11a和半咸水RO装置14的运转模式。

即，着眼于盐水RO装置11a的驱动电力(功耗)大、且半咸水RO装置14的驱动电力(功耗)小，控制装置15能够对盐水RO装置11a和半咸水RO装置14的运转模式进行切换控制。例如，能够在剩余电力小时仅对半咸水RO装置14进行驱动，而由在中间罐12、13中存积了的中间水来生成生产水，在剩余电力大时仅对盐水RO装置11a进行驱动，而由原水来生成中间水并存积到中间罐12、13。

另外，作为其他运转模式，还能够在剩余电力小时仅对半咸水RO装置14进行驱动，而由在中间罐12、13中存积了的中间水来生成生产水，在剩余电力为中间左右时仅对盐水RO装置11a进行驱动，而由原水来生成中间水并存积到中间罐12、13，进而，在剩余电力大时对半咸水RO装置14和盐水RO装置11a这两者进行驱动，将中间水存积到中间罐12、13，同时从中间水来生成生产水。以下，详细说明这样的运转切换的具体例。

另外，也可以设置将图2的第1中间罐12和第2中间罐13连接到生产水罐14c的排水侧的配管、和分别对配管调整流量的阀50。能够通过控制装置15调整该阀50的开度，调整第1中间罐12和第2中间罐13的中间水与生产水罐14c的淡水的混合比。

通过设置上述配管和阀，能够如下那样运用造水系统10a。

其一，考虑如下运用，即，在半咸水RO装置14中生成大致真水，并按照满足需求方的要求水质的左右程度，用阀50调整混合比。更具体而言，根据各地的饮用水的水质基准，变更混合比而供给饮用水。由此，能够调整盐水RO装置11a和半咸水RO装置14的工作率。

另外，在生产水罐14c中，存积饮用水，与第1中间罐12和第2中间罐13的中间水混合，而生成工业用水、杂用水。通过在多个造水系统10a中采用同样的结构，根据饮用水、工业用水、杂用水的需求，变更多个造水系统10a各自的生成水的种类。由此，还能够提高多个造水系统10a的工作率。

<两阶段运转切换>

图3是在对图2所示的造水系统进行两阶段运转切换的情况下的各种波形。在图3中，横轴表示时间T，左纵轴表示水量Q，右纵轴表示电力P。另外，该图示出基于太阳能发电的剩余电力的各种特性。关于各种波形，虚线a表示剩余电力，实线b表示造水系统的驱动电力，包围阴影的单点划线c表示基于造水系统的生产水量，双点划线d表示水需求。因此，剩余电力a和驱动电力b对应于右纵轴的电力P范围，生产水量c和水需求d对应于左纵轴的水量Q范围。

在两阶段运转切换的情况下，如图3所示，根据剩余电力的大小，通过(b)仅半咸水RO装置14的运转、和(a)仅盐水RO装置11a的运转这2个阶段的切换，进行造水系统10a的运转。即，在剩余电力小时，如(b)的区间所示，进行仅半咸水RO装置14的运转而制造生产水。另外，在剩余电力多时，如(a)的区间所示，进行仅盐水RO装置11a的运转而生成并存积中间水。这样，造水系统的运转所需的电力能够与剩余电力的变动符合，所以，其结果，能够减小蓄电池23的容量。

使用图3进一步详细说明。即，在两阶段运转切换中，在时刻t1至t2的时间段中剩余电力a少时，通过小的驱动电力b进行仅半咸水RO装置14的运转。因此，在该时间段(t1～t2)中，通过半咸水RO装置14制作生产水，生成由阴影表示的生产水量c。

接下来，在时刻t2至t3的时间段中剩余电力a多时，通过大的驱动电力b，进行仅盐水RO装置11a的运转。因此，在该时间段(t2～t3)中不制作生产水，而通过盐水RO装置11a生成中间水并存积到中间罐12、13。

进而，在时刻t3至t4的时间段中剩余电力a少时，通过小的驱动电力b，进行仅半咸水RO装置14的运转。因此，在该时间段(t3～t4)中，通过半咸水RO装置14制作生产水，生成由阴影表示的生产水量c。因此，在剩余电力a是例如太阳能发电的情况下，在早上和傍晚的水需求d的峰值时，制造生产水，所以能够减小必要的罐容量。另外，设定盐水RO装置11a和半咸水RO装置14的处理能力以及运转时间，以使得由阴影表示的生产水量c的积分值(面积)和水需求d的积分值(面积)相同。

<三阶段运转切换>

图4是对图2所示的造水系统进行三阶段运转切换的情况的各种波形。在图4中，横轴表示时间T，左纵轴表示水量Q，右纵轴表示电力P。另外，该图示出基于太阳能发电的剩余电力的各种特性。关于各种波形，虚线a表示剩余电力，实线b表示造水系统的驱动电力，包围阴影的单点划线c表示基于造水系统的生产水量，双点划线d表示水需求。因此，剩余电力a和驱动电力b对应于右纵轴的电力P范围，生产水量c和水需求d对应于左纵轴的水量Q范围。

在三阶段运转切换的情况下，如图4所示，根据剩余电力的大小，通过(b)仅半咸水RO装置14的运转、(a)仅盐水RO装置11a的运转、以及(c)半咸水RO装置14和盐水RO装置11a的并用运转这3个阶段的切换，进行造水系统10a的运转。即，在剩余电力少时，如(b)区间所示，进行仅半咸水RO装置14的运转来制造生产水。另外，在剩余电力为中间左右时，如(a)区间所示，进行仅盐水RO装置11a的运转来生成并存积中间水。进而，在剩余电力大时，如(c)区间所示，进行半咸水RO装置14和盐水RO装置11a这两者的运转，生成并存积中间水，同时制造生产水。这样，造水系统的运转所需的电力能够与剩余电力的变动符合，所以，其结果，能够减小蓄电池23的容量。

使用图4进一步详细说明。即，在三阶段运转切换中，在时刻t1至t2的时间段中剩余电力a少时，通过小的驱动电力b，进行仅半咸水RO装置14的运转。因此，在该时间段(t1～t2)中，在半咸水RO装置14中制作生产水，生成由阴影表示的生产水量c。

接下来，在时刻t2至t3的时间段中剩余电力a为中间左右时，通过中间左右的驱动电力b，进行仅盐水RO装置11a的运转。因此，在该时间段(t2～t3)中不制作生产水，通过盐水RO装置11a，生成中间水并存积到中间罐12、13。

进而，在时刻t3至t4的时间段中剩余电力a多时，通过大的驱动电力b，进行盐水RO装置11a和半咸水RO装置14的并用运转。因此，在该时间段(t3～t4)中，通过盐水RO装置11a，生成中间水并存积到中间罐12、13，同时通过半咸水RO装置14制作生产水而生成由阴影表示的生产水量c。

接下来，在时刻t4至t5的时间段中剩余电力a为中间左右时，通过中间左右的驱动电力b，进行仅盐水RO装置11a的运转。因此，在该时间段(t4～t5)中不制作生产水，通过盐水RO装置11a生成中间水并存积到中间罐12、13。

进而，在时刻t5至t6的时间段中剩余电力a少时，通过小的驱动电力b，进行仅半咸水RO装置14的运转。因此，在该时间段(t5～t6)中，制作生产水，生成由阴影表示的生产水量c。因此，在剩余电力是例如太阳能发电的情况下，在早上和傍晚的水需求d的峰值时、以及在白天剩余电力a多时，制造生产水，所以能够减小必要的罐容量。另外，设定盐水RO装置11a和半咸水RO装置14的处理能力以及运转时间，以使得由阴影表示的生产水量c的积分值(面积)和水需求d的积分值(面积)相同。

<运转切换的定时>

例如，也可以根据蓄电池23的剩余容量，确定上述那样的盐水RO装置11a和半咸水RO装置14的运转切换的定时。进一步详细说明运转切换的定时。图5是示出运转切换的定时的图，(a)表示不切换地运转的情况、(b)表示通过两阶段切换来运转的情况、(c)表示通过三阶段切换来运转的情况。在任意一个图中，横轴都表示时间T，纵轴都表示电力P。另外，在任意一个图中，虚线都表示剩余电力，实线都表示造水系统的驱动电力。

如图5(a)所示，在不切换地使造水系统运转的情况下，区域a1是剩余电力22向蓄电池23充电的电力量，区域a2是通过蓄电池23而使造水系统10a运转的驱动电力量。因此，以使区域a1的面积和区域a2的面积一致的方式，确定造水系统的起动定时t1。另外，区域b1是剩余电力22向蓄电池23充电的电力量，区域b2是通过蓄电池23而使造水系统10a运转的驱动电力量。因此，以使区域b1的面积和区域b2的面积一致的方式，确定造水系统的停止定时t2。通过根据剩余电力和驱动电力的大小，在这样的定时下，进行造水系统10a的运转/停止，能够使蓄电池23的容量最小化。

为了更易于理解，说明两阶段运转切换的情况。如图5(b)所示，在通过两阶段切换运转而使造水系统10a运转的情况下，区域a1是剩余电力22向蓄电池23充电的电力量，区域a2是通过蓄电池23而使半咸水RO装置14运转的驱动电力量。因此，以使区域a1的面积和区域a2的面积一致的方式，确定半咸水RO装置14的起动定时t1。另外，区域b1是剩余电力22向蓄电池23充电的电力量，区域b2是通过蓄电池23而使盐水RO装置11a运转的驱动电力量。因此，以使区域b1的面积和区域b2的面积一致的方式，确定从半咸水RO装置14向盐水RO装置11a的运转切换定时t2。

进而，区域c1是剩余电力22向蓄电池23充电的电力量，区域c2是通过蓄电池23而使盐水RO装置11a运转的驱动电力量。因此，以使区域c1的面积和区域c2的面积一致的方式，确定从盐水RO装置11a向半咸水RO装置14的运转切换定时t3。另外，区域d1是剩余电力22向蓄电池23充电的电力量，区域d2是通过蓄电池23而使半咸水RO装置14运转的驱动电力量。因此，以使区域d1的面积和区域d2的面积一致的方式，确定半咸水RO装置14的停止定时t4。通过根据剩余电力和驱动电力的大小，在这样的定时下，进行起动/停止和半咸水RO装置14/盐水RO装置11a的运转切换，能够使蓄电池23的容量最小化。另外，控制装置15进行这样的运转定时的切换控制。

另外，关于三阶段运转切换的情况，也如图5(c)所示，进行运转切换的控制，以使得区域a1＝区域a2、区域b1＝区域b2、区域c1＝区域c2、区域d1＝区域d2、区域e1＝区域e2、区域f1＝区域f2。这样，确定半咸水RO装置14的起动/停止、以及半咸水RO装置14和盐水RO装置11a的运转切换定时t1、t2、t3、t4、t5、t6。通过根据剩余电力和驱动电力的大小，在这样的定时下，进行起动/停止和半咸水RO装置14/盐水RO装置11a的运转切换，能够使蓄电池23的容量最小化。另外，控制装置15进行这样的运转定时的切换控制。

《第2实施方式》

接下来，关于在本发明的第2实施方式中应用的使用了剩余电力的造水系统，避免重复地进行说明。图6是示出在本发明的第2实施方式中应用的使用了剩余电力的造水系统和外围装置的结构图。图6所示的第2实施方式的造水系统10b与图2所示的第1实施方式的造水系统10a不同之处在于，去掉图2的盐水RO装置11a的第2盐水RO19，同时去掉第2中间罐13，使结构简化。

即，如图6所示，盐水RO装置11b采用由原水罐16、高压泵(HP)17、以及第1盐水RO18构成，并且仅在第1中间罐12中存积中间水的处理系统。在这样的处理系统中，也能够与上述第1实施方式的情况同样地，根据剩余电力的大小，进行半咸水RO装置14和盐水RO装置11b的运转定时的切换控制。控制装置15进行这样的运转定时的切换控制。此处，在盐水RO装置11b中仅有第1盐水RO18(即仅1个盐水RO)，所以相比于图2的盐水RO装置11a，高压泵(HP)17的负载被减轻。因此，能够通过比图2的情况少的剩余电力来使盐水RO装置11b运转。

另外，关于第1盐水RO18和半咸水RO14b，省略了在第1盐水RO18中示出那样的分离水的箭头。

在图6所示的造水系统10b中，也可以与图2的造水系统10a同样地，设置将第1中间罐12连接到生产水罐14c的排水侧的配管、和分别对配管调整流量的阀50。能够通过控制装置15调整该阀50的开度，调整第1中间罐12的中间水和生产水罐14c的淡水的混合比。

能够实现与之前说明了的运用同样的运用。

《第3实施方式》

接下来，关于在本发明的第3实施方式中应用的使用了剩余电力的造水系统，避免重复地进行说明。图7是示出在本发明的第3实施方式中应用的使用了剩余电力的造水系统和外围装置的结构图。图7所示的第3实施方式的造水系统10c与图2所示的第1实施方式的造水系统10a的不同之处在于，去掉图2的第1中间罐12而使结构简化。另外，第1实施方式(图2)和第3实施方式(图7)中的盐水RO装置11a的结构相同。与图2同样地，关于第2盐水RO19和半咸水RO14b，省略在第1盐水RO18中示出那样的分离水的箭头。

如图7所示，在第3实施方式中，在盐水RO装置11a中，通过第1盐水RO18过滤了的中间水的盐分浓度是例如500ppm左右。因此，在第1盐水RO18中过滤了的中间水直接与由半咸水RO装置14的半咸水RO14b过滤了的生产水混合，而存积到生产水罐14c。关于这样混合了的生产水，通过调整混合比例，能够生成为例如200ppm左右的生产水。这样生成了的生产水虽然不适合于饮用水，但能够用作例如工业用水等。

另外，也可以设置将第2中间罐13连接到生产水罐14c的排水侧的配管、和控制该配管的流量的阀50。由此，仅通过控制阀50就能够调整水质，所以运用变得容易。

在这样的处理系统中，也与上述第1实施方式的情况同样地，能够根据剩余电力的大小，进行半咸水RO装置14和盐水RO装置11a的运转定时的切换控制。控制装置15进行这样的运转定时的切换控制。

《总结》

以上，具体说明了本发明的造水系统的几个实施方式，但本发明不限于上述各实施方式的内容，当然能够在不脱离其要旨的范围内实施各种变更。

在图2中，示出了实施例的造水系统10a通过自然能源发电机(W)20的剩余电力22来驱动的例子，但也可以是对电力网连接造水系统10a，控制装置15根据从电力网通知的剩余电力信息和水需求，进行半咸水RO装置14和盐水RO装置11a的运转定时的切换控制，将生成了的中间水或者淡水储藏到中间罐13或者生产水罐14c(总称为储藏罐)的结构。如果是这样的结构，则能够积蓄海水淡水化装置1的造水性能的容量的冗余量(最大造水量-水需求量)的剩余电力。

另外，关于在各实施方式中说明了的造水系统，设想了利用太阳能、风力、潮汐等可再生的自然能源的剩余电力，但不限于自然能源的剩余电力。例如，在即便在夜间也无法停止的火力发电系统中，也能够将在深夜发生的剩余电力应用于本实施方式的造水系统，生成并存积火力发电站的工业用水等。

另外，关于在各实施方式中说明了的造水系统，设想了海水淡水化工厂，但不限于海水淡水化工厂，例如，还能够用作用于对在油田开采石油时喷涌出的高盐分浓度的伴随水进行淡水化的淡水化工厂。

【产业上的可利用性】

根据本发明，能够在孤岛、产油国等中实现为利用了可再生的自然能源的剩余电力的造水系统。

Claims (4)

1.一种造水系统，与包括电力发电系统和电力需求负载的电力网连接，由高盐分浓度的原水来生成低盐分浓度的生产水，所述造水系统的特征在于，具备：

前级处理装置，从所述原水将盐分过滤而生成中间水；

中间罐，存积由所述前级处理装置生成了的中间水；

后级处理装置，去除在所述中间罐中存积了的中间水中含有的盐分而生成低盐分浓度的生产水；

生产水罐，存积由所述后级处理装置生成了的生产水；以及

控制装置，根据所述电力网的剩余电力，驱动所述前级处理装置以及所述后级处理装置中的至少一个。

2.根据权利要求1所述的造水系统，其特征在于，

所述前级处理装置的驱动电力大于所述后级处理装置的驱动电力，

所述控制装置根据所述剩余电力的水平，来驱动控制成驱动所述后级处理装置的阶段、和驱动所述前级处理装置的阶段这2个阶段。

3.根据权利要求1所述的造水系统，其特征在于，

所述前级处理装置的驱动电力大于所述后级处理装置的驱动电力，

所述控制装置根据所述剩余电力的水平，来驱动控制成驱动所述后级处理装置的阶段、驱动所述前级处理装置的阶段、以及驱动所述后级处理装置和所述前级处理装置这两者的阶段这三个阶段。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的造水系统，其特征在于，

所述造水系统还具备蓄电池，该蓄电池通过所述剩余电力进行充电，对所述前级处理装置和所述后级处理装置供给电力，

所述控制装置根据所述蓄电池的剩余容量，控制所述后级处理装置和所述前级处理装置的驱动定时。