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JP2011020010A - Formation water producing apparatus - Google Patents

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JP2011020010A
JP2011020010A JP2009164870A JP2009164870A JP2011020010A JP 2011020010 A JP2011020010 A JP 2011020010A JP 2009164870 A JP2009164870 A JP 2009164870A JP 2009164870 A JP2009164870 A JP 2009164870A JP 2011020010 A JP2011020010 A JP 2011020010A
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JP2009164870A
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Eishiro Sasagawa
英四郎 笹川
Nobuhisa Ishida
信久 石田
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a formation water producing apparatus for producing water by an RO (reverse osmosis) method, wherein the increase in the capacity of a storage battery is suppressed even when the supplied electric energy varies. <P>SOLUTION: The formation water producing apparatus is provided with: a first pressurizing part 2A pressurizing raw water; a first reverse osmosis membrane part 3A filtering the pressurized raw water to form intermediate water; a second pressuring part 2B pressurizing the intermediate water; a second reverse osmosis membrane part 3B filtering the pressurized intermediate water to form the formation water; an intermediate water tank 4 disposed between the first reverse osmosis membrane part 3A and second pressuring part 2B and storing the filtered intermediate water; a solar battery panel 5 generating power; a storage battery 7 storing the generated power; and a control part 9 supplying at least a part of the generated power to the storage battery 7, reducing the supply amount of power to any one of the first pressurizing part 2A or second pressuring part 2B when the amount of insolation reduces from a prescribed value, and keeping the supply amount of the power to the other part constant. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、逆浸透法を利用した生成水製造装置であって、特に、太陽電池モジュールにより発電された電力を用いて淡水を製造する生成水製造装置に関する。   The present invention relates to a produced water production apparatus using a reverse osmosis method, and more particularly to a produced water production apparatus that produces fresh water using electric power generated by a solar cell module.

逆浸透(RO:Reverse Osmosis)法を用いた生成水製造装置は、逆浸透膜を耐圧容器に収納して、海水やかん水などを浸透圧以上の圧力を加えて脱塩して淡水を得る方法であり、従来より利用されている。また、浸透圧以上の圧力を加える動力源として、再生可能エネルギを用いて運転する種々の方法が提案されている(例えば、特許文献1から3参照。)。
特に、人口が少なく送電設備等のインフラが整っていない過疎地域や乾燥地域等において、外部電力に頼らず、再生可能エネルギ源により逆浸透膜装置の運転ができれば、離島などの様々な地域に逆浸透膜装置を容易に普及させることができる。
The produced water production apparatus using the reverse osmosis (RO) method is a method in which a reverse osmosis membrane is housed in a pressure-resistant vessel, and seawater or brine is applied with a pressure equal to or higher than the osmotic pressure to obtain fresh water. It has been used conventionally. Various methods of operating using renewable energy have been proposed as a power source for applying a pressure higher than the osmotic pressure (see, for example, Patent Documents 1 to 3).
Especially in depopulated areas and dry areas where the population is small and infrastructure such as power transmission facilities is not established, if the reverse osmosis membrane device can be operated with a renewable energy source without relying on external power, it can be reversed to various areas such as remote islands. The osmotic membrane device can be easily spread.

特許文献1には、太陽電池モジュールにより発電された電力を用いて生成水製造装置を稼動させるとともに、太陽電池モジュールで受けた雨水を原水タンクに集め、淡水化に用いる技術が記載されている。   Patent Document 1 describes a technique for operating a generated water production apparatus using electric power generated by a solar cell module, collecting rainwater received by the solar cell module in a raw water tank, and using it for desalination.

特許文献2には、風力発電機により発電された電力を用いて海水淡水化装置を稼動させるとともに、風力発電機の発電量に対して予め定めた海水淡水化装置の運転台数を変更する技術や、余剰となった電力を用いて海水を加熱して海水淡水化装置における淡水化効率の向上を図る技術が記載されている。   Patent Document 2 discloses a technique for operating a seawater desalination apparatus using electric power generated by a wind power generator and changing the number of seawater desalination apparatuses operated in advance with respect to the amount of power generated by the wind power generator. Further, there is described a technique for improving seawater desalination efficiency in a seawater desalination apparatus by heating seawater using surplus power.

特許文献3には、太陽電池モジュールや風力発電機により発電された電力を用いて逆浸透膜装置を稼動させるとともに、蓄電池に蓄えられた電力で逆浸透膜装置の駆動に用いられる電力を補うとともに、太陽電池モジュールを逆浸透膜装置の日除けとして用いる技術が記載されている。   In Patent Document 3, the reverse osmosis membrane device is operated using the power generated by the solar cell module or the wind power generator, and the power used for driving the reverse osmosis membrane device is supplemented by the power stored in the storage battery. A technique of using a solar cell module as an awning of a reverse osmosis membrane device is described.

特開平7−68257号公報JP-A-7-68257 特開2000−202441号公報JP 2000-202441 A 特開2004−41887号公報JP 2004-41887 A

一般に、RO法は、逆浸透膜を備えた耐圧容器に収納し、浸透圧(海水の場合には約2.5MPa)以上の圧力を加えることにより、海水等を脱塩して淡水を得る方法であって、上水道や中水道の水質改善にも利用されている。   In general, the RO method is a method for obtaining fresh water by desalting seawater and the like by storing it in a pressure-resistant vessel equipped with a reverse osmosis membrane and applying a pressure of osmotic pressure (about 2.5 MPa in the case of seawater) or more. However, it is also used to improve the quality of water and middle water.

この、RO法を用いた生成水製造装置に対して、太陽電池発電により得られた電力を利用して海水等を淡水化する装置を、海岸付近などの日照条件が良い場所に建設する案が提案されている。
しかしながら、RO法を用いた淡水化の場合には、海水等から淡水を造水する際に要する時間が長く、この間、海水等に加える逆浸透圧力(5MPaから8MPa程度)における急激な変化を避けることが望ましい。
There is a proposal to construct a device for desalinating seawater using the electric power obtained by solar cell power generation in a place with good sunshine conditions, such as near the coast, for this generated water production device using the RO method. Proposed.
However, in the case of desalination using the RO method, it takes a long time to produce fresh water from seawater or the like, and during this time, avoid rapid changes in reverse osmosis pressure (about 5 MPa to 8 MPa) applied to seawater or the like. It is desirable.

太陽電池モジュールを用いた発電は、日照変動の影響を受けて発電量が変化する。そのため、変化を伴う当該電力によりそのままポンプを駆動して逆浸透圧力を発生させると、日照変動により逆浸透圧力も変化するために、逆浸透膜の性能を低下させるという問題があった。   In power generation using a solar cell module, the amount of power generation changes due to the effects of sunshine fluctuations. For this reason, when the pump is directly driven by the electric power accompanied by the change to generate the reverse osmosis pressure, the reverse osmosis pressure also changes due to fluctuations in sunlight, so that the performance of the reverse osmosis membrane is deteriorated.

この問題を解決するために、太陽電池モジュールにより発電された電力を、一度、蓄電池に蓄えることにより日照変動による影響を緩和し、安定した逆浸透圧力を維持する技術が提案されている。
しかしながら、この方法では大容量の蓄電池を必要とするため、蓄電池のコストが嵩むことから実用化に支障を生じるという問題があった。
In order to solve this problem, a technique has been proposed in which the electric power generated by the solar cell module is once stored in a storage battery, thereby mitigating the effects of sunshine fluctuations and maintaining a stable reverse osmosis pressure.
However, since this method requires a large-capacity storage battery, there is a problem that the practical use is hindered because the cost of the storage battery increases.

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、RO法による造水を行う生成水製造装置において、供給される電力量に変動がある場合であっても、蓄電池の容量増加を抑制することができる生成水製造装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and in the produced water production apparatus that performs fresh water generation by the RO method, the capacity of the storage battery can be obtained even when the amount of power supplied varies. It aims at providing the produced water manufacturing apparatus which can suppress an increase.

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の生成水製造装置は、供給された原水を昇圧する第1加圧部と、昇圧された前記原水をろ過して中間水とする第1逆浸透膜部と、前記中間水を昇圧する第2加圧部と、昇圧された前記中間水をろ過して生成水とする第2逆浸透膜部と、前記第1逆浸透膜部と前記第2加圧部との間に配置され、ろ過された前記中間水を一時的に蓄える中間水タンク部と、太陽光に基づいて電力を発電する太陽電池パネルと、発電された電力を一時的に蓄える蓄電池と、前記太陽電池パネルより発電された電力の少なくとも一部を前記蓄電池に供給し、日射量が所定値より減少した場合には、前記第1加圧部および前記第2加圧部のいずれか一方への前記電力の供給量を減らすとともに、他方への前記電力の供給量を一定に保つ制御部と、が設けられていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The apparatus for producing produced water of the present invention includes a first pressurizing unit that pressurizes the supplied raw water, a first reverse osmosis membrane unit that filters the pressurized raw water into intermediate water, and pressurizes the intermediate water A second pressurization unit, a second reverse osmosis membrane unit that filters the pressurized intermediate water to form product water, and is disposed between the first reverse osmosis membrane unit and the second pressurization unit, An intermediate water tank that temporarily stores the filtered intermediate water, a solar cell panel that generates electric power based on sunlight, a storage battery that temporarily stores the generated electric power, and an electric power generated from the solar cell panel When at least a part of the generated power is supplied to the storage battery and the amount of solar radiation decreases below a predetermined value, the amount of power supplied to either the first pressurizing unit or the second pressurizing unit is set. And a control unit that keeps the amount of power supplied to the other constant. It is characterized in.

本発明によれば、第1加圧部により昇圧された海水やかん水などの原水は第1逆浸透膜部においてろ過されて中間水となる。中間水は第2加圧部により昇圧されて第2逆浸透膜部においてろ過されて淡水などの生成水となる。   According to the present invention, raw water such as seawater or brine that has been pressurized by the first pressurizing unit is filtered in the first reverse osmosis membrane unit to become intermediate water. The intermediate water is pressurized by the second pressurizing unit and filtered in the second reverse osmosis membrane unit to produce product water such as fresh water.

所定値の日射量が確保されている場合には、少なくとも太陽電池パネルにより発電された電力で第1加圧部および第2加圧部を駆動させることができる。
その一方で、日射量が所定値よりも減少した場合には、第1加圧部および第2加圧部のいずれか一方へ供給される電力が減らされ、他方へ供給される電力が所定の一定値に保たれる。これにより、原水または中間水についてのろ過処理量は一定量に保たれる。
第1加圧部および第2加圧部の一方の運転継続が困難な場合には、蓄電池に蓄えられた電力も第1加圧部および第2加圧部の一方に供給され、運転の継続が図られる。
When a predetermined amount of solar radiation is secured, the first pressurizing unit and the second pressurizing unit can be driven by at least the electric power generated by the solar cell panel.
On the other hand, when the amount of solar radiation decreases below a predetermined value, the power supplied to one of the first pressurizing unit and the second pressurizing unit is reduced and the power supplied to the other is predetermined. It is kept constant. Thereby, the filtration processing amount about raw | natural water or intermediate | middle water is kept constant.
When it is difficult to continue operation of one of the first pressurizing unit and the second pressurizing unit, the electric power stored in the storage battery is also supplied to one of the first pressurizing unit and the second pressurizing unit, and the operation is continued. Is planned.

例えば、原水のろ過が継続される場合には、第1逆浸透膜部により生成された中間水は中間水タンク部に蓄えられる。中間水のろ過が継続される場合には、中間水タンク部に蓄えられた中間水が第2加圧部により昇圧されて第2逆浸透膜部においてろ過される。   For example, when the raw water is continuously filtered, the intermediate water generated by the first reverse osmosis membrane unit is stored in the intermediate water tank unit. When the filtration of the intermediate water is continued, the intermediate water stored in the intermediate water tank part is pressurized by the second pressurizing part and filtered in the second reverse osmosis membrane part.

上記発明においては、前記制御部は、前記第1加圧部への電力の供給量を一定に制御するとともに、日射量の増減に基づいて前記第2加圧部への電力の供給量、および、前記蓄電池への電力の供給量を制御することが望ましい。   In the above invention, the control unit controls the supply amount of electric power to the first pressurizing unit to be constant, and supplies the electric power to the second pressurizing unit based on increase / decrease in the amount of solar radiation, and It is desirable to control the amount of power supplied to the storage battery.

本発明によれば、第1加圧部は第2加圧部より大きな電力を必要としているため、第1加圧部への電力の供給量を優先して一定に制御することで、原水は第1加圧部により安定した昇圧力のもとで第1逆浸透膜部へ供給される。そのため、第1逆浸透膜部における原水のろ過処理は安定して行われ、中間水が安定して生成される。
また、日射量の増減に基づいて第2加圧部への電力の供給量、および、蓄電池への電力の供給量を制御するので、ろ過された中間水を一時的に蓄える中間水タンク部が、日射量の増減を吸収するバッファーとして働くので、全体システムを簡素化できる。
According to the present invention, since the first pressurizing unit requires a larger amount of power than the second pressurizing unit, the raw water is controlled by controlling the supply amount of power to the first pressurizing unit with priority. The first pressurizing unit supplies the first reverse osmosis membrane unit with a stable pressurizing force. Therefore, the raw water filtration process in the first reverse osmosis membrane part is stably performed, and the intermediate water is stably generated.
Moreover, since the amount of electric power supplied to the second pressurizing unit and the amount of electric power supplied to the storage battery are controlled based on the increase or decrease in the amount of solar radiation, an intermediate water tank unit that temporarily stores the filtered intermediate water Since it acts as a buffer that absorbs changes in solar radiation, the entire system can be simplified.

上記発明においては、前記中間水タンク部の上に、前記太陽電池パネルが設けられていることが望ましい。   In the said invention, it is desirable that the said solar cell panel is provided on the said intermediate water tank part.

本発明によれば、中間水タンク部の上に太陽電池パネルを設けるため、太陽電池パネルを支持する架台を設ける必要がなく、設置スペースも効率化できる。   According to the present invention, since the solar cell panel is provided on the intermediate water tank portion, it is not necessary to provide a stand for supporting the solar cell panel, and the installation space can be made efficient.

さらに、太陽光により昇温した太陽電池パネルの熱を、中間水タンク部に蓄えられた中間水に吸収させることができる。例えば、太陽電池パネルが結晶シリコン系太陽電池モジュールを備えたものである場合には、日照時の太陽電池パネルの昇温を抑制して発電性能の低下を抑制できる。   Furthermore, the heat of the solar cell panel heated by sunlight can be absorbed by the intermediate water stored in the intermediate water tank section. For example, when the solar cell panel includes a crystalline silicon solar cell module, it is possible to suppress a decrease in power generation performance by suppressing the temperature rise of the solar cell panel during sunshine.

その一方で、中間水タンク部に蓄えられた中間水の熱量により、夜間における太陽電池パネルの温度低下が抑制される。例えば、太陽電池パネルが非晶質シリコン系および結晶質シリコン系からなる薄膜系太陽電池モジュールを備えたものである場合には、夜間においても中間水タンク部に蓄熱された熱により太陽電池パネルの温度低下が抑制される。その結果、朝方など太陽電池パネルが冷えている場合に発生しやすい光劣化の助長作用を抑制することができる。従い、結晶シリコン系と薄膜シリコン系のいずれの太陽電池モジュールにも好適である。   On the other hand, the temperature drop of the solar cell panel at night is suppressed by the amount of heat of the intermediate water stored in the intermediate water tank. For example, when the solar cell panel is provided with a thin film solar cell module made of amorphous silicon and crystalline silicon, the solar cell panel is heated by the heat stored in the intermediate water tank even at night. Temperature drop is suppressed. As a result, it is possible to suppress the facilitating effect of light deterioration that is likely to occur when the solar cell panel is cold, such as in the morning. Therefore, it is suitable for both crystalline silicon-based and thin-film silicon-based solar cell modules.

上記発明においては、前記第2加圧部と前記第2逆浸透膜部との間に配置され、昇圧された前記中間水を一時的に蓄える加圧タンク部と、該加圧タンク部内の前記中間水の圧力を一定に保つ圧力調整部と、が設けられていることが望ましい。   In the above invention, a pressurized tank unit that is disposed between the second pressurized unit and the second reverse osmosis membrane unit and temporarily stores the pressurized intermediate water, and the pressurized tank unit It is desirable that a pressure adjusting unit that keeps the pressure of the intermediate water constant is provided.

本発明によれば、第2加圧部に供給される電力が減少しても、加圧タンク部の内部には所定の圧力に昇圧された中間水が蓄えられ、この中間水が第2逆浸透膜部に供給される。そのため、日射量が所定値より減少しても、所定の圧力に昇圧された中間水を日射量の増減を吸収するバッファーとして働いて、第2逆浸透膜部において中間水のろ過を継続できる。   According to the present invention, even if the power supplied to the second pressurizing unit is reduced, the intermediate water that has been boosted to a predetermined pressure is stored inside the pressurizing tank unit, and this intermediate water is Supplied to the osmotic membrane part. Therefore, even if the amount of solar radiation decreases from a predetermined value, the intermediate water whose pressure has been increased to a predetermined pressure works as a buffer that absorbs the increase and decrease of the amount of solar radiation, and the intermediate water can be continuously filtered in the second reverse osmosis membrane portion.

上記発明においては、前記加圧タンク部の上に、前記太陽電池パネルが配置されていることが望ましい。
本発明によれば、加圧タンク部の上に太陽電池パネルを設けるため、太陽電池パネルを支持する架台を設ける必要がなく、設置スペースも効率化できる。
In the said invention, it is desirable that the said solar cell panel is arrange | positioned on the said pressurized tank part.
According to the present invention, since the solar cell panel is provided on the pressurized tank portion, it is not necessary to provide a stand for supporting the solar cell panel, and the installation space can be made efficient.

さらに、太陽光により昇温した太陽電池パネルの熱を、加圧タンク部に蓄えられた中間水に吸収させることができる。例えば、太陽電池パネルが結晶シリコン系太陽電池モジュールを備えたものである場合には、日照時の太陽電池パネルの昇温を抑制して発電性能の低下を抑制できる。   Furthermore, the heat of the solar cell panel heated by sunlight can be absorbed by the intermediate water stored in the pressurized tank unit. For example, when the solar cell panel includes a crystalline silicon solar cell module, it is possible to suppress a decrease in power generation performance by suppressing the temperature rise of the solar cell panel during sunshine.

その一方で、加圧タンク部に蓄えられた中間水の熱量により、夜間における太陽電池パネルの温度低下が抑制される。例えば、太陽電池パネルが非晶質シリコン系および結晶質シリコン系からなる薄膜系太陽電池モジュールを備えたものである場合には、夜間においても中間水タンク部に蓄熱された熱により太陽電池パネルの温度低下が抑制される。その結果、朝方など太陽電池パネルが冷えている場合に発生しやすい光劣化の助長作用を抑制することができる。従い、結晶シリコン系と薄膜シリコン系のいずれの太陽電池モジュールにも好適である。   On the other hand, the temperature drop of the solar cell panel at night is suppressed by the amount of heat of the intermediate water stored in the pressurized tank unit. For example, when the solar cell panel is provided with a thin film solar cell module made of amorphous silicon and crystalline silicon, the solar cell panel is heated by the heat stored in the intermediate water tank even at night. Temperature drop is suppressed. As a result, it is possible to suppress the facilitating effect of light deterioration that is likely to occur when the solar cell panel is cold, such as in the morning. Therefore, it is suitable for both crystalline silicon-based and thin-film silicon-based solar cell modules.

本発明の生成水製造装置は、供給された原水を昇圧する第1加圧部と、昇圧された前記原水をろ過して中間水とする第1逆浸透膜部と、前記中間水を昇圧する第2加圧部と、昇圧された前記中間水をろ過して生成水とする第2逆浸透膜部と、前記第1逆浸透膜部と前記第2加圧部との間に配置され、ろ過された前記中間水を一時的に蓄える中間水タンク部と、太陽光に基づいて電力を発電する太陽電池パネルと、発電された電力を一時的に蓄える蓄電池と、昼間は、前記太陽電池パネルにより発電された電力を前記第1加圧部および前記蓄電池へ供給するとともに前記第2加圧部への前記電力の供給を停止し、夜間は、前記第1加圧部への前記電力の供給を停止するとともに、前記蓄電池から前記第2加圧部へ前記電力を供給する制御部と、が設けられていることを特徴とする。   The apparatus for producing produced water of the present invention includes a first pressurizing unit that pressurizes the supplied raw water, a first reverse osmosis membrane unit that filters the pressurized raw water into intermediate water, and pressurizes the intermediate water A second pressurization unit, a second reverse osmosis membrane unit that filters the pressurized intermediate water to form product water, and is disposed between the first reverse osmosis membrane unit and the second pressurization unit, An intermediate water tank unit that temporarily stores the filtered intermediate water, a solar cell panel that generates electric power based on sunlight, a storage battery that temporarily stores generated electric power, and the solar cell panel during daytime Supplying the electric power generated by the first pressure unit and the storage battery and stopping the supply of the power to the second pressure unit, and supplying the power to the first pressure unit at night And a controller that supplies the power from the storage battery to the second pressurizing unit; And it is provided.

本発明によれば、第1加圧部は第2加圧部より大きな電力を必要としているため、昼間の日射量が確保される時間帯では、太陽電池パネルにより発電された電力を用いて第1加圧部が運転されるとともに、蓄電池に充電が行われる。第1逆浸透膜部では昇圧された原水のろ過が行われ、得られた中間水は中間水タンク部に蓄えられる。このとき、第1加圧部への電力の供給量を優先するために、第2加圧部は停止されている。   According to the present invention, since the first pressurizing unit requires a larger amount of power than the second pressurizing unit, the first pressurizing unit uses the power generated by the solar cell panel in the time zone in which the amount of solar radiation is secured in the daytime. While the 1 pressurizing unit is operated, the storage battery is charged. In the first reverse osmosis membrane part, the pressured raw water is filtered, and the obtained intermediate water is stored in the intermediate water tank part. At this time, the second pressurizing unit is stopped in order to prioritize the amount of power supplied to the first pressurizing unit.

夜間の日射が得られない時間帯では、蓄電池から電力が供給されて第2加圧部が運転される。第2逆浸透膜部では昇圧された中間水のろ過が行われる。このとき、第1加圧部は停止されている。第2加圧部は第1加圧部より大きな電力を必要としないため、昼間に充電された蓄電池から電力を効率よく利用できる。   In the time zone when night solar radiation is not obtained, electric power is supplied from the storage battery and the second pressurizing unit is operated. In the second reverse osmosis membrane part, the filtered intermediate water is filtered. At this time, the first pressurizing unit is stopped. Since the second pressurizing unit does not require larger electric power than the first pressurizing unit, the electric power can be efficiently used from the storage battery charged in the daytime.

そのため、第1加圧部および第2加圧部は、約12時間連続して運転されることとなり、第1逆浸透膜部および第2逆浸透膜部において安定したろ過を行うことができる。
さらに、第2逆浸透膜部においてろ過される中間水の量を確保しつつ、蓄電池に求められる容量を抑制することができる。
Therefore, the first pressurization unit and the second pressurization unit are continuously operated for about 12 hours, and stable filtration can be performed in the first reverse osmosis membrane unit and the second reverse osmosis membrane unit.
Furthermore, the capacity | capacitance calculated | required by a storage battery can be suppressed, ensuring the quantity of the intermediate water filtered in a 2nd reverse osmosis membrane part.

本発明の生成水製造装置によれば、変動を避けられない日射量が所定値よりも減少した場合には、第1加圧部および第2加圧部の一方へ供給される電力を減し、他方へ供給される電力を一定に保つことにより、原水または中間水についてのろ過処理を一定に保ちつつ、蓄電池の容量増加を抑制することができるという効果を奏する。   According to the produced water production apparatus of the present invention, when the amount of solar radiation that cannot be changed is reduced below a predetermined value, the power supplied to one of the first pressurizing unit and the second pressurizing unit is reduced. By keeping the power supplied to the other constant, there is an effect that it is possible to suppress an increase in the capacity of the storage battery while keeping the filtration process for the raw water or the intermediate water constant.

本発明の第1の実施形態に係る生成水製造装置の構成を説明する概略図である。It is the schematic explaining the structure of the produced water manufacturing apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図1の生成水製造装置における太陽電池パネルにより発電された電力の割り振りを説明するグラフである。It is a graph explaining allocation of the electric power generated with the solar cell panel in the generated water manufacturing apparatus of FIG. 日射量の変動と、従来の蓄電池における蓄電容量の変化を説明するグラフである。It is a graph explaining the change of the amount of solar radiation, and the change of the electrical storage capacity in the conventional storage battery. 従来の高圧ポンプおよび中圧ポンプの消費電力の変化と、淡水の造水量の変化を説明するグラフである。It is a graph explaining the change of the power consumption of the conventional high-pressure pump and an intermediate pressure pump, and the change of the amount of fresh water produced. 日射量の変動と、図1の蓄電池における蓄電容量の変化を説明するグラフである。It is a graph explaining the change of the amount of solar radiation, and the change of the electrical storage capacity in the storage battery of FIG. 図1の高圧ポンプおよび中圧ポンプの消費電力の変化と、淡水の造水量の変化を説明するグラフである。It is a graph explaining the change of the power consumption of the high pressure pump of FIG. 1, and a medium pressure pump, and the change of the amount of fresh water produced. 本発明の第2の実施形態に係る生成水製造装置の構成を説明する概略図である。It is the schematic explaining the structure of the produced water manufacturing apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 日射量の変動と、図7の蓄電池における蓄電容量の変化を説明するグラフである。It is a graph explaining the change of the amount of solar radiation, and the change of the electrical storage capacity in the storage battery of FIG. 図7の高圧ポンプおよび中圧ポンプの消費電力の変化と、生成水の造水量の変化を説明するグラフである。It is a graph explaining the change of the power consumption of the high pressure pump of FIG. 本発明の第3の実施形態に係る生成水製造装置の構成を説明する概略図である。It is the schematic explaining the structure of the produced water manufacturing apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 図10のタンクの構成を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the structure of the tank of FIG. 本発明の第4の実施形態に係る生成水製造装置の構成を説明する概略図である。It is the schematic explaining the structure of the produced water manufacturing apparatus which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 図12のタンクの構成を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the structure of the tank of FIG. 本発明の第5の実施形態に係る生成水製造装置の構成を説明する概略図である。It is the schematic explaining the structure of the produced water manufacturing apparatus which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 日射量の変動と、図14の蓄電池における蓄電容量の変化を説明するグラフである。It is a graph explaining the change of the amount of solar radiation, and the change of the electrical storage capacity in the storage battery of FIG. 図14の高圧ポンプおよび中圧ポンプの消費電力の変化と、生成水の造水量の変化を説明するグラフである。It is a graph explaining the change of the power consumption of the high pressure pump of FIG. 14, and a medium pressure pump, and the change of the amount of fresh water produced. 本発明の第6の実施形態に係る生成水製造装置の構成を説明する概略図である。It is the schematic explaining the structure of the produced water manufacturing apparatus which concerns on the 6th Embodiment of this invention. 日射量の変動と、図17の蓄電池における蓄電容量の変化を説明するグラフである。It is a graph explaining the change of the amount of solar radiation, and the change of the electrical storage capacity in the storage battery of FIG. 図17の高圧ポンプおよび中圧ポンプの消費電力の変化と、生成水の造水量の変化を説明するグラフである。It is a graph explaining the change of the power consumption of the high pressure pump of FIG.

〔第1の実施形態〕
以下、本発明の第1の実施形態に係る生成水製造装置ついて図1から図6を参照して説明する。
図1は、本実施形態に係る生成水製造装置の構成を説明する概略図である。
[First Embodiment]
Hereinafter, the produced water production apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6.
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the configuration of the produced water production apparatus according to this embodiment.

本実施形態の生成水製造装置1は、RO法(逆浸透法)を用いて原水である海水から淡水である生成水を造水するものであって、太陽電池パネルにより発電された電力を駆動用電力として用いたものである。
生成水製造装置1には、図1に示すように、高圧ポンプ(第1加圧部)2Aと、第1ROモジュール(第1逆浸透膜部)3Aと、中圧ポンプ(第2加圧部)2Bと、第2ROモジュール(第2逆浸透膜部)3Bと、タンク(中間水タンク部)4と、太陽電池パネル5と、パワーコントローラ6と、蓄電池7と、電力供給セレクタ8と、制御部9と、が設けられている。
The produced water production apparatus 1 of the present embodiment produces fresh produced water from seawater, which is raw water, using the RO method (reverse osmosis method), and drives electric power generated by a solar cell panel. It is used as power for operation.
As shown in FIG. 1, the produced water production apparatus 1 includes a high pressure pump (first pressurizing unit) 2A, a first RO module (first reverse osmosis membrane unit) 3A, and an intermediate pressure pump (second pressurizing unit). ) 2B, second RO module (second reverse osmosis membrane part) 3B, tank (intermediate water tank part) 4, solar panel 5, power controller 6, storage battery 7, power supply selector 8, and control Part 9 is provided.

高圧ポンプ2Aは、海水を高圧(例えば、5MPaから8MPa程度)に昇圧するポンプであって、第1ROモジュール3Aに昇圧した海水を供給するものである。
高圧ポンプ2Aには、海水が供給されているとともに、第2ROモジュール3Bから排出された濃縮された中間水も供給されている。その一方で、高圧ポンプ2Aには、パワーコントローラ6から電力が供給されている。
The high-pressure pump 2A is a pump that raises the pressure of seawater to a high pressure (for example, about 5 MPa to 8 MPa), and supplies the pressurized seawater to the first RO module 3A.
Seawater is supplied to the high-pressure pump 2A, and concentrated intermediate water discharged from the second RO module 3B is also supplied. On the other hand, power is supplied from the power controller 6 to the high-pressure pump 2A.

高圧ポンプ2Aは、中圧ポンプ2Bと比較して大流量の海水を、高圧に昇圧して圧送するものである。そのため、高圧ポンプ2Aにおけるポンプ動力は、中圧ポンプ2Bと比較して大きい。本実施形態では、高圧ポンプ2Aの昇圧は5MPaから8MPa程度であり、中圧ポンプ2Bの昇圧は1MPaから3MPa程度である。また、処理する海水の流量を考慮して、高圧ポンプ2Aと中圧ポンプ2Bとのポンプ動力の比は、生成水製造装置1の処理容量、原水である海水の状態や浸透膜部の性能に左右されるが、約10:1から約5:1程度の範囲内の場合に適用して説明する。
なお、高圧ポンプ2Aとしては、公知のポンプを用いることができ、特に限定するものではない。
The high-pressure pump 2A is configured to increase the pressure of seawater with a large flow rate to a high pressure as compared with the medium-pressure pump 2B. Therefore, the pump power in the high pressure pump 2A is larger than that in the intermediate pressure pump 2B. In this embodiment, the high pressure pump 2A has a pressure increase of about 5 MPa to 8 MPa, and the medium pressure pump 2B has a pressure increase of about 1 MPa to 3 MPa. Further, in consideration of the flow rate of seawater to be treated, the ratio of pump power between the high pressure pump 2A and the intermediate pressure pump 2B depends on the treatment capacity of the produced water production apparatus 1, the state of seawater that is raw water, and the performance of the osmotic membrane section Although it depends, the description will be made by applying to a case where the ratio is in the range of about 10: 1 to about 5: 1.
In addition, as a high pressure pump 2A, a well-known pump can be used and it does not specifically limit.

第1ROモジュール3Aは、海水をろ過処理して中間水を生成するものである。ここで、中間水とは、塩分をはじめ海水に含まれる不純物の量が、低品質な水である海水と比較すると少なく、高品質な生成水である生成水と比較すると多い水のことである。言い換えると中間水は、塩分の多くが除去されるも残留分のある中品質な生成水のことである。   The first RO module 3A generates seawater by filtering seawater. Here, the intermediate water is water whose amount of impurities contained in seawater including salinity is small compared to seawater which is low quality water, and is large compared to product water which is high quality generated water. . In other words, the intermediate water is medium quality product water from which much of the salinity has been removed but with a residual content.

第1ROモジュール3Aには、高圧ポンプ2Aにより5MPaから8MPa程度に昇圧された海水が供給されている。昇圧された海水には、第2ROモジュール3Bから排出された塩分や不純物濃度が濃縮された中間水も含まれ、リサイクルすることで原水(海水)の利用率を向上している。   The first RO module 3A is supplied with seawater whose pressure has been increased from about 5 MPa to about 8 MPa by the high-pressure pump 2A. The pressurized seawater includes intermediate water that has been concentrated from the second RO module 3 </ b> B and has been enriched in salinity and impurity concentration. By recycling, the utilization rate of raw water (seawater) is improved.

第1ROモジュール3Aにより生成された中間水はタンク4に供給されている。その一方で、第1ROモジュール3Aから濃縮された海水が排出されている。濃縮された海水とは、ろ過により中間水が生成された後の海水であって、元の海水と比較して、塩分などの不純物の濃度が高められた海水である。例えば、濃縮された海水は、再び海に戻される。   The intermediate water generated by the first RO module 3A is supplied to the tank 4. On the other hand, the concentrated seawater is discharged from the first RO module 3A. Concentrated seawater is seawater after intermediate water is generated by filtration, and is seawater in which the concentration of impurities such as salinity is increased compared to the original seawater. For example, concentrated seawater is returned to the sea again.

本実施形態では、第2ROモジュール3Bにおいて、第2ROモジュール3Bに供給された中間水を基準として、体積流量で約10%塩分や不純物濃度が濃縮された中間水が第1ROモジュール3Aの高圧ポンプ2A入口にリサイクルされ、かつ、第1ROモジュール3Aにおいて、第1ROモジュール3Aに供給された海水を基準として、体積流量で約40%から約60%の塩分や不純物濃度が濃縮された海水が排出される例に適用して説明する。
そのため、第2ROモジュール3Bと比較して、第1ROモジュール3Aにおける水の処理量は非常に多くなっている。
In the present embodiment, in the second RO module 3B, the intermediate water having about 10% salinity or impurity concentration concentrated by volume flow rate is used as the high-pressure pump 2A of the first RO module 3A based on the intermediate water supplied to the second RO module 3B. In the first RO module 3A, the seawater enriched with about 40% to about 60% of salinity and impurity concentration by volume flow rate is discharged from the first RO module 3A based on the seawater supplied to the first RO module 3A. The explanation is applied to an example.
Therefore, compared with the 2nd RO module 3B, the processing amount of the water in the 1st RO module 3A is very large.

なお、第1ROモジュール3Aとしては、公知のRO法を用いたものを用いることができ、特に限定するものではない。   As the first RO module 3A, a module using a known RO method can be used and is not particularly limited.

中圧ポンプ2Bは、中間水を中圧(例えば、1MPaから3MPa程度)に昇圧するポンプであって、第2ROモジュール3Bに昇圧した中間水を供給するものである。
中圧ポンプ2Bには、タンク4から中間水が供給されているとともに、中圧ポンプ2Bは、第2ROモジュール3Bに1MPaから3MPa程度に昇圧された中間水を供給している。その一方で、中圧ポンプ2Bには、電力供給セレクタ8から電力が供給されている。
The intermediate pressure pump 2B is a pump that increases the intermediate water to an intermediate pressure (for example, about 1 MPa to 3 MPa), and supplies the increased intermediate water to the second RO module 3B.
Intermediate water is supplied from the tank 4 to the intermediate pressure pump 2B, and the intermediate pressure pump 2B supplies intermediate water pressurized to about 1 MPa to 3 MPa to the second RO module 3B. On the other hand, power is supplied from the power supply selector 8 to the intermediate pressure pump 2B.

なお、中圧ポンプ2Bとしては、公知のポンプを用いることができ、特に限定するものではない。   Note that a known pump can be used as the intermediate pressure pump 2B, and is not particularly limited.

第2ROモジュール3Bは、中間水をろ過処理して生成水を生成するものである。
第2ROモジュール3Bには、中圧ポンプ2Bにより1MPaから3MPa程度に昇圧された中間水が供給され、第2ROモジュール3Bにより生成された生成水は外部に供給されている。その一方で、第2ROモジュール3Bにおいて塩分や不純物濃度が濃縮された中間水が、高圧ポンプ2Aの上流側に排出されている。
The 2nd RO module 3B produces | generates produced water by filtering the intermediate water.
Intermediate water whose pressure has been increased from about 1 MPa to about 3 MPa by the intermediate pressure pump 2B is supplied to the second RO module 3B, and the generated water generated by the second RO module 3B is supplied to the outside. On the other hand, the intermediate water whose salinity and impurity concentration are concentrated in the second RO module 3B is discharged to the upstream side of the high-pressure pump 2A.

なお、第2ROモジュール3Bとしては、公知のRO法を用いたものを用いることができ、特に限定するものではない。   In addition, as the 2nd RO module 3B, what used the well-known RO method can be used, and it does not specifically limit.

タンク4は、第1ROモジュール3Aにより生成された中間水を一時的に蓄えるものである。
タンク4には、第1ROモジュール3Aから中間水が供給されるとともに、タンク4から中圧ポンプ2Bに中間水が供給されている。
The tank 4 temporarily stores the intermediate water generated by the first RO module 3A.
Intermediate water is supplied to the tank 4 from the first RO module 3A, and intermediate water is supplied from the tank 4 to the intermediate pressure pump 2B.

なお、タンク4としては、公知の容器を用いることができ、特に限定するものではない。   In addition, as a tank 4, a well-known container can be used and it does not specifically limit.

太陽電池パネル5は、太陽光を電気エネルギに変換するものであって、発電を行うものである。
太陽電池パネル5はパワーコントローラ6と電気的に接続されている。
なお、太陽電池パネル5としては、単層アモルファスシリコン薄膜太陽電池や、微結晶シリコンをはじめとする結晶質シリコン太陽電池や、シリコンゲルマニウム太陽電池や、アモルファスシリコン太陽電池と結晶質シリコン太陽電池やシリコンゲルマニウム太陽電池とを各1から複数層に積層させた多接合型(タンデム型)太陽電池、単結晶シリコン太陽電池、多結晶シリコン太陽電池、化合物系(CIGSやCdTeなど)太陽電池など、種々の形式の公知のものを用いることができ、特に限定するものではない。
The solar cell panel 5 converts sunlight into electric energy and generates power.
The solar cell panel 5 is electrically connected to the power controller 6.
As the solar cell panel 5, a single-layer amorphous silicon thin film solar cell, a crystalline silicon solar cell including microcrystalline silicon, a silicon germanium solar cell, an amorphous silicon solar cell and a crystalline silicon solar cell, silicon Various types such as multi-junction (tandem) solar cells, single-crystal silicon solar cells, polycrystalline-silicon solar cells, compound-based (CIGS, CdTe, etc.) solar cells in which germanium solar cells are stacked in layers from one to each. A known type can be used and is not particularly limited.

パワーコントローラ6は、制御部9の制御信号に基づいて、電力の割り振りを行うものである。パワーコントローラ6による具体的な電力の割り振りについては後述する。
パワーコントローラ6は、太陽電池パネル5、蓄電池7、電力供給セレクタ8、高圧ポンプ2Aと電気的に接続されている。その一方で、パワーコントローラ6には、制御部9から電力の割り振りを制御する制御信号が入力されている。
The power controller 6 performs power allocation based on a control signal from the control unit 9. Specific power allocation by the power controller 6 will be described later.
The power controller 6 is electrically connected to the solar cell panel 5, the storage battery 7, the power supply selector 8, and the high-pressure pump 2A. On the other hand, a control signal for controlling power allocation from the control unit 9 is input to the power controller 6.

蓄電池7は、太陽電池パネル5により発電された電力を一時的に蓄え、蓄えた電力を第1ROモジュール3Aなどに供給するものである。蓄電池7はパワーコントローラ6と電気的に接続されている。
なお、蓄電池7としては、リチウム電池や、鉛蓄電池などの公知の蓄電池を用いることができ、特に限定するものではない。
The storage battery 7 temporarily stores the power generated by the solar cell panel 5 and supplies the stored power to the first RO module 3A and the like. The storage battery 7 is electrically connected to the power controller 6.
In addition, as the storage battery 7, well-known storage batteries, such as a lithium battery and a lead storage battery, can be used, and it does not specifically limit.

電力供給セレクタ8は、制御装置の制御信号に基づいて、パワーコントローラ6から供給された電力を、高圧ポンプ2Aおよび中圧ポンプ2Bのいずれか一方に供給するものである。
電力供給セレクタ8は、パワーコントローラ6から電力の供給が可能に接続されているとともに、高圧ポンプ2Aおよび中圧ポンプ2Bへ電力の供給が可能に接続されている。
The power supply selector 8 supplies the power supplied from the power controller 6 to one of the high pressure pump 2A and the intermediate pressure pump 2B based on the control signal of the control device.
The power supply selector 8 is connected to be able to supply power from the power controller 6 and is connected to be able to supply power to the high pressure pump 2A and the intermediate pressure pump 2B.

その一方で、制御部9と電力の割り振りを制御する制御信号が入力可能に接続されている。
なお、電力供給セレクタ8としては、公知のものを用いることができ、特に限定するものではない。
On the other hand, a control signal for controlling the power allocation is connected to the control unit 9 so as to be inputable.
The power supply selector 8 may be a known one, and is not particularly limited.

制御部9は、パワーコントローラ6および電力供給セレクタ8を制御することにより、電力の割り振りを制御するものである。
制御部9は、パワーコントローラ6および電力供給セレクタ8に対して制御信号を出力可能に接続されている。
The control unit 9 controls power allocation by controlling the power controller 6 and the power supply selector 8.
The control unit 9 is connected to the power controller 6 and the power supply selector 8 so that a control signal can be output.

さらに、制御部9には、日照変動の観測値、言い換えると日射量変動の観測値、および気象情報の少なくとも一方が入力され、パワーコントローラ6および電力供給セレクタ8の制御に用いられている。
なお、制御部9による具体的な制御については後述する。
Furthermore, at least one of the observation value of the sunshine fluctuation, in other words, the observation value of the solar radiation fluctuation, and the weather information is input to the control unit 9 and used for controlling the power controller 6 and the power supply selector 8.
Specific control by the control unit 9 will be described later.

次に、上記の構成からなる生成水製造装置1における生成水の造水方法について説明する。
本実施形態の生成水製造装置1では、高圧ポンプ2Aおよび第1ROモジュール3Aを24時間連続して稼動させる一方で、中圧ポンプ2Bおよび第2ROモジュール3Bの稼動が制御されている。
Next, a method for producing the produced water in the produced water production apparatus 1 having the above configuration will be described.
In the produced water production apparatus 1 of the present embodiment, the high pressure pump 2A and the first RO module 3A are operated continuously for 24 hours, while the operations of the intermediate pressure pump 2B and the second RO module 3B are controlled.

ここで、海水から生成水が生成される場合の一連の流れについて説明する。
最初に、制御部9、パワーコントローラ6および電力供給セレクタ8により、高圧ポンプ2Aに電力が供給され、高圧ポンプ2Aが駆動される。すると、高圧ポンプ2Aにより昇圧された海水は第1ROモジュール3Aに供給されて、ろ過処理されることにより中間水が生成される。生成された中間水はタンク4に蓄えられる。その一方で、塩分や不純物濃度などが濃縮された海水は第1ROモジュール3Aから排出される。
ここまでの過程は、24時間連続して行われる。
Here, a series of flows when generated water is generated from seawater will be described.
First, power is supplied to the high-pressure pump 2A by the control unit 9, the power controller 6, and the power supply selector 8, and the high-pressure pump 2A is driven. Then, the seawater pressurized by the high-pressure pump 2A is supplied to the first RO module 3A, and subjected to a filtration process to generate intermediate water. The generated intermediate water is stored in the tank 4. On the other hand, the seawater in which the salinity and the impurity concentration are concentrated is discharged from the first RO module 3A.
The process so far is performed continuously for 24 hours.

その後、日照条件が良好であって(日射量が多く)、太陽電池パネル5による発電量が高圧ポンプ2Aおよび中圧ポンプ2Bを駆動させるのに十分な場合には、次の制御が制御部9によって行われる。   Thereafter, when the sunshine conditions are good (the amount of solar radiation is large) and the amount of power generated by the solar panel 5 is sufficient to drive the high-pressure pump 2A and the intermediate-pressure pump 2B, the next control is performed by the control unit 9. Is done by.

つまり、制御部9、パワーコントローラ6および電力供給セレクタ8により、中圧ポンプ2Bには、太陽電池パネル5から電力が供給され、中圧ポンプ2Bの駆動が開始される。すると、中間水はタンク4に一時的に蓄えられた後、中圧ポンプ2Bにより1MPaから3MPa程度に昇圧されて第2ROモジュール3Bに供給される。第2ROモジュール3Bにおいて中間水はろ過処理されて生成水となる。その一方で、塩分や不純物濃度などが濃縮された中間水は、第2ROモジュール3Bから排出されて高圧ポンプ2Aの上流側に戻され、リサイクルすることで、総合回収率(原水の利用率)を高めることができる。   That is, the control unit 9, the power controller 6, and the power supply selector 8 supply power to the intermediate pressure pump 2B from the solar battery panel 5, and drive of the intermediate pressure pump 2B is started. Then, after the intermediate water is temporarily stored in the tank 4, the pressure is increased from about 1 MPa to about 3 MPa by the intermediate pressure pump 2B and supplied to the second RO module 3B. In the second RO module 3 </ b> B, the intermediate water is subjected to a filtration process to become generated water. On the other hand, the intermediate water enriched in salinity, impurity concentration, etc. is discharged from the second RO module 3B, returned to the upstream side of the high-pressure pump 2A, and recycled to increase the overall recovery rate (utilization rate of raw water). Can be increased.

日照条件がさらに良好な場合には、太陽電池パネル5による発電量が増加するため、増加した発電量を用いて、以下の制御が行われる。   When the sunshine conditions are even better, the amount of power generated by the solar cell panel 5 increases, so the following control is performed using the increased amount of power generated.

つまり、制御部9、パワーコントローラ6および電力供給セレクタ8により、太陽電池パネル5から中圧ポンプ2Bに供給される電力がさらに増やされる。すると、中圧ポンプ2Bは、第1ROモジュール3Aにより生成された中間水に加えて、タンク4に蓄えられていた中間水を昇圧して第2ROモジュール3Bに供給する。これにより、第2ROモジュール3Bにより生成される生成水の量が増加する。   That is, the power supplied from the solar cell panel 5 to the intermediate pressure pump 2B is further increased by the control unit 9, the power controller 6, and the power supply selector 8. Then, the intermediate pressure pump 2B boosts the intermediate water stored in the tank 4 in addition to the intermediate water generated by the first RO module 3A and supplies it to the second RO module 3B. Thereby, the amount of generated water generated by the second RO module 3B increases.

逆に、日照条件が悪化して日射量が減少すると、太陽電池パネル5による発電量が減少するため、以下の制御が行われる。   Conversely, when the sunshine conditions deteriorate and the amount of solar radiation decreases, the amount of power generated by the solar cell panel 5 decreases, so the following control is performed.

つまり、制御部9および電力供給セレクタ8により中圧ポンプ2Bに供給されていた電力が高圧ポンプ2Aを優先に供給され、高圧ポンプ2Aの運転状態が維持される。中圧ポンプ2Bに供給できる余剰電力がある場合には、余剰電力に応じて中圧ポンプ2Bの運転が継続される。その一方で、余剰電力がない場合には、中圧ポンプ2Bの運転は停止される。   That is, the power supplied to the intermediate pressure pump 2B by the control unit 9 and the power supply selector 8 is preferentially supplied to the high pressure pump 2A, and the operating state of the high pressure pump 2A is maintained. When there is surplus power that can be supplied to the intermediate pressure pump 2B, the operation of the intermediate pressure pump 2B is continued according to the surplus power. On the other hand, when there is no surplus power, the operation of the intermediate pressure pump 2B is stopped.

あるいは、制御部9およびパワーコントローラ6により余剰電力を蓄電池7に供給してもよい。   Alternatively, surplus power may be supplied to the storage battery 7 by the control unit 9 and the power controller 6.

さらに日照条件が悪化して日射量が減少すると、太陽電池パネル5による発電量がさらに減少するため、以下の制御が行われる。
つまり、制御部9およびパワーコントローラ6により中圧ポンプ2Bに供給される電力は、蓄電池7に供給される。さらに、高圧ポンプ2Aには、蓄電池7から電力が供給される。これにより、高圧ポンプ2Aの運転状態が維持される。
When the sunshine conditions further deteriorate and the amount of solar radiation decreases, the amount of power generated by the solar cell panel 5 further decreases, so the following control is performed.
That is, the electric power supplied to the intermediate pressure pump 2 </ b> B by the control unit 9 and the power controller 6 is supplied to the storage battery 7. Furthermore, electric power is supplied from the storage battery 7 to the high-pressure pump 2A. Thereby, the operating state of the high-pressure pump 2A is maintained.

夜間になると、以下の制御が行われる。
つまり、制御部9およびパワーコントローラ6により、高圧ポンプ2Aには、蓄電池7から電力が供給される。これにより、高圧ポンプ2Aの運転状態が維持される。
The following controls are performed at night.
That is, electric power is supplied from the storage battery 7 to the high-pressure pump 2 </ b> A by the control unit 9 and the power controller 6. Thereby, the operating state of the high-pressure pump 2A is maintained.

ここで、上述の構成からなる生成水製造装置1における電力の割り振り、言い換えると電力の分配について説明する。
図2は、図1の生成水製造装置における太陽電池パネルにより発電された電力の割り振りを説明するグラフである。
ここでは、100kWの太陽電池パネル5を供えた生成水製造装置1であって、高圧ポンプ2Aと中圧ポンプ2Bのポンプ動力の比は85:15である。さらに、高圧ポンプを24時間連続して駆動し、中圧ポンプ2Bを12時間連続して駆動する場合について説明する。
Here, power allocation in the produced water production apparatus 1 having the above-described configuration, in other words, power distribution will be described.
FIG. 2 is a graph for explaining allocation of electric power generated by the solar cell panel in the generated water production apparatus of FIG.
Here, it is the produced water manufacturing apparatus 1 provided with the solar cell panel 5 of 100 kW, Comprising: The ratio of the pump power of the high pressure pump 2A and the intermediate pressure pump 2B is 85:15. Further, a case where the high pressure pump is continuously driven for 24 hours and the intermediate pressure pump 2B is continuously driven for 12 hours will be described.

晴天時における太陽電池パネル5による発電量は、図2に示すように、日の出(6時ごろ)から増加し始め、正午(12時ごろ)で最大となる。その後、発電量が減少し始め、日の入り(18時ごろ)には零となる。   As shown in FIG. 2, the amount of power generated by the solar panel 5 in fine weather starts to increase from sunrise (around 6 o'clock) and reaches its maximum at noon (around 12 o'clock). After that, the amount of power generation starts to decrease and becomes zero at sunset (around 18:00).

この太陽電池パネル5により発電された電力量のうち、約50%が蓄電池7に充電され(A)、約7.5%が中圧ポンプ2Bの駆動に用いられ(B)、約42.5%が高圧ポンプ2Aの駆動に用いられる(C)。
蓄電池7に充電された電力は、日射量が変動した場合と、夜間やおける高圧ポンプ2Aの駆動と中圧ポンプ2Bの駆動に用いられるものである。
About 50% of the electric power generated by the solar cell panel 5 is charged in the storage battery 7 (A), about 7.5% is used for driving the intermediate pressure pump 2B (B), and about 42.5. % Is used to drive the high-pressure pump 2A (C).
The electric power charged in the storage battery 7 is used for driving the high-pressure pump 2A and the intermediate-pressure pump 2B when the amount of solar radiation fluctuates and at night.

さらに、生成水製造装置1における日射量の変動と、高圧ポンプ2Aの消費電力、中圧ポンプ2Bの消費電力、および、蓄電池7における蓄電容量の変動について説明する。
図3は、日射量の変動と、従来の蓄電池における蓄電容量の変化を説明するグラフである。図4は、計画日射量をもとに制御を行なう場合の従来のシステムにおける高圧ポンプおよび中圧ポンプの消費電力の変化と、生成水の造水量の変化を説明するグラフである。
Furthermore, the fluctuation | variation of the solar radiation amount in the produced water manufacturing apparatus 1, the power consumption of the high pressure pump 2A, the power consumption of the intermediate pressure pump 2B, and the fluctuation | variation of the electrical storage capacity in the storage battery 7 are demonstrated.
FIG. 3 is a graph for explaining changes in the amount of solar radiation and changes in the storage capacity of a conventional storage battery. FIG. 4 is a graph for explaining changes in the power consumption of the high-pressure pump and the intermediate-pressure pump and changes in the amount of water produced in the conventional system when control is performed based on the planned amount of solar radiation.

図3におけるL1は日射量の時間変動を示すグラフであり、L2は蓄電池の蓄電容量の時間変動を示すグラフである。図4におけるL3は高圧ポンプの消費電力の時間変動を示すグラフであり、L4は中圧ポンプの消費電力の時間変動を示すグラフであり、L5は生成水の造水量の時間変動を示すグラフである。   L1 in FIG. 3 is a graph showing temporal fluctuations in the amount of solar radiation, and L2 is a graph showing temporal fluctuations in the storage capacity of the storage battery. L3 in FIG. 4 is a graph showing the time fluctuation of the power consumption of the high pressure pump, L4 is a graph showing the time fluctuation of the power consumption of the medium pressure pump, and L5 is a graph showing the time fluctuation of the fresh water production amount. is there.

従来システムの制御を行う生成水製造装置の場合には、図3および図4に示すように、日射量が変動しても、高圧ポンプおよび中圧ポンプを継続して、かつ、一定に運転する制御が行われている(L3,L4)。そのため、生成水の造水量も一定となっている(L5)。   In the case of the produced water production apparatus that controls the conventional system, as shown in FIGS. 3 and 4, even if the amount of solar radiation fluctuates, the high-pressure pump and the intermediate-pressure pump are operated continuously and constantly. Control is performed (L3, L4). Therefore, the amount of produced water is also constant (L5).

その一方で、蓄電池の蓄電容量(L2)は、日射量(L1)の変動に遅れて追従する変化を示している。さらに、13時から16時にわたる日射量の一時的な低下に対して、蓄電池の蓄電容量には、日射量の一時的な低下がなかった場合(点線)と比較して、約13%低下する変動が現れている。
図4の従来のシステムのように、計画日射量をもとに日射量が変動しても、高圧ポンプおよび中圧ポンプを一定に継続運転する制御が行うためには、日射量変動を吸収できるよう十分な容量の蓄電池が必要な状況にある。
On the other hand, the storage capacity (L2) of the storage battery shows a change that follows the fluctuation of the solar radiation (L1) with a delay. Furthermore, in contrast to the temporary decrease in the amount of solar radiation from 13:00 to 16:00, the storage capacity of the storage battery is reduced by about 13% compared to the case where there was no temporary decrease in the amount of solar radiation (dotted line). Fluctuations are appearing.
As in the conventional system of FIG. 4, even if the amount of solar radiation fluctuates based on the planned amount of solar radiation, in order to perform control to continuously operate the high-pressure pump and the intermediate pressure pump, the variation in solar radiation amount can be absorbed. In such a situation, a storage battery with sufficient capacity is required.

図5は、日射量の変動と、図1の蓄電池における蓄電容量の変化を説明するグラフである。図6は、図1の高圧ポンプおよび中圧ポンプの消費電力の変化と、生成水の造水量の変化を説明するグラフである。
本実施形態の生成水製造装置1の場合には、図5および図6に示すように、日射量(L1)の変動に応じて中圧ポンプ2Bの消費電力(L4)も変動している。具体的には、13時から15時までの間で中圧ポンプ2Bの消費電力(L4)が減少している。そのため、生成水の造水量(L5)も減少している。
FIG. 5 is a graph for explaining the change in the amount of solar radiation and the change in the storage capacity of the storage battery of FIG. FIG. 6 is a graph for explaining changes in power consumption of the high-pressure pump and the intermediate-pressure pump in FIG. 1 and changes in the amount of fresh water produced.
In the case of the produced water production apparatus 1 of the present embodiment, as shown in FIGS. 5 and 6, the power consumption (L4) of the intermediate pressure pump 2B varies according to the variation in the amount of solar radiation (L1). Specifically, the power consumption (L4) of the intermediate pressure pump 2B decreases between 13:00 and 15:00. Therefore, the amount of water produced (L5) is also reduced.

さらに、16時から19時までは、日射量(L1)が通常の変化に戻っているため、生成水の一日の総造水量を確保することを目的として、中圧ポンプ2Bの消費電力(L4)が、従来の制御の場合(定常運転の場合)と比較して、約150%にまで増やされている。そのため、生成水の時間当たりの造水量(L5)も約150%にまで増やされている。   Furthermore, from 16:00 to 19:00, the amount of solar radiation (L1) has returned to the normal change, so that the power consumption of the intermediate pressure pump 2B ( L4) is increased to about 150% compared to the case of the conventional control (in the case of steady operation). Therefore, the amount of produced water per hour (L5) is also increased to about 150%.

日の入りである19時以降は、再び中圧ポンプ2Bの消費電力(L4)は、定常運転時の消費電力まで減少され、生成水の時間当たりの造水量も定常運転時の造水量へ減らされている。
その一方で、高圧ポンプ2Aにおける消費電力(L3)は、一日を通じて一定に保たれている。
After 19:00, which is the sunset, the power consumption (L4) of the intermediate pressure pump 2B is reduced again to the power consumption during steady operation, and the amount of fresh water generated per hour is reduced to the amount of fresh water produced during steady operation. Yes.
On the other hand, the power consumption (L3) in the high-pressure pump 2A is kept constant throughout the day.

蓄電池の蓄電容量(L2)は、日射量(L1)の変動に遅れて追従する変化を示している。さらに、13時から16時にわたる日射量の一時的な低下に対して、蓄電池の蓄電容量には、日射量の一時的な低下がなかった場合(点線)と比較して、約12%低下する変動が現れている。   The storage capacity (L2) of the storage battery shows a change that follows the fluctuation of the solar radiation (L1) with a delay. Furthermore, in contrast to the temporary decrease in the amount of solar radiation from 13:00 to 16:00, the storage capacity of the storage battery is reduced by about 12% compared to the case where there was no temporary decrease in the amount of solar radiation (dotted line). Fluctuations are appearing.

上記の構成によれば、大きなポンプ動力を必要とする高圧ポンプ2Aの稼動状態を変動することなく一定に維持することができるため、第1ROモジュール3Aを高い運転効率のままで処理能力を高い状態に保つことができる。このため、本実施形態の生成水製造装置1は、必要電力の多くを占める高圧ポンプ2Aの稼動を安定な状態に維持することで、生成水製造装置1の運転効率を維持して、造水コストの増加を抑制できる。
具体的には、海水は高圧ポンプ2Aにより安定して昇圧されて第1ROモジュール3Aへ供給される。そのため、第1ROモジュール3Aにおける海水のろ過処理が安定して行われ、中間水が安定して生成される。
According to the above configuration, the operating state of the high-pressure pump 2A that requires large pump power can be kept constant without fluctuation, so that the first RO module 3A remains in a high processing efficiency while maintaining high operating efficiency. Can be kept in. For this reason, the generated water production apparatus 1 of the present embodiment maintains the operation efficiency of the produced water production apparatus 1 by maintaining the operation of the high-pressure pump 2A occupying much of the necessary power in a stable state, Increase in cost can be suppressed.
Specifically, seawater is stably pressurized by the high-pressure pump 2A and supplied to the first RO module 3A. Therefore, the seawater filtration process in the first RO module 3A is stably performed, and the intermediate water is stably generated.

日照変動(日射量の変動)による太陽電池パネル5の発電量変動を、中圧ポンプ2Bの稼動状態を制御することにより吸収することができる。つまり、中圧ポンプ2Bは高圧ポンプ2Aより大きな電力を必要としないため、中圧ポンプ2Bの運転状態をこまめに制御するとともに、昼間に充電された蓄電池から電力を効率よく利用できる。そのため、本実施形態の生成水製造装置1を、自然エネルギ利用に適したシステムとすることができる。   Variations in the amount of power generated by the solar cell panel 5 due to variations in sunlight (variation in solar radiation) can be absorbed by controlling the operating state of the intermediate pressure pump 2B. That is, since the intermediate pressure pump 2B does not require larger electric power than the high pressure pump 2A, the operation state of the intermediate pressure pump 2B is frequently controlled, and the electric power can be efficiently used from the storage battery charged in the daytime. Therefore, the produced water production apparatus 1 of the present embodiment can be a system suitable for natural energy utilization.

すなわち、日射量の増減変動に基づいて、中圧ポンプ2Bへの電力の供給量、および、蓄電池への電力の供給量を制御するとともに、ろ過された中間水を一時的に蓄える中間水のタンク4が、日射量の増減を吸収するバッファーとして働くので、蓄電池容量を抑制できるとともに、全体システムを簡素化できる。   That is, an intermediate water tank that temporarily stores the filtered intermediate water while controlling the amount of electric power supplied to the intermediate pressure pump 2B and the amount of electric power supplied to the storage battery based on fluctuations in the amount of solar radiation. 4 functions as a buffer that absorbs the increase and decrease of the amount of solar radiation, so that the storage battery capacity can be suppressed and the entire system can be simplified.

蓄電池7に蓄えられた電力の利用は、制御部9により日照条件に基づいて制御される。具体的には、第1ROモジュール3Aの不足電力を補うために優先して利用される。そのため、生成水製造装置1の運転効率を維持するとともに、蓄電池7における蓄電容量の増加が抑制され、生成水製造装置1のコスト低減に貢献できる。   Use of the electric power stored in the storage battery 7 is controlled by the control unit 9 based on sunshine conditions. Specifically, the first RO module 3A is preferentially used to compensate for the insufficient power. Therefore, while maintaining the operating efficiency of the produced water production apparatus 1, an increase in the storage capacity of the storage battery 7 is suppressed, which can contribute to the cost reduction of the produced water production apparatus 1.

なお、上述の実施形態のように、高圧ポンプ2Aおよび第1ROモジュール3Aと、中圧ポンプ2Bおよび第2ROモジュール3Bとを用いて2段階のろ過処理を経て生成水を造水してもよいし、中圧ポンプ2Bおよび第2ROモジュール3Bをさらに2段階のろ過処理を行なう3段階のろ過処理を経て生成水を造成してもよく、特に限定するものではない。   Note that, as in the above-described embodiment, the generated water may be produced through two-stage filtration using the high pressure pump 2A and the first RO module 3A, and the intermediate pressure pump 2B and the second RO module 3B. The generated water may be formed through a three-stage filtration process in which the intermediate pressure pump 2B and the second RO module 3B are further subjected to a two-stage filtration process, and is not particularly limited.

3段階のろ過処理を行う場合には、中圧ポンプ2Bおよび第2ROモジュール3Bのろ過処理の後(下流側)に、低圧ポンプ2Cおよび第3ROモジュール3Cを設けることで、全体として3段階のろ過処理を行なう。ここで、2段階目のろ過処理に用いられる中圧ポンプ2Bおよび3段階目のろ過処理に用いられる低圧ポンプ2Cの電力と制御、およびこれらに関するROモジュールに対して、上述の中圧ポンプ2Bおよび第2ROモジュール3Bと同様の制御を行うことができる。   When three-stage filtration is performed, the low-pressure pump 2C and the third RO module 3C are provided after the filtration of the intermediate pressure pump 2B and the second RO module 3B (downstream side), so that three stages of filtration are performed as a whole. Perform processing. Here, with respect to the power and control of the intermediate pressure pump 2B used for the second stage filtration process and the low pressure pump 2C used for the third stage filtration process, and the RO module related thereto, the above-described intermediate pressure pump 2B and Control similar to that of the second RO module 3B can be performed.

すなわち、3段階目のろ過の低圧ポンプ2Cの電力と制御、および第3ROモジュール3Cに対しては、2段階目のろ過の中圧ポンプ2Bおよび第2ROモジュール3Bに含まれる一部の構成として扱い、上述の中圧ポンプ2Bおよび第2ROモジュール3Bで代表して取り扱うことが出来る。   That is, the power and control of the low pressure pump 2C for the third stage filtration and the third RO module 3C are treated as a part of the configuration included in the intermediate pressure pump 2B and the second RO module 3B for the second stage filtration. The medium pressure pump 2B and the second RO module 3B described above can be handled as a representative.

〔第2の実施形態〕
次に、本発明の第2の実施形態について図7から図9を参照して説明する。
本実施形態の生成水製造装置の基本構成は、第1の実施形態と同様であるが、第1の実施形態とは、中圧ポンプの制御方法が異なっている。よって、本実施形態においては、図7から図9を用いて中圧ポンプの制御に関する構成のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図7は、本実施形態に係る生成水製造装置の構成を説明する概略図である。
なお、第1の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The basic configuration of the produced water production apparatus of this embodiment is the same as that of the first embodiment, but the control method of the intermediate pressure pump is different from that of the first embodiment. Therefore, in the present embodiment, only the configuration relating to the control of the intermediate pressure pump will be described using FIGS. 7 to 9, and description of other components and the like will be omitted.
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating the configuration of the produced water production apparatus according to this embodiment.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component same as 1st Embodiment, and the description is abbreviate | omitted.

生成水製造装置101には、図7に示すように、高圧ポンプ2Aと、第1ROモジュール3Aと、中圧ポンプ2Bと、第2ROモジュール3Bと、タンク4と、太陽電池パネル5と、パワーコントローラ106と、蓄電池7と、電力供給セレクタ8と、制御部109と、が設けられている。   As shown in FIG. 7, the generated water production apparatus 101 includes a high pressure pump 2A, a first RO module 3A, an intermediate pressure pump 2B, a second RO module 3B, a tank 4, a solar cell panel 5, and a power controller. 106, a storage battery 7, a power supply selector 8, and a control unit 109 are provided.

パワーコントローラ106は、制御部109の制御信号に基づいて、電力の割り振りを行うものである。パワーコントローラ106による具体的な電力の割り振りについては後述する。パワーコントローラ106は、太陽電池パネル5、蓄電池7、電力供給セレクタ8、高圧ポンプ2Aと電気的に接続されている。その一方で、パワーコントローラ106には、制御部109から電力の割り振りを制御する制御信号が入力されている。   The power controller 106 performs power allocation based on a control signal from the control unit 109. Specific power allocation by the power controller 106 will be described later. The power controller 106 is electrically connected to the solar cell panel 5, the storage battery 7, the power supply selector 8, and the high-pressure pump 2A. On the other hand, a control signal for controlling power allocation from the control unit 109 is input to the power controller 106.

ここで、パワーコントローラ106は、中圧ポンプ2Bに対して蓄電池7から電力を供給する点において、第1の実施形態におけるパワーコントローラ6と異なっている。   Here, the power controller 106 is different from the power controller 6 in the first embodiment in that power is supplied from the storage battery 7 to the intermediate pressure pump 2B.

制御部109は、パワーコントローラ106および電力供給セレクタ8を制御することにより、電力の割り振りを制御するものである。制御部109は、パワーコントローラ106および電力供給セレクタ8に対して制御信号を出力可能に接続されている。
さらに、制御部109には、日照変動の観測値、言い換えると日射量変動の観測値、および気象情報の少なくとも一方が入力され、パワーコントローラ106および電力供給セレクタ8の制御に用いられている。
The control unit 109 controls power allocation by controlling the power controller 106 and the power supply selector 8. The control unit 109 is connected to the power controller 106 and the power supply selector 8 so that a control signal can be output.
Furthermore, at least one of the observation value of the sunshine fluctuation, in other words, the observation value of the solar radiation fluctuation, and the weather information is input to the control unit 109 and used for controlling the power controller 106 and the power supply selector 8.

ここで、制御部109は、中圧ポンプ2Bに対して供給する電力の制御が、第1の実施形態における制御と比較して緩やかな点が異なっている。
なお、制御部109による具体的な制御については後述する。
Here, the control unit 109 is different in that the control of the electric power supplied to the intermediate pressure pump 2B is gentle compared to the control in the first embodiment.
Specific control by the control unit 109 will be described later.

次に、上述の構成からなる生成水製造装置101における電力の分配について説明する。
なお、海水から生成水が生成される場合の一連の流れについては、第1の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
Next, power distribution in the produced water production apparatus 101 having the above-described configuration will be described.
In addition, about a series of flows when produced water is produced | generated from seawater, since it is the same as that of 1st Embodiment, the description is abbreviate | omitted.

図8は、日射量の変動と、図7の蓄電池における蓄電容量の変化を説明するグラフである。図9は、図7の高圧ポンプおよび中圧ポンプの消費電力の変化と、生成水の造水量の変化を説明するグラフである。   FIG. 8 is a graph for explaining changes in the amount of solar radiation and changes in the storage capacity of the storage battery of FIG. FIG. 9 is a graph for explaining changes in power consumption of the high-pressure pump and the intermediate-pressure pump in FIG. 7 and changes in the amount of fresh water produced.

本実施形態の生成水製造装置101の場合には、図8および図9に示すように、日射量(L1)の変動に応じて中圧ポンプ2Bの消費電力(L4)の基準の消費電力量に対する減少量・増加量が緩やかに変動している。
具体的には、11時前後、および、14時から15時前後に示すように、日射量(L1)が減少すると、制御部109は、パワーコントローラ106に制御信号を出力して、中圧ポンプ2Bに供給される電力を約50%に制御する。すると、中圧ポンプ2Bの消費電力(L4)が定常運転の場合と比較して約50%に減少し、これに応じて、生成水の時間当たりの造水量(L5)も約50%に減少する。
In the case of the produced water production apparatus 101 of the present embodiment, as shown in FIGS. 8 and 9, the reference power consumption amount of the power consumption (L4) of the intermediate pressure pump 2B according to the fluctuation of the solar radiation amount (L1). The amount of decrease / increase is gradually changing.
Specifically, as shown at around 11:00 and around 14:00 and around 15:00, when the amount of solar radiation (L1) decreases, the control unit 109 outputs a control signal to the power controller 106 to generate a medium pressure pump. The power supplied to 2B is controlled to about 50%. Then, the power consumption (L4) of the intermediate pressure pump 2B is reduced to about 50% compared to the case of steady operation, and accordingly, the amount of fresh water generated per hour (L5) is also reduced to about 50%. To do.

その後、12時前後、および、16時から17時前後に示すように、日射量(L1)が減少した後に回復すると、制御部109は、生成水の一日の総造水量を確保することを目的として、中圧ポンプ2Bに供給される電力を約150%に制御する。すると、中圧ポンプ2Bの消費電力(L4)が定常運転の場合と比較して約150%に増加し、これに応じて、生成水の時間当たりの造水量(L5)も約150%に増加する。   Thereafter, as shown at around 12:00 and around 16:00 to 17:00, when the amount of solar radiation (L1) recovers after being reduced, the control unit 109 ensures that the total amount of produced water per day is secured. As an object, the electric power supplied to the intermediate pressure pump 2B is controlled to about 150%. Then, the power consumption (L4) of the intermediate pressure pump 2B is increased to about 150% compared to the case of steady operation, and accordingly, the amount of fresh water generated per hour (L5) is also increased to about 150%. To do.

上記の構成によれば、制御部109は、中圧ポンプ2Bに供給する電力を、定常運転時における消費電力を100%とした場合に、約50%から約150%までの範囲内で、変動制御することにより、蓄電池7における蓄電容量は、第1の実施形態の場合と比較してより平準化される。そのため、蓄電池7における蓄電容量の増加が抑制され、生成水製造装置101のコスト低減に貢献できる。
また、中圧ポンプ2Bの運転変動量が少なくなるので、中圧ポンプ2Bの運転効率を大きく低下させることがなく、生成水製造装置1の運転効率を高い状態で維持することができる。
According to said structure, the control part 109 is fluctuate | varied within the range from about 50% to about 150%, when the electric power supplied to the intermediate pressure pump 2B is set to 100% of the power consumption at the time of steady operation. By controlling, the storage capacity of the storage battery 7 is leveled more than in the case of the first embodiment. For this reason, an increase in the storage capacity of the storage battery 7 is suppressed, which can contribute to the cost reduction of the produced water production apparatus 101.
Moreover, since the operation fluctuation amount of the intermediate pressure pump 2B is reduced, the operation efficiency of the intermediate pressure pump 2B is not greatly reduced, and the operation efficiency of the produced water production apparatus 1 can be maintained in a high state.

その一方で、同一の蓄電池7を用いた場合には、生成水製造装置101における造水能力の向上を図ることができる。   On the other hand, when the same storage battery 7 is used, it is possible to improve the water production capacity of the produced water production apparatus 101.

〔第3の実施形態〕
次に、本発明の第3の実施形態について図10および図11を参照して説明する。
本実施形態の生成水製造装置の基本構成は、第1の実施形態と同様であるが、第1の実施形態とは、タンクの構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図10および図11を用いてタンクの構成のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図10は、本実施形態に係る生成水製造装置の構成を説明する概略図である。図11は、図10のタンクの構成を説明する模式図である。
なお、第1の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The basic configuration of the produced water production apparatus of this embodiment is the same as that of the first embodiment, but the configuration of the tank is different from that of the first embodiment. Therefore, in the present embodiment, only the configuration of the tank will be described with reference to FIGS. 10 and 11, and description of other components will be omitted.
FIG. 10 is a schematic diagram illustrating the configuration of the produced water production apparatus according to this embodiment. FIG. 11 is a schematic diagram illustrating the configuration of the tank of FIG.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component same as 1st Embodiment, and the description is abbreviate | omitted.

生成水製造装置201には、図10および図11に示すように、高圧ポンプ2Aと、第1ROモジュール3Aと、中圧ポンプ2Bと、第2ROモジュール3Bと、タンク(中間水タンク部)204と、太陽電池パネル5と、パワーコントローラ6と、蓄電池7と、電力供給セレクタ8と、制御部9と、が設けられている。   As shown in FIGS. 10 and 11, the generated water production apparatus 201 includes a high pressure pump 2A, a first RO module 3A, an intermediate pressure pump 2B, a second RO module 3B, a tank (intermediate water tank section) 204, A solar cell panel 5, a power controller 6, a storage battery 7, a power supply selector 8, and a control unit 9 are provided.

タンク204は、第1ROモジュール3Aにより生成された中間水を一時的に蓄えるものである。タンク204には、第1ROモジュール3Aから中間水が供給されるとともに、タンク4から中圧ポンプ2Bに中間水が供給されている。
さらに、タンク204は太陽電池パネル5の下方に配置され、太陽電池パネル5の架台を兼ねるものである。
The tank 204 temporarily stores the intermediate water generated by the first RO module 3A. Intermediate water is supplied to the tank 204 from the first RO module 3A, and intermediate water is supplied from the tank 4 to the intermediate pressure pump 2B.
Furthermore, the tank 204 is disposed below the solar cell panel 5 and also serves as a stand for the solar cell panel 5.

なお、上述の構成からなる生成水製造装置201における海水から生成水が生成される場合の一連の流れや、電力の分配等については、第1の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。   In addition, about a series of flows when generated water is produced | generated from the seawater in the produced water manufacturing apparatus 201 which consists of the above-mentioned structure, distribution of electric power, etc. are the same as that of 1st Embodiment, The description is abbreviate | omitted. To do.

上記の構成によれば、タンク204の上に太陽電池パネル5を設けるため、太陽電池パネル5を支持する架台を設ける必要がない。さらに、タンク204の重量により、太陽電池パネル5に働く正面風圧や背面風圧に対する十分な剛性を持たせることが容易となる。
そのため、架台を設置するコストの低減、および、生成水製造装置201を設置する敷地面積の削減を図ることができる。
According to said structure, in order to provide the solar cell panel 5 on the tank 204, it is not necessary to provide the mount which supports the solar cell panel 5. FIG. Furthermore, it becomes easy to give sufficient rigidity with respect to the front wind pressure and the back wind pressure acting on the solar cell panel 5 by the weight of the tank 204.
Therefore, the cost for installing the gantry and the site area for installing the generated water production apparatus 201 can be reduced.

さらに、日照時に太陽光により昇温した太陽電池パネル5の熱を、タンク204に蓄えられた中間水に吸収させることができる。例えば、太陽電池パネル5が結晶シリコン系太陽電池モジュールを備えたものである場合には、日照時の太陽電池パネル5の昇温を抑制して発電性能の低下を抑制できる。   Furthermore, the heat of the solar cell panel 5 raised in temperature by sunlight during sunlight can be absorbed by the intermediate water stored in the tank 204. For example, when the solar cell panel 5 is provided with a crystalline silicon solar cell module, it is possible to suppress a decrease in power generation performance by suppressing the temperature rise of the solar cell panel 5 during sunshine.

その一方で、タンク204に蓄えられた中間水の熱量により、夜間における太陽電池パネル5の温度低下が抑制される。例えば、太陽電池パネル5が非晶質シリコン系および結晶質シリコン系からなる薄膜系太陽電池モジュールを備えたものである場合には、夜間においても中間水タンク部に蓄熱された熱により太陽電池パネル5の温度低下が抑制される。その結果、朝方など太陽電池パネルが冷えている場合に発生しやすい光劣化の助長作用を抑制することができる。
従い、日照時に太陽光により昇温した太陽電池パネル5の熱を、タンク204に蓄えられた中間水に吸収させることは、結晶シリコン系と薄膜シリコン系のいずれの太陽電池モジュールにも好適である。
On the other hand, the temperature drop of the solar cell panel 5 at night is suppressed by the amount of heat of the intermediate water stored in the tank 204. For example, in the case where the solar cell panel 5 is provided with a thin film solar cell module made of amorphous silicon and crystalline silicon, the solar cell panel is generated by heat stored in the intermediate water tank even at night. 5 is suppressed. As a result, it is possible to suppress the facilitating effect of light deterioration that is likely to occur when the solar cell panel is cold, such as in the morning.
Therefore, it is suitable for any solar cell module of crystalline silicon type or thin film silicon type to absorb the heat of the solar cell panel 5 heated by sunlight during sunshine to the intermediate water stored in the tank 204. .

〔第4の実施形態〕
次に、本発明の第4の実施形態について図12および図13を参照して説明する。
本実施形態の生成水製造装置の基本構成は、第3の実施形態と同様であるが、第3の実施形態とは、中圧ポンプと第2ROモジュールとの間に加圧タンクが配置されている点が異なっている。よって、本実施形態においては、図12および図13を用いて圧力タンク周辺の構成のみを説明し、その他の実施形態等の説明を省略する。
図12は、本実施形態に係る生成水製造装置の構成を説明する概略図である。図13は、図12のタンクの構成を説明する模式図である。
なお、第3の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The basic configuration of the produced water production apparatus of the present embodiment is the same as that of the third embodiment, but with the third embodiment, a pressurized tank is disposed between the intermediate pressure pump and the second RO module. Is different. Therefore, in the present embodiment, only the configuration around the pressure tank will be described with reference to FIGS. 12 and 13, and the description of other embodiments and the like will be omitted.
FIG. 12 is a schematic diagram illustrating the configuration of the produced water production apparatus according to this embodiment. FIG. 13 is a schematic diagram illustrating the configuration of the tank of FIG.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component same as 3rd Embodiment, and the description is abbreviate | omitted.

生成水製造装置301には、図12および図13に示すように、高圧ポンプ2Aと、第1ROモジュール3Aと、中圧ポンプ2Bと、第2ROモジュール3Bと、タンク204と、加圧タンク(加圧タンク部)304と、太陽電池パネル5と、パワーコントローラ6と、蓄電池7と、電力供給セレクタ8と、制御部9と、が設けられている。   As shown in FIGS. 12 and 13, the generated water production apparatus 301 includes a high pressure pump 2A, a first RO module 3A, an intermediate pressure pump 2B, a second RO module 3B, a tank 204, and a pressurized tank (acceleration tank). (Pressure tank section) 304, solar cell panel 5, power controller 6, storage battery 7, power supply selector 8, and control section 9 are provided.

加圧タンク304は、中圧ポンプ2Bにより昇圧された中間水を一時的に蓄えるものである。加圧タンク304には、中圧ポンプ2Bから昇圧された中間水が供給されるとともに、加圧タンク304から第2ROモジュール3Bに中間水が供給されている。   The pressurization tank 304 temporarily stores the intermediate water boosted by the intermediate pressure pump 2B. The pressurized water is supplied to the pressurized tank 304 from the intermediate pressure pump 2B, and the intermediate water is supplied from the pressurized tank 304 to the second RO module 3B.

加圧タンク304は、タンク204と比較して容積が約10%から約50%程度の容器であり、加圧タンク304内部の中間水の圧力を調節するとともに維持する圧力調節弁(図示せず)が設けられている。   The pressurized tank 304 is a container having a volume of about 10% to about 50% compared to the tank 204, and a pressure regulating valve (not shown) that regulates and maintains the pressure of intermediate water inside the pressurized tank 304. ) Is provided.

さらに、加圧タンク304は、タンク204とともに太陽電池パネル5の下方に配置され、太陽電池パネル5の架台を兼ねるものである。具体的には、加圧タンク304はタンク204のさらに下方であって、太陽電池パネル5から隔離された位置に配置されている。   Further, the pressurized tank 304 is disposed below the solar cell panel 5 together with the tank 204 and serves also as a mount for the solar cell panel 5. Specifically, the pressurized tank 304 is disposed below the tank 204 and at a position isolated from the solar cell panel 5.

その一方で本実施形態では、図13に示すように、第1ROモジュール3Aおよび第2ROモジュール3Bは、加圧タンク304とタンク204によって支持されていない太陽電池パネル5の下方に配置されている。   On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 13, the first RO module 3 </ b> A and the second RO module 3 </ b> B are arranged below the solar cell panel 5 that is not supported by the pressurized tank 304 and the tank 204.

なお、上述の構成からなる生成水製造装置301における海水から生成水が生成される場合の一連の流れや、電力の分配等については、第1の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。   Note that a series of flows when generated water is generated from seawater in the generated water production apparatus 301 having the above-described configuration, power distribution, and the like are the same as those in the first embodiment, and thus description thereof is omitted. To do.

上記の構成によれば、日照条件の急速な変動で中圧ポンプ2Bの稼動状態に変動があった場合においても、第2ROモジュール3Bに供給される中間水の圧力変動が抑制され、第2ROモジュール3Bにおける中間水のろ過状態の変動が少なくなるので好ましい。すなわち、所定の圧力に昇圧された中間水を加圧タンク304に蓄積することで、日射量の増減を吸収するバッファーとして働くことができ、蓄電池容量を抑制できる。   According to said structure, even when there exists a fluctuation | variation in the operating state of the intermediate pressure pump 2B by the rapid fluctuation | variation of sunshine conditions, the pressure fluctuation of the intermediate water supplied to the 2nd RO module 3B is suppressed, and the 2nd RO module. This is preferable because the fluctuation of the filtration state of the intermediate water in 3B is reduced. That is, by accumulating the intermediate water boosted to a predetermined pressure in the pressurized tank 304, it can serve as a buffer that absorbs the increase and decrease of the amount of solar radiation, and the storage battery capacity can be suppressed.

具体的には、中圧ポンプ2Bに供給される電力が減少しても、加圧タンク304の内部には所定の圧力に昇圧された中間水が蓄えられ、この中間水が第2ROモジュール3Bに供給される。そのため、日照条件が急速に変動しても、第2ROモジュール3Bにおける中間水のろ過処理を継続することができる。   Specifically, even if the electric power supplied to the intermediate pressure pump 2B decreases, intermediate water that has been boosted to a predetermined pressure is stored inside the pressurized tank 304, and this intermediate water is stored in the second RO module 3B. Supplied. Therefore, even if the sunshine conditions fluctuate rapidly, the intermediate water filtration process in the second RO module 3B can be continued.

タンク204の下側に配置された加圧タンク304には、昇圧されることにより昇温した中間水が蓄えられる。そのため、タンク204は第3の実施形態と同様に機能しながら、タンク204からの散熱を加圧タンク304により抑制するので、タンク204による蓄熱効果をより高めることができ、第3の実施形態と同様に、太陽電池パネル5の性能変化を抑制することができる。   The pressurized tank 304 disposed below the tank 204 stores intermediate water that has been heated by being pressurized. Therefore, while the tank 204 functions in the same manner as the third embodiment, the heat transfer from the tank 204 is suppressed by the pressurized tank 304, so that the heat storage effect by the tank 204 can be further enhanced. Similarly, the performance change of the solar cell panel 5 can be suppressed.

さらに、太陽電池パネル5の背面に、タンク204、加圧タンク304、第1ROモジュール3Aおよび第2ROモジュール3Bを配置するため、太陽電池パネル5を屋根として利用することができる。さらに、太陽電池パネル5の設置面積を有効に利用で、生成水製造装置201を設置する敷地面積の削減を図ることができる。   Furthermore, since the tank 204, the pressurized tank 304, the first RO module 3A, and the second RO module 3B are arranged on the back surface of the solar cell panel 5, the solar cell panel 5 can be used as a roof. Furthermore, the site area where the generated water production apparatus 201 is installed can be reduced by effectively using the installation area of the solar cell panel 5.

〔第5の実施形態〕
次に、本発明の第5の実施形態について図14から図16を参照して説明する。
本実施形態の生成水製造装置の基本構成は、第1の実施形態と同様であるが、第1の実施形態とは、高圧ポンプおよび中圧ポンプへの電力の配分方法が異なっている。よって、本実施形態においては、図14から図16を用いて高圧ポンプおよび中圧ポンプへの電力の配分方法のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図14は、本実施形態に係る生成水製造装置の構成を説明する概略図である。
なお、第1の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The basic configuration of the produced water production apparatus of this embodiment is the same as that of the first embodiment, but differs from the first embodiment in the method of distributing power to the high-pressure pump and the intermediate-pressure pump. Therefore, in the present embodiment, only the method for distributing power to the high-pressure pump and the intermediate-pressure pump will be described using FIGS. 14 to 16 and description of other components will be omitted.
FIG. 14 is a schematic diagram illustrating the configuration of the produced water production apparatus according to this embodiment.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component same as 1st Embodiment, and the description is abbreviate | omitted.

生成水製造装置401には、図14に示すように、高圧ポンプ2Aと、第1ROモジュール3Aと、中圧ポンプ2Bと、第2ROモジュール3Bと、タンク4と、太陽電池パネル5と、パワーコントローラ6と、蓄電池7と、電力供給セレクタ8と、制御部409と、が設けられている。   As shown in FIG. 14, the generated water production apparatus 401 includes a high pressure pump 2A, a first RO module 3A, an intermediate pressure pump 2B, a second RO module 3B, a tank 4, a solar cell panel 5, and a power controller. 6, a storage battery 7, a power supply selector 8, and a control unit 409 are provided.

制御部409は、パワーコントローラ6および電力供給セレクタ8を制御することにより、電力の割り振りを制御するものである。制御部409は、パワーコントローラ6および電力供給セレクタ8に対して制御信号を出力可能に接続されている。   The control unit 409 controls power allocation by controlling the power controller 6 and the power supply selector 8. The control unit 409 is connected to the power controller 6 and the power supply selector 8 so that a control signal can be output.

さらに、制御部409には、日照変動の観測値、言い換えると日射量変動の観測値、および気象情報の少なくとも一方が入力され、パワーコントローラ6および電力供給セレクタ8の制御に用いられている。
なお、制御部409による具体的な制御については後述する。
Furthermore, at least one of the observation value of the sunshine fluctuation, in other words, the observation value of the solar radiation fluctuation, and the weather information is input to the control unit 409 and used for controlling the power controller 6 and the power supply selector 8.
Specific control by the control unit 409 will be described later.

次に、上述の構成からなる生成水製造装置401における電力の分配について説明する。
なお、海水から生成水が生成される場合の一連の流れについては、第1の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
Next, power distribution in the produced water production apparatus 401 having the above-described configuration will be described.
In addition, about a series of flows when produced water is produced | generated from seawater, since it is the same as that of 1st Embodiment, the description is abbreviate | omitted.

図15は、日射量の変動と、図14の蓄電池における蓄電容量の変化を説明するグラフである。図16は、図14の高圧ポンプおよび中圧ポンプの消費電力の変化と、生成水の造水量の変化を説明するグラフである。   FIG. 15 is a graph for explaining changes in the amount of solar radiation and changes in the storage capacity of the storage battery of FIG. FIG. 16 is a graph illustrating a change in power consumption of the high-pressure pump and the intermediate-pressure pump in FIG. 14 and a change in the amount of generated water.

図15および図16では、高圧ポンプ2Aおよび中圧ポンプ2Bのポンプ動力の比が85:15であって、高圧ポンプ2Aが昼間の12時間連続して運転され、中圧ポンプ2Bが夜間の12時間連続して運転される場合について示している。
さらに、太陽の日射量の配分、つまり、太陽電池パネル5により発電された電力の配分は、昼間の高圧ポンプ2Aの運転用に80%から85%が配分され、夜間の中圧ポンプ2Bの運転用および変動用に15%から20%が配分されている場合について示している。
15 and 16, the ratio of the pump power of the high-pressure pump 2A and the medium-pressure pump 2B is 85:15, the high-pressure pump 2A is continuously operated for 12 hours in the daytime, and the medium-pressure pump 2B is operated at 12 hours at night. It shows the case of continuous operation.
Further, the distribution of solar solar radiation, that is, the distribution of electric power generated by the solar panel 5, is distributed from 80% to 85% for the operation of the high-pressure pump 2A in the daytime, and the operation of the intermediate-pressure pump 2B in the nighttime. It shows the case where 15% to 20% is allocated for use and change.

本実施形態の生成水製造装置401の場合には、図15および図16に示すように、日射量(L1)の変動に応じて高圧ポンプ2Aの消費電力(L3)および中圧ポンプ2Bの消費電力(L4)が変動している。   In the case of the produced water production apparatus 401 of the present embodiment, as shown in FIGS. 15 and 16, the power consumption (L3) of the high pressure pump 2A and the consumption of the intermediate pressure pump 2B according to the fluctuation of the solar radiation amount (L1). The power (L4) is fluctuating.

具体的には、日射量(L1)がある昼間(7時から19時まで)は、制御部409は、パワーコントローラ6に制御信号を出力して、高圧ポンプ2Aに供給される電力を、定常運転の場合と比較して約200%に制御するとともに、中圧ポンプ2Bに供給される電力を約0%に制御する。   Specifically, during the daytime (from 7 o'clock to 19 o'clock) when the solar radiation amount (L1) is present, the control unit 409 outputs a control signal to the power controller 6 to change the power supplied to the high-pressure pump 2A to a steady state. The electric power supplied to the intermediate pressure pump 2B is controlled to about 0% while being controlled to about 200% as compared with the case of operation.

すると、高圧ポンプ2Aにおける消費電力(L3)が約200%に増加し、これに応じて第1ROモジュール3Aにおける中間水の時間当たりの造水量も約200%に増加する。その一方で、中圧ポンプ2Bにおける消費電力(L4)は約0%となり、第2ROモジュール3Bにおける生成水の造水量(L5)も約0%となる。
そのため、生成された中間水は大型のタンク4に蓄えられる。
Then, the power consumption (L3) in the high-pressure pump 2A increases to about 200%, and accordingly, the amount of fresh water per hour in the first RO module 3A also increases to about 200%. On the other hand, the power consumption (L4) in the intermediate pressure pump 2B is about 0%, and the amount of generated water (L5) in the second RO module 3B is also about 0%.
Therefore, the generated intermediate water is stored in the large tank 4.

日射量(L1)がなくなる夜間(19時から翌日の7時まで)になると、制御部409は、パワーコントローラ6に制御信号を出力して、中圧ポンプ2Bに供給される電力を、定常運転の場合と比較して約200%に制御するとともに、高圧ポンプ2Aに供給される電力を約0%に制御する。   At night when the amount of solar radiation (L1) disappears (from 19:00 to 7:00 on the next day), the control unit 409 outputs a control signal to the power controller 6 to supply the power supplied to the intermediate pressure pump 2B to steady operation. As compared with the case of the above, the power is controlled to about 200%, and the power supplied to the high pressure pump 2A is controlled to about 0%.

すると、中圧ポンプ2Bにおける消費電力(L4)が約200%に増加し、これに応じて第2ROモジュール3Bにおける生成水の時間当たりの造水量も約200%に増加する。その一方で、高圧ポンプ2Aにおける消費電力(L3)は約0%となり、第1ROモジュール3Aにおける中間水の時間当たりの造水量も約0%となる。
なお、第2ROモジュール3Bには、タンク4に蓄えられた中間水が供給されている。
Then, the power consumption (L4) in the intermediate pressure pump 2B increases to about 200%, and accordingly, the amount of produced water per hour in the second RO module 3B also increases to about 200%. On the other hand, the power consumption (L3) in the high-pressure pump 2A is about 0%, and the amount of fresh water per hour in the first RO module 3A is also about 0%.
The intermediate water stored in the tank 4 is supplied to the second RO module 3B.

上記の構成によれば、生成水が得られるのは夜間に限定されるが、生成水の造水量を維持しながら蓄電池7における蓄電池容量を35%程度に低減することができる。
さらに、高圧ポンプ2Aも中圧ポンプ2Bも各12時間安定に連続運転できることから、生成水製造装置401を高い運転効率を維持しながら安定して運転することができる。
According to said structure, although produced water is obtained only at night, the storage battery capacity in the storage battery 7 can be reduced to about 35%, maintaining the amount of fresh water produced.
Furthermore, since both the high-pressure pump 2A and the medium-pressure pump 2B can be continuously operated stably for 12 hours, the generated water production apparatus 401 can be stably operated while maintaining high operation efficiency.

具体的には、昼間の日射量が確保される時間帯では、太陽電池パネル5により発電された電力を用いて高圧ポンプ2Aが運転されるとともに、蓄電池7に充電が行われる。第1ROモジュール3Aでは昇圧された海水のろ過処理が行われ、得られた中間水は大型のタンク4に蓄えられる。このとき中圧ポンプ2Bは停止されている。   Specifically, in the time zone in which the amount of solar radiation in the daytime is secured, the high-pressure pump 2A is operated using the power generated by the solar cell panel 5, and the storage battery 7 is charged. In the first RO module 3 </ b> A, the pressurized seawater is filtered, and the obtained intermediate water is stored in the large tank 4. At this time, the intermediate pressure pump 2B is stopped.

夜間の日射が得られない時間帯では、蓄電池7から電力が供給されて中圧ポンプ2Bが運転される。第2ROモジュール3Bでは中圧ポンプ2Bで昇圧された中間水のろ過処理が行われる。このとき、高圧ポンプ2Aは停止されている。
中圧ポンプ2Bの電力量は、高圧ポンプ2Aより小さいので、夜間に運転される中圧ポンプ2Bに供給するための蓄電池容量が少なくてよくなり、蓄電池におけるコストダウンになる。
In the time zone when night solar radiation is not obtained, electric power is supplied from the storage battery 7 and the intermediate pressure pump 2B is operated. In the 2nd RO module 3B, the filtration process of the intermediate water pressurized by the intermediate pressure pump 2B is performed. At this time, the high-pressure pump 2A is stopped.
Since the amount of electric power of the intermediate pressure pump 2B is smaller than that of the high pressure pump 2A, the storage battery capacity for supplying to the intermediate pressure pump 2B operated at night may be small, and the cost of the storage battery is reduced.

〔第6の実施形態〕
次に、本発明の第6の実施形態について図17から図19を参照して説明する。
本実施形態の生成水製造装置の基本構成は、第1の実施形態と同様であるが、第1の実施形態とは、高圧ポンプおよび中圧ポンプへの電力の配分方法が異なっている。よって、本実施形態においては、図17から図19を用いて高圧ポンプおよび中圧ポンプへの電力の配分方法のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図17は、本実施形態に係る生成水製造装置の構成を説明する概略図である。
なお、第1の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
[Sixth Embodiment]
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The basic configuration of the produced water production apparatus of this embodiment is the same as that of the first embodiment, but differs from the first embodiment in the method of distributing power to the high-pressure pump and the intermediate-pressure pump. Therefore, in the present embodiment, only the method of distributing power to the high-pressure pump and the intermediate-pressure pump will be described using FIGS. 17 to 19 and description of other components will be omitted.
FIG. 17 is a schematic diagram illustrating the configuration of the produced water production apparatus according to this embodiment.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component same as 1st Embodiment, and the description is abbreviate | omitted.

生成水製造装置501には、図17に示すように、高圧ポンプ2Aと、第1ROモジュール3Aと、中圧ポンプ2Bと、第2ROモジュール3Bと、タンク4と、太陽電池パネル5と、パワーコントローラ6と、蓄電池7と、電力供給セレクタ8と、制御部509と、が設けられている。   As shown in FIG. 17, the generated water production apparatus 501 includes a high pressure pump 2A, a first RO module 3A, an intermediate pressure pump 2B, a second RO module 3B, a tank 4, a solar cell panel 5, and a power controller. 6, a storage battery 7, a power supply selector 8, and a control unit 509 are provided.

制御部509は、パワーコントローラ6および電力供給セレクタ8を制御することにより、電力の割り振りを制御するものである。制御部509は、パワーコントローラ6および電力供給セレクタ8に対して制御信号を出力可能に接続されている。   The control unit 509 controls power allocation by controlling the power controller 6 and the power supply selector 8. The control unit 509 is connected to the power controller 6 and the power supply selector 8 so that a control signal can be output.

さらに、制御部509には、日照変動の観測値、言い換えると日射量変動の観測値、および気象情報の少なくとも一方が入力され、パワーコントローラ6および電力供給セレクタ8の制御に用いられている。
なお、制御部509による具体的な制御については後述する。
Furthermore, at least one of the observed value of the sunshine fluctuation, in other words, the observed value of the solar radiation fluctuation, and the weather information is input to the control unit 509 and used for controlling the power controller 6 and the power supply selector 8.
Specific control by the control unit 509 will be described later.

次に、上述の構成からなる生成水製造装置501における電力の分配について説明する。
なお、海水から生成水が生成される場合の一連の流れについては、第1の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
Next, power distribution in the produced water production apparatus 501 having the above-described configuration will be described.
In addition, about a series of flows when produced water is produced | generated from seawater, since it is the same as that of 1st Embodiment, the description is abbreviate | omitted.

図18は、日射量の変動と、図17の蓄電池における蓄電容量の変化を説明するグラフである。図19は、図17の高圧ポンプおよび中圧ポンプの消費電力の変化と、生成水の造水量の変化を説明するグラフである。   FIG. 18 is a graph for explaining changes in the amount of solar radiation and changes in the storage capacity of the storage battery of FIG. FIG. 19 is a graph for explaining changes in power consumption of the high-pressure pump and intermediate-pressure pump in FIG. 17 and changes in the amount of fresh water produced.

本実施形態の生成水製造装置501の場合には、図18および図19に示すように、日射量(L1)の変動に応じて高圧ポンプ2Aの消費電力(L3)が変動し、中圧ポンプ2Bの消費電力(L4)は一定に保たれている。   In the case of the produced water production apparatus 501 of the present embodiment, as shown in FIGS. 18 and 19, the power consumption (L3) of the high-pressure pump 2A varies according to the variation in the amount of solar radiation (L1), and the intermediate pressure pump The power consumption (L4) of 2B is kept constant.

具体的には、14時から15時前後に示すように、日射量(L1)が減少すると、制御部509は、パワーコントローラ6に制御信号を出力して高圧ポンプ2Aに供給される電力を、定常運転の場合と比較して約50%に制御する。その一方で、中圧ポンプ2Bに供給される電力は一定に保たれている。
すると、高圧ポンプ2Aの消費電力(L3)は、定常運転の場合と比較して約50%に減少し、これに応じて中間水の時間当たりの造水量も約50%に減少する。その一方で、中圧ポンプ2Bの消費電力(L4)は一定に保たれ、これに応じて生成水の時間当たりの造水量も一定に保たれる。
このときタンク4に蓄えられた中間水も中圧ポンプ2Bにより第2ROモジュール3Bに供給されている。
Specifically, as shown from around 14:00 to around 15:00, when the amount of solar radiation (L1) decreases, the control unit 509 outputs a control signal to the power controller 6 to supply the power supplied to the high-pressure pump 2A. It is controlled to about 50% compared with the case of steady operation. On the other hand, the electric power supplied to the intermediate pressure pump 2B is kept constant.
Then, the power consumption (L3) of the high-pressure pump 2A is reduced to about 50% as compared with the case of steady operation, and the amount of fresh water per hour of the intermediate water is also reduced to about 50% accordingly. On the other hand, the power consumption (L4) of the intermediate pressure pump 2B is kept constant, and according to this, the amount of fresh water generated per hour is also kept constant.
At this time, the intermediate water stored in the tank 4 is also supplied to the second RO module 3B by the intermediate pressure pump 2B.

その後、16時から18時前後に示すように、日射量(L1)が減少した後に回復すると、制御部509は、タンク4に蓄えられた中間水の量が減量したことの回復を目的として、高圧ポンプ2Aに供給される電力を約150%に制御する。すると、高圧ポンプ2Aの消費電力(L3)が定常運転の場合と比較して約150%に増加し、これに応じて、中間水の時間当たりの造水量も約200%に増加する。   Thereafter, as shown from around 16:00 to around 18:00, when the amount of solar radiation (L1) recovers after decreasing, the control unit 509 aims to recover that the amount of intermediate water stored in the tank 4 has decreased. The electric power supplied to the high pressure pump 2A is controlled to about 150%. Then, the power consumption (L3) of the high-pressure pump 2A is increased to about 150% as compared to the case of steady operation, and accordingly, the amount of fresh water per hour of the intermediate water is also increased to about 200%.

さらに、日射量(L1)の変化が急速で、高圧ポンプ2Aへ供給する電力の制御のみで、太陽電池パネル5における発電量の変化を吸収できない場合には、制御部509は、中圧ポンプ2Bへ供給する電力を、定常運転の場合と比較して約50%から約150%の範囲で制御する。   Further, when the change in the amount of solar radiation (L1) is rapid and the change in the amount of power generation in the solar panel 5 cannot be absorbed only by controlling the power supplied to the high-pressure pump 2A, the control unit 509 controls the medium-pressure pump 2B. The electric power supplied to is controlled in the range of about 50% to about 150% as compared with the case of steady operation.

上記の構成によれば、日照変動の大きさに合せて、高圧ポンプ2Aの運転状態を制御することにより、中圧ポンプ2Bを24時間連続して安定して運転することができるため、生成水製造装置401を安定して運転することができる。
すなわち、高圧ポンプ2Aの電力は大きいため、日射量の大きな増減変動に基づいて、生成水製造装置401を安定に運転することが出来る。
According to the above configuration, the intermediate pressure pump 2B can be stably operated continuously for 24 hours by controlling the operation state of the high pressure pump 2A according to the magnitude of the sunlight fluctuation. The manufacturing apparatus 401 can be stably operated.
That is, since the electric power of the high-pressure pump 2A is large, the generated water production apparatus 401 can be stably operated based on large fluctuations in the amount of solar radiation.

また、高圧ポンプ2Aへの電力の供給量を制御して、ろ過された中間水を一時的に蓄える中間水のタンク4が、日射量の増減を吸収するバッファーとして働くので、蓄電池容量を抑制して、全体システムを簡素化できる。   In addition, the intermediate water tank 4 that temporarily stores the filtered intermediate water by controlling the amount of power supplied to the high-pressure pump 2A serves as a buffer that absorbs the increase and decrease in the amount of solar radiation. Therefore, the entire system can be simplified.

1,101,201,301,401,501 生成水製造装置
2A 高圧ポンプ(第1加圧部)
2B 中圧ポンプ(第2加圧部)
3A 第1ROモジュール(第1逆浸透膜部)
3B 第2ROモジュール(第2逆浸透膜部)
4,204 タンク(中間水タンク部)
5 太陽電池パネル
7 蓄電池
9,109,409,509 制御部
304 加圧タンク(加圧タンク部)
1,101,201,301,401,501 Generated water production apparatus 2A High-pressure pump (first pressurizing unit)
2B Medium pressure pump (second pressurizing part)
3A 1st RO module (1st reverse osmosis membrane part)
3B 2nd RO module (2nd reverse osmosis membrane part)
4,204 tank (intermediate water tank)
5 Solar cell panel 7 Storage battery 9, 109, 409, 509 Control unit 304 Pressurized tank (pressurized tank unit)

Claims (6)

供給された原水を昇圧する第1加圧部と、
昇圧された前記原水をろ過して中間水とする第1逆浸透膜部と、
前記中間水を昇圧する第2加圧部と、
昇圧された前記中間水をろ過して生成水とする第2逆浸透膜部と、
前記第1逆浸透膜部と前記第2加圧部との間に配置され、ろ過された前記中間水を一時的に蓄える中間水タンク部と、
太陽光に基づいて電力を発電する太陽電池パネルと、
発電された電力を一時的に蓄える蓄電池と、
前記太陽電池パネルより発電された電力の少なくとも一部を前記蓄電池に供給し、
日射量が所定値より減少した場合には、前記第1加圧部および前記第2加圧部のいずれか一方への前記電力の供給量を減らすとともに、他方への前記電力の供給量を一定に保つ制御部と、
が設けられていることを特徴とする生成水製造装置。
A first pressurizing unit that pressurizes the supplied raw water;
A first reverse osmosis membrane section that filters the pressurized raw water into intermediate water;
A second pressurizing unit that pressurizes the intermediate water;
A second reverse osmosis membrane portion that filters the intermediate water that has been pressurized into product water;
An intermediate water tank part that is disposed between the first reverse osmosis membrane part and the second pressurizing part and temporarily stores the filtered intermediate water;
A solar panel that generates power based on sunlight; and
A storage battery that temporarily stores the generated power;
Supplying at least a part of the electric power generated from the solar cell panel to the storage battery;
When the amount of solar radiation decreases below a predetermined value, the amount of power supplied to one of the first pressure unit and the second pressure unit is reduced and the amount of power supplied to the other is constant. A control unit to keep
A produced water production apparatus characterized by that.
前記制御部は、前記第1加圧部への電力の供給量を一定に制御するとともに、
日射量の増減に基づいて前記第2加圧部への電力の供給量、および、前記蓄電池への電力の供給量を制御することを特徴とする請求項1記載の生成水製造装置。
The control unit controls the supply amount of power to the first pressurizing unit to be constant,
The apparatus for producing produced water according to claim 1, wherein the supply amount of electric power to the second pressurizing unit and the supply amount of electric power to the storage battery are controlled based on an increase or decrease in the amount of solar radiation.
前記中間水タンク部の上に、前記太陽電池パネルが設けられていることを特徴とする請求項2記載の生成水製造装置。   The produced water production apparatus according to claim 2, wherein the solar cell panel is provided on the intermediate water tank. 前記第2加圧部と前記第2逆浸透膜部との間に配置され、昇圧された前記中間水を一時的に蓄える加圧タンク部と、
該加圧タンク部内の前記中間水の圧力を一定に保つ圧力調整部と、
が設けられていることを特徴とする請求項2または3に記載の生成水製造装置。
A pressurized tank unit that is disposed between the second pressurized unit and the second reverse osmosis membrane unit and temporarily stores the pressurized intermediate water;
A pressure adjusting unit for keeping the pressure of the intermediate water in the pressurized tank unit constant;
The generated water production apparatus according to claim 2 or 3, wherein
前記加圧タンク部の上に、前記太陽電池パネルが配置されていることを特徴とする請求項4記載の生成水製造装置。   The produced water production apparatus according to claim 4, wherein the solar cell panel is disposed on the pressurized tank section. 供給された原水を昇圧する第1加圧部と、
昇圧された前記原水をろ過して中間水とする第1逆浸透膜部と、
前記中間水を昇圧する第2加圧部と、
昇圧された前記中間水をろ過して生成水とする第2逆浸透膜部と、
前記第1逆浸透膜部と前記第2加圧部との間に配置され、ろ過された前記中間水を一時的に蓄える中間水タンク部と、
太陽光に基づいて電力を発電する太陽電池パネルと、
発電された電力を一時的に蓄える蓄電池と、
昼間は、前記太陽電池パネルにより発電された電力を前記第1加圧部および前記蓄電池へ供給するとともに前記第2加圧部への前記電力の供給を停止し、
夜間は、前記第1加圧部への前記電力の供給を停止するとともに、前記蓄電池から前記第2加圧部へ前記電力を供給する制御部と、
が設けられていることを特徴とする生成水製造装置。
A first pressurizing unit that pressurizes the supplied raw water;
A first reverse osmosis membrane section that filters the pressurized raw water into intermediate water;
A second pressurizing unit that pressurizes the intermediate water;
A second reverse osmosis membrane portion that filters the intermediate water that has been pressurized into product water;
An intermediate water tank part that is disposed between the first reverse osmosis membrane part and the second pressurizing part and temporarily stores the filtered intermediate water;
A solar panel that generates power based on sunlight; and
A storage battery that temporarily stores the generated power;
During the daytime, the power generated by the solar cell panel is supplied to the first pressurizing unit and the storage battery, and the supply of the power to the second pressurizing unit is stopped,
At night, while stopping the supply of power to the first pressurizing unit, a control unit for supplying the power from the storage battery to the second pressurizing unit,
A produced water production apparatus characterized by that.
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