JP2000202441A - 風力発電機による海水淡水化装置の運転装置および海水淡水化方法 - Google Patents
風力発電機による海水淡水化装置の運転装置および海水淡水化方法Info
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Abstract
安定した造水作業・設備稼働率・価格を考慮した最適シ
ステムおよび方法を提供する。 【解決手段】風力によって発電する風力発電機1と、該
風力発電機によって運転される複数台の逆浸透膜方式に
よる海水淡水化装置2と、風速計および風車設置場所周
辺の地形情報などを使用して風速を予測するプログラム
機能を保有し、予測した風速を基にして風力発電機の出
力を演算し、かつ風力発電機の出力に対して予め定めら
れた海水淡水化装置の運転台数を決定する制御装置6
と、該制御装置からの運転台数に基づいて海水淡水化装
置2を運転する。
Description
海水淡水化装置の運転装置および海水淡水化方法に関
し、特に海水淡水化装置を有効に運転するための制御に
関する。
その消費電力量が大きいことと、連続運転時間が長いこ
とのために一般の商業用電力を駆動源として運転されて
来た。
よび真水が不足している場所で風車による発電および海
水淡水化装置による真水の製造が検討され、一部実施さ
れている。そのため、風車によって得られた電力を駆動
源として海水淡水化を行う必要とされる。
特徴がある。従って海水淡水化装置の消費電力を長時間
補償するシステムが必要である。一方風力発電機は、そ
の発電量が風速によって変化しやすいと言う特徴をもっ
ている。
置を組み合わせて安定した造水作業・設備稼働率・価格
を考慮した最適システムおよび方法を提供すること目的
としている。
装置2の最低連続運転可能な設備容量の決定方法として
は、駆動源である風力発電機1の駆動開始風速が風車設
備場所の年間風速発生分布にて出現確立が10%以上で
あり、年間発生時間が1000Hr/年を越える風速に
該当する発電機出力と同一とするのが設備の稼働率が最
大になり、設備コストからも最適である。
置2の最適な設置台数の決定方法としては、駆動源であ
る風力発電機1の年間風速発生分布にて出現確立が10
%以上にて年間発生時間が1000Hr/年を越える風
速に該当する発電機出力の範囲内に相当する設備台数の
稼働率が最大になり、設備コストからも最適である。
力発電機1の駆動開始風速までの風速が風車設置場所の
年間風速発生分布から年間発生時間を累積し、その10
%以上に該当する時間と海水淡水化装置2の最低連続運
転可能な設備容量をかけ算した数値を蓄電池の設備容量
とするのが最適である。
淡水化装置の運転台数を定め、蓄電池の使用および制御
運転を行い、加えて海水加熱装置への海水を余剰電力で
加熱するようにしたことを特徴とする。
方法を提供する。
機と、該風力発電機によって運転される複数台の逆浸透
膜方式による海水淡水化装置と、風速計および風車設置
場所周辺の地形情報などを使用して風速を予測するプロ
グラム機能を保有し、予測した風速を基にして風力発電
機の出力を演算し、かつ風力発電機の出力に対して予め
定められた海水淡水化装置の運転台数を決定する制御装
置とからなり、該制御装置からの運転台数に基づいて海
水淡水化装置を運転する風力発電機による海水淡水化装
置の運転装置を提供する。
機と、該風力発電機によって運転される複数台の逆浸透
膜方式による海水淡水化装置と、該風力発電機によって
蓄電される蓄電池と、風力計および風車設置場所周辺の
地形情報などを使用して風速を予測するプログラム機能
を保有し、予測した風速を基にして風力発電機の出力を
演算し、風力発電機の出力に対して全台数の海水淡水化
装置を運転可能と判断し、かつ前記蓄電池を運転制御す
る制御装置とからなり、該制御装置からの指示に基づい
て海水淡水化装置並びに蓄電池とを運転する風力発電機
による海水淡水化装置の運転装置を提供する。
機と、該風力発電機によって運転される複数台の逆浸透
膜方式による海水淡水化装置と、該風力発電機によって
蓄電される蓄電池と、前記海水淡水化装置に供給される
海水を加熱する海水加熱装置と、風力計および風車設置
場所周辺の地形情報などを使用して風速を予測するプロ
グラム機能を保有し、予測した風速を基にして風力発電
機の出力を演算し、風力発電機の出力に対して全台数の
海水淡水化装置を運転可能と判断し、前記蓄電池を運転
制御し、かつ余剰電力で海水加熱装置への海水を加熱可
能と判断する制御装置とからなり、該制御装置からの指
示に基づいて海水淡水化装置,蓄電池並びに海水加熱装
置とを運転する風力発電機による海水淡水化装置の運転
装置を提供する。
周辺のアメダスによる風速データをも使用して風速を予
測する風力発電機による海水淡水化装置の運転装置を提
供する。
データを風車の高さと同じ高さにおける風速データに変
換するための回路を設ける風力発電機による海水淡水化
装置の運転装置を提供する。
データによって今後の風速発生予想を行い、蓄電池の充
放電動作を指令する回路を設ける風力発電機による海水
淡水化装置の運転装置を提供する。
電力を使用して逆浸透膜方式による海水淡水化を行う方
法において、駆動源である風力発電機の年間風速分布に
て出現確立が10%以上にて年間発生時間が1000H
r/年を越える風速に該当する発電機出力の範囲内に相
当する海水淡水化装置の設備台数によって海水淡水化を
行う風力発電機による海水淡化方法を提供する。
駆動開始風速までの風速が風車設置場所の年間風速発生
分布から年間発生時間を累積し、年間風速発生分布から
定める%、例えばその10%に該当する時間と海水淡水
化装置の最低連続可能な設備容量をかけ算した値とし
て、発電した電力を蓄電するようにした風力発電機によ
る海水淡水化方法を提供する。
図面に基づいて説明する。
る。
複数台の風力発電機1の発電出力は複数台の逆浸透膜方
式の海水淡水化装置2の駆動用電源として利用されてい
る。
淡水化装置1台を数日間連続運転できる容量の蓄電池3
及び風力発電にて発生した余剰電力を蓄電したり風が無
くて風力発電機1が海水淡水化装置2の必要電力が発生
しない時に不足電力を蓄電池3を放電するための蓄電池
充放電装置4が接続されている。
水した海水温度を上昇させるための加熱装置5が設置さ
れている。
海水淡水化制御装置6には、風力発電機1の設置場所周
辺の東西南北の位置に設置されている複数のアメダス7
の風速データと風力発電機1の発電出力値が海水淡水化
制御装置6に入力されている。
海水淡水化装置2に運転台数指令・蓄電池3の充放電運
転指令及び海水の加熱装置5の運転指令が出力されてい
る。
タと風速の発生電力量を見て海水淡水化制御装置6にて
演算処理して、今後長時間発生するであろう風速を予測
して海水淡水化装置2の運転可能台数を決定し、運転指
令を出力する。風速は、逐次変化があるので、必要電力
量を越えた場合は、海水淡水化制御装置6から充放電装
置4にて蓄電池3への充電指令ができる。
にて発生すると海水淡水化制御装置6は、海水淡水化装
置2の海水取り込み口に設置されている海水加熱装置5
を動作させて海水淡水化装置2の取り込み海水温度を上
昇させることにより、海水淡水化装置2の効率をあげる
効果がある。
電量以下になると、発電量を監視している海水淡水化制
御装置6が蓄電池充放電装置4に放電開始の指令を発生
するので、海水淡水化装置2は、連続運転が可能となっ
ている。
池充放電指令および海水加熱装置運転指令について説明
する。
の関係を表わすグラフであり、図3は、風速と発生時間
との関係を表わすグラフであり、図4は、風車の風速と
発電機出力との関係を表わすグラフである。図5は、風
速と海水淡水化装置の使用設備電力の関係を表わすグラ
フであり、図6は、風速と使用電力量との関係を表わす
グラフであり、そして図7は、風速と海水淡水化装置の
造水量との関係を表わすグラフである。以下にこれらの
グラフを利用して前述した指令について説明する。
運転可能な設備容量の決定方法としては、駆動源である
風力発電機1の駆動開始風速が風車設置場所の年間風速
発生分布にて出現確立が10%以上であり、年間発生時
間が1000Hr/年を越える風速に該当する発電機出
力と同一とするのが設備の稼働率が最大になり、設備コ
ストからも最適である。
発生率が10%以上になる風速は、例えば4.5 から8
m/sと想定され、年間発生時間が1000Hr/年を
越える風速は、例えば5から7.5m/s と想定され、
両者を満足する域は5から7.5m/s と設定される。
この風速範囲を採用することによって発電機出力と同一
とする海水淡水化装置2の最低連続運転台数が決められ
る。
置2の最適な設置台数の決定方法としては、駆動源であ
る風力発電機1の年間風速発生分布にて出現確立が10
%以上にて年間発生時間が1000Hr/年を越える風
速に該当する発電機出力の範囲内に相当する設備台数の
稼働率が最大になり、設備コストからも最適である。
の関係を表した図である。
た図である。
理能力が異なる3種類(10・50・100m3/da
y)の海水淡水化装置を複数台組み合わせて運用するた
めの必要電力は、一番小型処理能力淡水化装置1台運転
では、35KWhであり、組合せにて最大設備容量は、
137kwhである。
て制御装置にて記憶させることにより、風速による海水
淡水化装置の運転台数制御が可能となり、単機設備容量
以下の場合での電力補償(蓄電池・系統電力供給)関係
の制御が可能となる。
発電機出力が定められ、この範囲内に相当する設備台数
が決められる。
ある。
最適の組合せの海水淡水化装置であることが判明する。
図5において、Total 設備容量および単機設備容量が決
められ、両者の範囲内において海水淡水化装置の造水容
量により設備台数が決められる。例えば、10m3/da
yの場合は5台、50m3/dayの場合は4台、そして1
00m3/dayの場合は2台となる。従って、10m3
/day5台使用するとTotal 設備容量にほぼ匹敵する電
力が使用され得る。
速と使用電力量の関係を示した図である。
力量の少ない海水淡水化装置の組合せが判明する。
ay4台および100m3/day2台を使用した場合の使
用電力量を示す。同様に、図7は、10m3/day5
台,50m3/day 4台および100m3/day2台を
使用した場合の造水量を示す。図に斜線領域で示すよう
に50m3/day4台を使用すると最も多い造水量が期
待できる。
力発電機1の駆動開始風速までの風速が風車設置場所の
年間風速発生分布から年間発生時間を累積し、その年間
風速発生分布から定める%、例えばその10%に該当す
る時間と海水淡水化装置2の最低連続運転可能な設備容
量をかけ算した数値を蓄電池の設備容量とするのが最適
である。
基づいて説明する。風力発電機の周辺部数十Kmのアメ
ダスデータ及び数百Kmのアメダスデータを自動収録す
る回路にて各データを整理し格納する(S10)。本整
理されたデータは、アメダスデータ高さ補正回路ではア
メダスにて計測された風速データを風車のハブ高さに換
算処理し(S11)、この回路内部の判定回路にて今後
吹くであろう風速の予想と時間を算出する(S12)。次
にこの結果、風車運転出力処理回路(S14)および蓄
電池残量計測回路(S15)からの算出値が、海水淡水化
装置運転台数決定回路(S13)に送られ運転台数を決定
し、海水淡水化装置に運転指令(S16)をだす。
したりするので、常に時事刻々のアメダスデータ及び発
電機の出力を監視して急増があった場合は、運転中の海
水淡水化装置の必要電力量を越える電力量を蓄電池の充
電に振り分ける様に判断指令を出力する(S18)。発
生電力量が蓄電池への充電量を上回る場合は、海水加熱
装置の加熱開始の指令を出力する(S19)。
せ、安定した造水作業を可能とすることができる。
データに基づいて運転中の海水淡水化装置の必要電力量
を越する電力量を蓄電池の充電に振り分けることができ
る。更に、発生電力量が蓄電池への充電量を上回る場合
は、海水加熱装置の海水加熱を行うことができるので効
率的である。
…蓄電池充放電装置、5…海水加熱装置、6…海水淡水
化制御装置、7…アメダス。
Claims (8)
- 【請求項1】風車によって発電する風力発電機と、 該風力発電機によって運転される複数台の逆浸透膜方式
による海水淡水化装置と、 風速計および風車設置場所周辺の地形情報などを使用し
て風速を予測するプログラム機能を保有し、予測した風
速を基にして風力発電機の出力を演算し、かつ風力発電
機の出力に対して予め定められた海水淡水化装置の運転
台数を決定する制御装置とからなり、 該制御装置からの運転台数に基づいて海水淡水化装置を
運転することを特徴とする風力発電機による海水淡水化
装置の運転装置。 - 【請求項2】風車によって発電する風力発電機と、 該風力発電機によって運転される複数台の逆浸透膜方式
による海水淡水化装置と、 該風力発電機によって蓄電される蓄電池と、 風力計および風車設置場所周辺の地形情報などを使用し
て風速を予測するプログラム機能を保有し、予測した風
速を基にして風力発電機の出力を演算し、風力発電機の
出力に対して全台数の海水淡水化装置を運転可能と判断
し、かつ前記蓄電池を運転制御する制御装置とからな
り、 該制御装置からの指示に基づいて海水淡水化装置並びに
蓄電池とを運転することを特徴とする風力発電機による
海水淡水化装置の運転装置。 - 【請求項3】風車によって発電する風力発電機と、 該風力発電機によって運転される複数台の逆浸透膜方式
による海水淡水化装置と、 該風力発電機によって蓄電される蓄電池と、 前記海水淡水化装置に供給される海水を加熱する海水加
熱装置と、 風力計および風車設置場所周辺の地形情報などを使用し
て風速を予測するプログラム機能を保有し、予測した風
速を基にして風力発電機の出力を演算し、風力発電機の
出力に対して全台数の海水淡水化装置を運転可能と判断
し、前記蓄電池を運転制御し、かつ余剰電力で海水加熱
装置への海水を加熱可能と判断する制御装置とからな
り、 該制御装置からの指示に基づいて海水淡水化装置,蓄電
池並びに海水加熱装置とを運転することを特徴とする風
力発電機による海水淡水化装置の運転装置。 - 【請求項4】請求項1から3のいずれかにおいて、 風車の風速計データおよび周辺のアメダスによる風速デ
ータをも使用して風速を予測することを特徴とする風力
発電機による海水淡水化装置の運転装置。 - 【請求項5】請求項4において、 周辺のアメダスによる風速データを風車の高さと同じ高
さにおける風速データに変換するための回路を設けるこ
とを特徴とする風力発電機による海水淡水化装置の運転
装置。 - 【請求項6】請求項4または5において、 周辺のアメダスによる風速データによって今後の風速発
生予想を行い、蓄電池の充放電動作を指令する回路を設
けることを特徴とする風力発電機による海水淡水化装置
の運転装置。 - 【請求項7】風車によって発電し、発電した電力を使用
して逆浸透膜方式による海水淡水化を行う方法におい
て、 駆動源である風力発電機の年間風速分布にて出現確立が
10%以上にて年間発生時間が1000Hr/年を越え
る風速に該当する発電機出力の範囲内に相当する海水淡
水化装置の設備台数によって海水淡水化を行うことを特
徴とする風力発電機による海水淡化方法。 - 【請求項8】請求項7において、 蓄電池容量を風力発電機の駆動開始風速までの風速が風
車設置場所の年間風速発生分布から年間発生時間を累積
し、年間風速発生分布から定める%、例えばその10%
に該当する時間と海水淡水化装置の最低連続可能な設備
容量をかけ算した値を、発電した電力を蓄電するように
したことを特徴とする風力発電機による海水淡水化方
法。
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