KR101238909B1 - 역삼투화 방식의 해수 담수화 시스템 및 역삼투화 방식의 해수 담수화 플랜트 제어 방법 - Google Patents

역삼투화 방식의 해수 담수화 시스템 및 역삼투화 방식의 해수 담수화 플랜트 제어 방법 Download PDF

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Abstract

역삼투화 방식의 해수 담수화 시스템은 제1 해수 취수 펌프, 제2 해수 취수 펌프, 복수의 트레인, 제어 시스템을 포함한다. 복수의 트레인의 각각은 고압 펌프, 분리막, 에너지 회수 장치를 포함한다. 고압 펌프는 제1 해수 취수 펌프로부터 공급되는 해수를 고압의 해수로 변환한다. 분리막은 고압의 해수를 담수와 고압의 염수로 분리한다. 에너지 회수 장치는 고압의 염수로부터 에너지를 회수하여 제2 해수 취수 펌프로부터 공급되는 해수를 고압의 해수로 변환한다. 제어 시스템은 전력 요금 정보 및 전력 사용 감소 요구 정보 중 하나 또는 모두에 따라 고압 펌프를 중단시켜 복수의 트레인의 일부를 중단시킨다.

Description

역삼투화 방식의 해수 담수화 시스템 및 역삼투화 방식의 해수 담수화 플랜트 제어 방법{SEAWATER DESALINATION SYSTEM AND SEAWATER DESALINATION PLANT CONTROL METHOD ACCORDING TO REVERSE OSMOSIS}
본 발명은 역삼투화 방식의 해수 담수화 시스템 및 역삼투화 방식의 해수 담수화 플랜트 제어 방법에 관한 것이다.
해수 담수화 기술로 증발법과 역삼투압(Seawater Reverse Osmosis, SWRO) 방식이 있으며, 증발법으로 다단 증발법(Multi-Stage Flash, MSF), 다중효용법(Multi-Effect Distillation, MED)이 있다.
다단 증발법은 해수를 다단계로 증발시킨 이를 응축시켜 담수를 생성하는 기술이고, 다중효용법은 관(tube) 내에서 응축하는 수증기와 관 외부를 흐르는 농염수 간의 잠열 교환에 의한 증발과 용기 내의 압력을 낮추는 원리를 이용한 기술이다. 역삼투압 방식은 고압의 펌프를 사용하여 고압으로 해수가 분리막을 통과하도록 하여 염분을 걸러내어 담수를 생산하는 기술이다. 역삼투압 방식은 기존의 증발법 방식에 비해 에너지 비용을 매우 절감하는 기술로서 그 적용 비중이 매년 증가하고 있다.
해수 담수화를 위하여는 막대한 열에너지 및 전기 에너지를 필요로 한다. 따라서 대부분의 담수화 설비들은 자체적으로 증기와 전력을 생산하는 발전 설비들을 갖추고 있으며, 더 나아가 전력을 생산하는 발전소내에 설치되어 같이 운영되면서 자체 생산되는 증기와 전력을 효율적으로 활용하여 에너지 비용을 절감하도록 하고 있다. 현재 세계적으로 이러한 담수화 발전설비는 15,000 개 정도로 일일 4천만톤의 식수를 생산하고 있다. 이를 위한 발전원으로는 주로 화력이 사용되어 왔지만 연료비 증가와 온실가스 배출 등의 문제로 원자력이나 신재생에너지의 사용을 고려하고 있다.
한편, 지능형 전력망은 기존의 전력망에 정보통신 기술을 접목하여 중앙집중식 단방향 폐쇄적 기술 기반에서 분산 풀뿌리식 양방향 개방적 기술 기반 형태로 전환된 차세대 전력망 기술로서, 분산 전원 형태의 신재생 에너지 개발에 적합하여 지구 온난화 문제가 대두되면서 그 기술적 중요성이 부각되고 있다. 이러한 지능형 전력망에 발전 및 수요설비가 연동되면 실시간 전력 관련 정보를 기반으로 다양한 신 전력서비스가 가능하게 되며, 역삼투압 방식의 해수담수화 플랜트의 경우 이러한 신 전력서비스를 받을 수 있는 주요한 기반 설비가 된다.
지능형 전력망은 발전, 송전, 변전, 배전 그리고 수용가를 연결하는 전력 공급 체제에 양방향 개방형 정보 통신 인프라를 추가함으로써 전력망의 효율성 및 신뢰성을 증대시키면서, 신재생에너지 기반의 분산 전원 및 전기자동차의 연동이 용이해져서 이들 보급을 확산시키는 국가적 중요한 기반시설이 될 것이다. 또한 이를 기반으로 실시간 수요 거래 및 탄소배출권 거래 시장 등이 활성화될 것이다.
증발법 또는 역삼투압 방식에 상관없이 해수 담수화 과정에는 막대한 에너지 비용이 들어간다. 증발법의 경우 열에너지가 역삼투압 방식의 경우 주로 전기에너지가 사용된다. 역삼투압 방식의 경우, 증발법에 비하여 에너지 소모량이 적게 들며 전기에너지를 사용하기 때문에 에너지원 근처가 아니더라도 건설이 용이하다. 또한 에너지회수장치(Energy Recovery Device, ERD)를 통한 등압공정(Isobaric Process)으로 고압펌프의 부하를 줄여 에너지 비용을 줄임으로서 가격 경쟁력을 높이고 있다. 하지만, 국내를 비롯하여 일반 지역에서는 아직도 담수 생산 비용이 물의 시장 가격보다 크게 비싸기 때문에 경제성을 갖지 못하고, 따라서 역삼투압 방식의 해수담수화 플랜트의 상업적 투자가 이루어 지지 못하고 있다. 따라서 이러한 경제성 확보 시점을 넘기 위해서는 획기적인 기술을 통해 생산 단가를 줄여야 한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 담수 생산 단가를 줄이는 역삼투화 방식의 해수 담수화 시스템 및 역삼투화 방식의 해수 담수화 플랜트 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 한 특징에 따른 역삼투화 방식의 해수 담수화 시스템은 제1 해수 취수 펌프와, 제2 해수 취수 펌프와, 복수의 트레인을 포함한다. 상기 복수의 트레인의 각각은 상기 제1 해수 취수 펌프로부터 공급되는 해수를 고압의 해수로 변환하는 고압 펌프와, 상기 고압의 해수를 담수와 고압의 염수로 분리하는 분리막과, 상기 고압의 염수로부터 에너지를 회수하여 상기 제2 해수 취수 펌프로부터 공급되는 해수를 고압의 해수로 변환하는 에너지 회수 장치를 포함한다.
역삼투화 방식의 해수 담수화 시스템은 전력 요금 정보에 따라 상기 복수의 트레인의 일부를 중단시키는 제어 시스템을 더 포함할 수 있다.
상기 제어 시스템은 전력 사용 감소 요구 정보에 따라 상기 복수의 트레인 중 일부를 중단시킬 수 있다.
상기 제어 시스템은 상기 고압 펌프를 중단시켜 상기 복수의 트레인의 일부를 중단시킬 수 있다.
상기 제어 시스템은 중단되지 않은 트레인의 고압 펌프의 회전 속도를 조절하여 가동률을 조절할 수 있다.
상기 역삼투화 방식의 해수 담수화 시스템은 상기 제1 해수 취수 펌프가 취수하는 해수를 전처리하는 제1 필터와, 상기 제2 해수 취수 펌프가 취수하는 해수를 전처리하는 제2 필터를 더 포함할 수 있다.
상기 트레인은 상기 제1 해수 취수 펌프와 상기 고압 펌프 사이에서 유량을 조절하는 제1 밸브와, 상기 제2 해수 취수 펌프와 상기 에너지 회수 장치 사이에서 유량을 조절하는 제2 밸브와, 상기 에너지 회수 장치에서 출력되는 고압의 해수를 상기 분리막에 공급하는 순환 펌프를 더 포함할 수 있다.
상기 제어 시스템은 상기 고압 펌프, 상기 에너지 회수 장치, 상기 제1 밸브, 상기 제2 밸브 및 상기 순환 펌프를 중단시켜 상기 복수의 트레인의 일부를 중단시킬 수 있다.
본 발명의 한 특징에 따른 역삼투화 방식의 해수 담수화 플랜트를 제어하는 방법과 관련하여 상기 해수 담수화 플랜트는 제1 해수 취수 펌프와, 제2 해수 취수 펌프와, 상기 제1 해수 취수 펌프 및 상기 제2 해수 취수 펌프로부터 공급받은 해수를 이용하여 담수를 생산하는 복수의 트레인을 포함한다. 상기 방법은 전력 요금에 대한 정보를 수신하는 단계와 상기 전력 요금이 속하는 구간에 따라 상기 복수의 트레인의 일부를 중단시키거나 재가동시키는 단계를 포함한다.
상기 역삼투화 방식의 해수 담수화 플랜트 제어 방법은 전력 사용 감소 요구에 대한 정보를 수신하는 단계와 상기 전력 사용 감소 요구에 대응하여 상기 복수의 트레인의 일부를 중단시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 역삼투화 방식의 해수 담수화 플랜트 제어 방법은 상기 복수의 트레인의 일부의 중단으로 인한 전력 감소량에 해당하는 인센티브를 획득하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 인센티브는 판매가능한 전력 감소량 및/또는 탄소 배출권이고, 상기 방법은 상기 인센티브를 거래하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 트레인의 각각은 상기 제1 해수 취수 펌프로부터 공급되는 해수를 고압의 해수로 변환하는 고압 펌프와, 상기 고압의 해수를 담수와 고압의 염수로 분리하는 분리막과, 상기 고압의 염수로부터 에너지를 회수하여 상기 제2 해수 취수 펌프로부터 공급되는 해수를 고압의 해수로 변환하는 에너지 회수 장치와, 상기 제1 해수 취수 펌프와 상기 고압 펌프 사이에서 유량을 조절하는 제1 밸브와, 상기 제2 해수 취수 펌프와 상기 에너지 회수 장치 사이에서 유량을 조절하는 제2 밸브와, 상기 에너지 회수 장치에서 출력되는 고압의 해수를 상기 분리막에 공급하는 순환 펌프를 포함할 수 있다.
상기 복수의 트레인의 일부를 중단시키는 단계는 상기 고압 펌프, 상기 에너지 회수 장치, 상기 제1 밸브, 상기 제2 밸브 및 상기 순환 펌프를 중단시켜 상기 복수의 트레인의 일부를 중단시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 한 특징에 따르면, 해수 담수화 플랜트의 운전 유연성을 확대하여 전력 요금에 따른 담수 생산량을 변동시킴으로써 담수 생산 단가를 크게 줄일 수 있다. 그 한 예로, 도 5와 같이 국내의 경우 하계시 kwh 당 전기요금이 하루 중에서도 최대 141원에서부터 최소 39원으로 변화하여 24시간 최대용량으로 담수를 생산할 경우 kwh 당 76원으로 톤당 담수 생산 전력비용은 495원이 된다. 만일 운전유연성을 갖도록 도 6과 같이 최대 피크 구간인 5시간만 50%로 생산량을 줄여서 운전한다면 kwh 당 생산단가가 68원으로 줄고 톤당 담수 생산 전력비용은 442원로 10% 감소된다.
또한, 본 발명의 한 특징에 따르면, 지능형 전력망이 요구하는 전력 사용 감소에 연동하여 해수 담수화 플랜트의 가동율을 조절함으로써 판매 가능한 전력 수요 감소량, 탄소 배출권 등과 같은 인센티브를 획득하여 추가적 수익을 얻을 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명의 한 특징에 따르면, 원자력이나 신재생에너지 등의 운전유연성을 갖지 못하는 발전원과 연동하여 해수 담수화 플랜트를 운전함으로써 해수 담수화 플랜트가 과잉 생산되는 전기를 저장하는 일종의 대형배터리 역할을 할 수 있도록 함으로써, 탄소배출이 없는 전력원의 발전량 증대를 통한 온실가스 감축과 값싼 담수를 생산을 통한 물 문제를 동시에 해결할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 해수담수화 네트워크를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 역삼투화 방식의 해수 담수화 플랜트를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 역삼투화 방식의 해수 담수화 플랜트의 트레인을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 해수 담수화 플랜트의 제어 방법을 도시한 흐름도이다.
도 5는 전력 요금의 변화의 한 예를 보여주는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시에에 따른 해수 담수화 플랜트의 가동률 변화를 보여주는 그래프이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
다음은 본 발명의 실시예에 따른 해수담수화 네트워크를 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 해수담수화 네트워크를 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 해수 담수화 네트워크(1)는 해수 담수화 시스템(10), 지능형 전력망(20), 수요 관리 운영 시장 서버(30), 및 탄소 배출권 거래 서버(40)를 포함하고, 해수 담수화 시스템(10)은 해수 담수화 플랜트(100), 제어 시스템(200) 및 에너지 관리 시스템(300)를 포함한다.
해수 담수화 플랜트(100)는 증발법 또는 역삼투화 방식을 이용하여 해수 담수화를 수행한다. 특히 본 발명의 실시예에서는 도 2 내지 도 4를 참조하여 역삼투화 방식을 구체화하도록 한다.
제어 시스템(200)는 지능형 전력망(20)을 통해 획득한 정보를 이용하여 담수화 비용을 줄일 수 있도록 해수 담수화 플랜트(100)를 제어한다.
에너지 관리 시스템(300)은 제어 시스템(200)이 해수 담수화 플랜트(100)를 제어하여 획득한 수요 감소량 및 탄소 배출권 등을 수요 관리 운영 시장 서버(30)와 탄소 배출권 거래 서버(40)를 통해 거래한다.
지능형 전력망(20)은 실시간 전력 요금 정보, 수요 조절 요구 정보, 탄소 배출권 정보 등을 제공한다.
수요 관리 운영 시장 서버(30)는 수요 감소량을 거래하기 위한 서버이다.
탄소 배출권 거래 서버(40)는 탄소 배출권을 거래하기 위한 서버이다.
다음은 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 해수 담수화 플랜트(100)가 역삼투화 방식을 이용하는 경우를 구체화한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 역삼투화 방식의 해수 담수화 플랜트를 도시한 도면이다. 도 2에서 굵은 실선은 파이프를 나타낸다.
도 2에 도시된 바와 같이 역삼투화 방식의 해수 담수화 플랜트(100)는 고압 펌프용 해수 취수 펌프(110), 고압 펌프용 해수 필터(120), 에너지 회수용 해수 취수 펌프(130), 에너지 회수용 해수 필터(140), 복수의 트레인(150)을 포함한다.
고압 펌프용 해수 취수 펌프(110)는 해수를 고압 펌프용 해수 필터(120)를 통해 복수의 트레인(150)에 보낸다.
고압 펌프용 해수 필터(120)는 고압 펌프용 해수 취수 펌프(110)로부터의 해수를 전처리한다.
에너지 회수용 해수 취수 펌프(130)는 해수를 에너지 회수용 해수 필터(140)를 통해 복수의 트레인(150)에 보낸다.
에너지 회수용 해수 필터(140)는 에너지 회수용 해수 취수 펌프(130)로부터의 해수를 전처리한다.
복수의 트레인(150)의 각각은 고압 펌프용 해수 취수 펌프(110)와 에너지 회수용 해수 취수 펌프(130)를 통해 해수를 공급받아 해수로부터 염분을 제거하여 담수와 저압의 고농도 염수를 생산한다.
트레인(150)에 대하여는 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 역삼투화 방식의 해수 담수화 플랜트의 트레인을 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 트레인(150)은 고압 펌프(151), 압력 용기(152), 분리막(153), 에너지 회수 장치(154), 순환 펌프(155), 고압 펌프용 밸브(156), 에너지 회수용 밸브(157), 담수 배수구(158) 및 염수 배수구(159)를 포함한다. 트레인(150)은 후술하는 바와 같이 제어 시스템(200)에 의해 제어될 수 있다.
고압 펌프(151)는 고압 펌프용 해수 취수 펌프(110)로부터 제공받은 해수를 고압으로 분리막(153)이 설치된 압력 용기(152)에 보낸다.
압력 용기(152) 내에는 분리막(153)이 설치되어 있으며, 해수는 분리막(153)을 통해 담수와 고압의 고농도 염수로 변환된다.
에너지 회수 장치(154)는 압력 용기(152)로부터의 고압의 고농도 염수를 저압의 고농도 염수로 변환할 때 발생하는 에너지로 에너지 회수용 해수 취수 펌프(130)로부터 공급받은 해수를 고압의 해수로 변환한다.
순환 펌프(155)는 에너지 회수 장치(154)로부터 공급받은 고압의 해수를 등압 공정을 통해 고압 펌프(151)로부터 출력되는 고압의 해수와 합쳐 분리막(153)이 설치된 압력 용기(152)에 보낸다. 통상 순환 펌프(155)의 소비 전력은 고압 펌프(151)의 소비 전력에 비해 적으므로, 에너지 회수 장치(154)를 통해 에너지 절감 효과를 얻을 수 있다.
고압 펌프용 밸브(156)는 고압 펌프(151)로 들어가는 해수의 양을 조절한다.
에너지 회수용 밸브(157)는 에너지 회수 장치(154)로 들어가는 해수의 양을 조절한다.
담수 배수구(158)는 분리막(153)을 통과한 담수를 배출한다.
염수 배수구(159)는 에너지 회수 장치(154)에서 발생하는 저압의 고농도 염수를 배출한다.
다음은 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 해수 담수화 플랜트의 제어 방법을 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 해수 담수화 플랜트의 제어 방법을 도시한 흐름도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제어 시스템(200)은 지능형 전력망(20)으로부터 전력 요금에 대한 정보 및 전력 사용 감소 요구량에 대한 정보 중 하나 또는 모두를 수신한다(S110).
그 후, 제어 시스템(200)은 수신한 전력 요금에 대한 정보 및 전력 사용 감소 요구량에 대한 정보 중 하나 또는 모두에 따라 복수의 트레인(150)을 제어하여 해수 담수화 플랜트(100)의 가동률을 조절한다(S130).
구체적으로, 제어 시스템(200)은 수신한 전력 요금에 대한 정보를 이용하여 전력 요금이 피크인 시간 구간에는 복수의 트레인(150)을 제어하여 해수 담수화 플랜트(100)의 가동률을 감축할 수 있다. 트레인이 N개 있는 경우, 제어 시스템(200)은 복수의 트레인(150) 중 k개를 중단시켜 가동률을 k/N*100 % 만큼 감축시킬 수 있다. 그리고, 제어 시스템(200)은 중단되지 않은 트레인(150)의 고압 펌프(151)의 모터 속도를 제어하여 가동률의 미세 제어를 수행한다.
역삼투화 방식의 플랜트의 담수 생산 과정에서 대부분의 전력은 고압 펌프(약 70% 이상)와 취수 펌프(약 20% 이상)에서 사용된다. 즉, 역삼투화 방식의 플렌트의 전력 사용량은 담수 플랜트의 용량과 비례하고, 이는 곧 해수량의 공급과 비례한다. 따라서 제어 시스템(200)은 트레인(150)을 중단시키는 경우 고압 펌프용 밸브(156)와 에너지 회수용 밸브(157)를 잠그고, 고압 펌프(151)와 순환 펌프(155)의 가동을 중단시켜 효과적으로 해수 담수화 플랜트(100)의 전력 사용을 조절할 수 있다.
이러한 제어 방법을 그래프로 나타내면 도 5와 도 6과 같다.
도 5는 전력 요금의 변화의 한 예를 보여주는 그래프이고, 도 6은 본 발명의 실시에에 따른 해수 담수화 플랜트의 가동률 변화를 보여주는 그래프이다.
도 5와 도 6에서 보여지는 바와 같이, 제어 시스템(200)은 전력 요금이 피크가 아닌 시간 구간에는 해수 담수화 플랜트(100)의 가동률을 100%로 유지하고, 전력 요금이 피크인 시간 구간에는 해수 담수화 플랜트(100)의 가동률을 50%로 줄인다.
위에서 제어 시스템(200)은 전력 요금의 시간 구간을 피크 구간과 피크가 아닌 구간으로 나누어 해수 담수화 플랜트(100)의 가동률을 조절하였지만, 전력 요금 구간에 따라 해수 담수화 플랜트(100)의 가동률을 조절할 수도 있다. 즉, 도 5에서 보여지는 바와 같이, 전력 요금은 피크 요금 구간, 중간 요금 구간, 최저 요금 구간 중 어느 하나에 속할 수가 있는데, 이 경우 제어 시스템(200)은 최저 요금 구간에는 최고의 가동율을 유지하고, 중간 요금 구간에는 중간의 가동율을 유지하며, 피크 요금 구간에는 최저의 가동률을 유지하도록 복수의 트레인(150)을 제어할 수 있다.
한편, 전력 요금에 대한 정보에 따라 해수 담수화 플랜트(100)의 가동률이 조절되는 중이나 전력 요금에 대한 정보를 수신하지 못하여 100% 또는 일정한 가동율로 해수 담수화 플랜트(100)가 가동되는 중에, 제어 시스템(200)이 지능형 전력망(20)으로부터 전력 사용 감소 요구에 대한 정보를 수신할 수 있다(S110). 전력 사용 감소 요구에 대한 정보는 전력 설비의 과부하 등으로 전력 수요를 조절할 필요가 있는 경우에 지능형 전력망(20)이 제공하는 정보로서 요구하는 전력 사용 감소량에 대한 정보를 포함할 수 있다. 전력 설비의 과부하 시에 전력 수요를 조절할 수 있다면 전력 설비의 확충 부담이 경감되고 탄소 배출을 줄일 수 있는 이점이 발생한다. 대신에 전력 수요를 조절할 수 있는 수단을 제공하는 대상에는 인센티브가 부여된다.
이에, 제어 시스템(200)은 지능형 전력망(20)으로부터 전력 사용 감소 요구에 대한 정보를 수신하는 경우에 요구하는 전력 사용 감소량 만큼 또는 일정한 전력량 만큼에 대응하는 해수 담수화 플랜트(100)의 가동율을 감축한다. 이는 앞서 설명한 바와 같이 트레인(150)의 제어를 통해 가능하다.
이와 같이, 지능형 전력망(20)으로부터의 전력 요금 정보 및/또는 전력 사용 감소 요구 정보에 대응하여 해수 담수화 플랜트(100)의 가동율을 조절함으로써, 해수 담수화 시스템(10)은 인센티브로서 판매 가능한 탄소 배출권이나 판매 가능한 전력 수요 감소량을 획득한다(S150).
에너지 관리 시스템(300)은 획득한 전력 수요 감소량을 수요 관리 운영 시장 서버(30)를 통해 거래하고, 획득한 탄소 배출권을 탄소 배출권 거래 서버(40)를 통해 거래한다(S170).
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
1: 해수 담수화 네트워크 10: 해수 담수화 시스템
20: 지능형 전력망 30: 수요 관리 운영 시장 서버
40: 탄소 배출권 거래 서버
100: 해수 담수화 플랜트
200: 제어 시스템 300: 에너지 관리 시스템
110: 고압 펌프용 해수 취수 펌프
120: 고압 펌프용 해수 필터
130: 에너지 회수용 해수 취수 펌프
140: 에너지 회수용 해수 필터
150: 트레인 151: 고압 펌프
152: 압력 용기 153: 분리막
154: 에너지 회수 장치 155: 순환 펌프
156: 고압 펌프용 밸브 157: 에너지 회수용 밸브
158: 담수 배수구 159: 염수 배수구

Claims (14)

  1. 제1 해수 취수 펌프;
    제2 해수 취수 펌프; 및
    복수의 트레인을 포함하고,
    상기 복수의 트레인의 각각은
    상기 제1 해수 취수 펌프로부터 공급되는 해수를 고압의 해수로 변환하는 고압 펌프,
    상기 고압의 해수를 담수와 고압의 염수로 분리하는 분리막,
    상기 고압의 염수로부터 에너지를 회수하여 상기 제2 해수 취수 펌프로부터 공급되는 해수를 고압의 해수로 변환하는 에너지 회수 장치를 포함하고,
    전력 요금 정보에 따라 상기 복수의 트레인의 일부를 중단시키는 제어 시스템을 더 포함하는 역삼투화 방식의 해수 담수화 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어 시스템은 전력 사용 감소 요구 정보에 따라 상기 복수의 트레인 중 일부를 중단시키는 역삼투화 방식의 해수 담수화 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어 시스템은 상기 고압 펌프를 중단시켜 상기 복수의 트레인의 일부를 중단시키는 역삼투화 방식의 해수 담수화 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어 시스템은 중단되지 않은 트레인의 고압 펌프의 회전 속도를 조절하여 가동률을 조절하는 역삼투화 방식의 해수 담수화 시스템.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제1 해수 취수 펌프가 취수하는 해수를 전처리하는 제1 필터; 및
    상기 제2 해수 취수 펌프가 취수하는 해수를 전처리하는 제2 필터를 더 포함하는 역삼투화 방식의 해수 담수화 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 트레인은
    상기 제1 해수 취수 펌프와 상기 고압 펌프 사이에서 유량을 조절하는 제1 밸브와,
    상기 제2 해수 취수 펌프와 상기 에너지 회수 장치 사이에서 유량을 조절하는 제2 밸브와,
    상기 에너지 회수 장치에서 출력되는 고압의 해수를 상기 분리막에 공급하는 순환 펌프를 더 포함하는 역삼투화 방식의 해수 담수화 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어 시스템은 상기 고압 펌프, 상기 에너지 회수 장치, 상기 제1 밸브, 상기 제2 밸브 및 상기 순환 펌프를 중단시켜 상기 복수의 트레인의 일부를 중단시키는 역삼투화 방식의 해수 담수화 시스템.
  9. 해수 담수화 시스템이 역삼투화 방식의 해수 담수화 플랜트를 제어하는 방법에 있어서,
    상기 해수 담수화 플랜트는
    제1 해수 취수 펌프와,
    제2 해수 취수 펌프와,
    상기 제1 해수 취수 펌프 및 상기 제2 해수 취수 펌프로부터 공급받은 해수를 이용하여 담수를 생산하는 복수의 트레인을 포함하고,
    상기 방법은
    상기 해수 담수화 시스템이, 전력 요금에 대한 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 해수 담수화 시스템이, 상기 전력 요금이 속하는 구간에 따라 상기 복수의 트레인의 일부를 중단시키거나 재가동시키는 단계를 포함하는 역삼투화 방식의 해수 담수화 플랜트 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 해수 담수화 시스템이, 전력 사용 감소 요구에 대한 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 해수 담수화 시스템이, 상기 전력 사용 감소 요구에 대응하여 상기 복수의 트레인의 일부를 중단시키는 단계를 더 포함하는 역삼투화 방식의 해수 담수화 플랜트 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 해수 담수화 시스템이, 상기 복수의 트레인의 일부의 중단으로 인한 전력 감소량에 해당하는 인센티브를 획득하는 단계를 더 포함하는 역삼투화 방식의 해수 담수화 플랜트 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 인센티브는 판매가능한 전력 감소량과 탄소 배출권 중 적어도 하나에 해당하고,
    상기 방법은
    상기 해수 담수화 시스템이, 상기 인센티브를 거래하는 단계를 더 포함하는 역삼투화 방식의 해수 담수화 플랜트 제어 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 트레인의 각각은
    상기 제1 해수 취수 펌프로부터 공급되는 해수를 고압의 해수로 변환하는 고압 펌프와,
    상기 고압의 해수를 담수와 고압의 염수로 분리하는 분리막과,
    상기 고압의 염수로부터 에너지를 회수하여 상기 제2 해수 취수 펌프로부터 공급되는 해수를 고압의 해수로 변환하는 에너지 회수 장치와,
    상기 제1 해수 취수 펌프와 상기 고압 펌프 사이에서 유량을 조절하는 제1 밸브와,
    상기 제2 해수 취수 펌프와 상기 에너지 회수 장치 사이에서 유량을 조절하는 제2 밸브와,
    상기 에너지 회수 장치에서 출력되는 고압의 해수를 상기 분리막에 공급하는 순환 펌프를 포함하는 역삼투화 방식의 해수 담수화 플랜트 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 트레인의 일부를 중단시키는 단계는
    상기 해수 담수화 시스템이, 상기 고압 펌프, 상기 에너지 회수 장치, 상기 제1 밸브, 상기 제2 밸브 및 상기 순환 펌프를 중단시켜 상기 복수의 트레인의 일부를 중단시키는 단계를 포함하는 역삼투화 방식의 해수 담수화 플랜트 제어 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR200468537Y1 (ko) * 2012-05-29 2013-08-19 주식회사 크로시스 재순환 농축액의 잔류역압을 이용한 에너지 절감형 연속식 역삼투법 폐쇄회로 탈염장치
KR101507020B1 (ko) * 2014-03-11 2015-04-08 주식회사 포스코건설 복수의 취수처리부를 포함하는 해수 담수화 장치 및 이의 제어방법
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KR101538477B1 (ko) * 2014-09-05 2015-07-29 임운영 해수담수화를 위한 해수 전처리 장치 및 해수 전처리 방법
CN105137950B (zh) * 2015-09-24 2017-08-25 李拥军 一种基于物联网技术的温室大棚智能控制系统
CN105700405B (zh) * 2016-04-11 2019-01-22 集美大学 风光互补海水淡化系统全自动控制装置及控制方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000107757A (ja) 1998-10-05 2000-04-18 Kikai Kagaku Kenkyusho:Kk 淡水化システム及びその運転方法
JP2000202441A (ja) 1999-01-11 2000-07-25 Hitachi Engineering & Services Co Ltd 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
JP2001046842A (ja) 1999-08-17 2001-02-20 Japan Organo Co Ltd 逆浸透膜方式海水淡水化装置における動力回収方法および装置
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000107757A (ja) 1998-10-05 2000-04-18 Kikai Kagaku Kenkyusho:Kk 淡水化システム及びその運転方法
JP2000202441A (ja) 1999-01-11 2000-07-25 Hitachi Engineering & Services Co Ltd 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
JP2001046842A (ja) 1999-08-17 2001-02-20 Japan Organo Co Ltd 逆浸透膜方式海水淡水化装置における動力回収方法および装置
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