(57)【要約】本発明は、ろ過膜を含む少なくとも１つの逆浸透十字ろ過ユニット（１２ａ、１２ｂ）を有する１つの第１の海水供給ループ（２１、２４、２５、２７）、エネルギー回収ユニット（１４）を有する１つの第２のループ（２２）、可変周波数及び電力出力に応じて再生可能エネルギー源が発生する電力を供給する手段（２３）、第１及び第２のループのポンプ（１、７、１３）を備えるタイプの脱塩プラントを制御する方法であって、第２のループ（２２）の圧力と流量を調整し、それによって、透過水の流量と変換度が常に平行して連続的にゼロと最大値の間を、再生可能エネルギー源が供給する電力に応じて変動する少なくとも１つの操作モードを含む。また関連するプラントに関する。        【選択図】図１
2018519158.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
脱塩プラントを制御する方法であって、
前記脱塩プラントは、少なくとも、
逆浸透十字流ろ過膜（１２、１２ａ、１２ｂ）を装備する少なくとも１つのろ過ユニットに海水を供給するためのライン（２１）であって、前記供給ラインはその入口（Ｅ）から始まって、低圧の第１のポンプ（１）と、高圧の第２のポンプ（７）とを順に装備し、その流量は回転速度に比例するライン（２１）と、
前記膜から透過液を淡水処理及び貯留ユニット（１５、１６）に排出するための透過液排出ライン（２４）と、
濃縮液排出ライン（２５）と、
前記高圧ポンプの上流及び下流の前記供給ライン（２１）から分岐したループ（２２）であって、前記ループは、圧力交換器（１４）と、増圧ポンプと呼ばれるポンプ（１３）とを装備するエネルギー回収ユニットを通過し、前記ループはまた、前記濃縮液排出ライン（２５）に接続し、前記排出ラインは前記圧力交換器（１４）を通過するループ（２２）と、
再生可能エネルギー源からの電流を供給し、その後可変電力を前記低圧、高圧、及び増圧ポンプに供給する電流供給手段（２３）と、
を備え、
前記制御方法は、少なくとも１つの操作モードを備え、前記操作モードでは、  前記濃縮液排出ライン（２５）の流量Ｑ２５は、それが前記エネルギー回収ユニットを通過する間、前記増圧ポンプの流量Ｑ１３の値に実質的に等しい値に維持され、前記増圧ポンプの流量Ｑ１３の値自体は、前記ろ過ユニットの操作に必要な最小流量Ｑ１２ｍｉｎに応じて、閾値Ｑ１３ｍｉｎを超えて維持され、
前記増圧ポンプの出口の圧力は、前記高圧ポンプ（７）の出口の圧力の値と等しい値に維持され、
前記高圧ポンプの流量Ｑ７は、前記供給手段が供給する前記電流の周波数及び電力と相関しており、
それによって、前記少なくとも１つのろ過ユニット（１２、１２ａ、１２ｂ）の出口での透過液の流量Ｑ２４は、前記高圧ポンプの流量Ｑ７に実質的に等しいことを特徴とする、制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の制御方法であって、前記制御方法は、前記プラントを始動する第１の方法を備え、前記第１の方法は、前記供給手段（２３）が供給する電力が設定値ＰＨＰ０を超えるとすぐに、前記低圧、増圧及び高圧のポンプを連続してオンに切り替えることを含むことを特徴とする、制御方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の制御方法であって、前記透過液の流量と、前記高圧ポンプの流量及び前記増圧ポンプの流量の合計との商によって定義される変換度が４０％未満であり、それによって、前記膜の効率が最適化され、前記濃縮液の塩分濃度が低く維持されることを特徴とする、制御方法。
【請求項４】
請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の制御方法であって、前記プラントはまたバイパス（２６）を備え、前記バイパス（２６）は、前記濃縮液排出ライン（２５）を短絡することを可能にする圧力制御弁（２０）を装備し、前記高圧ポンプの始動中に、前記圧力制御弁の段階的な閉鎖を制御し、それによって前記ろ過ユニットを横断する圧力の増加が１バール／秒未満、好ましくは０.５バール／秒未満であることを特徴とする、制御方法。
【請求項５】
請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の制御方法であって、操作モードにおいて、前記増圧ポンプの出口での流量は一定の値に維持されることを特徴とする、制御方法。
【請求項６】
請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の制御方法であって、操作モードにおいて、前記増圧ポンプの出口での流量は、段階的に又は継続的に、前記高圧ポンプの流量に従属することを特徴とする、制御方法。
【請求項７】
請求項１〜６のうちいずれか１項に記載の制御方法であって、前記プラントを停止する少なくとも１つの方法を備え、該方法において、前記供給手段（２３）が供給する電力が設定値ＰＨＰ０未満になるとすぐに、前記高圧、増圧及び低圧ポンプは引き続いてスイッチを切られることを特徴とする、制御方法。
【請求項８】
請求項１〜７のうちいずれか１項に記載の制御方法であって、前記プラントはまたバイパス（２６）を備え、前記バイパス（２６）は、前記濃縮液排出ライン（２５）に前記濃縮液排出ライン（２５）を短絡させることが可能な圧力制御弁（２０）を装備し、前記プラントを停止する前記方法は、前記圧力制御弁の段階的な開放を含み、それによって、浸透圧の影響下で、前記淡水処理及び貯留ユニット（１５、１６）からの透過液は、前記濃縮液を前記バイパス（２６）を介して排出流に向かって流すために、及び前記膜を淡水で調節するために、前記ろ過ユニットに吸い込まれることを特徴とする、制御方法。
【請求項９】
請求項１〜８のうちいずれか１項に記載の制御方法であって、前記圧力制御弁の段階的な開放が制御され、それによって、前記ろ過ユニットの圧力の減少が１バール／秒未満、好ましくは０.５バール／秒未満であることを特徴とする、制御方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のうちいずれか１項に記載の制御方法であって、前記供給手段（２３）は太陽光発電装置（２３ｇ）を備え、前記太陽光発電装置（２３ｇ）は前記低圧、増圧及び高圧ポンプのそれぞれに、それぞれ第１（２３ａ）、第２（２３ｂ）及び第３の（２３ｃ）可変周波数電力変換装置（２３）によって電力を供給し、前記電力変換装置はＭＰＰＴ（最大電力点追従制御）プロトコルによって制御されることを特徴とする、制御方法。
【請求項１１】
請求項１〜９のうちいずれか１項に記載の制御方法であって、前記供給手段（２３）は、前記低圧、増圧及び高圧ポンプのそれぞれに電力を供給する風力発電装置を備えることを特徴とする、制御方法。
【請求項１２】
請求項１〜１１のうちいずれか１項に記載の制御方法であって、前記透過液の流量及び前記変換度は、前記電流供給手段（２３）が供給する電力に応じて、ゼロと最大値との間で継続的かつ同時に変化することを特徴とする、制御方法。
【請求項１３】
請求項１〜１２のうちいずれか１項に記載の制御方法であって、前記脱塩プラントはまた、前記海水供給ライン（２１）から分岐した圧力蓄圧器（２８）を前記高圧ポンプ（７）と前記ろ過ユニット（１２、１２ａ、１２ｂ）との間に備え、前記蓄圧器は、０．５バール／秒未満の変動勾配に従って、前記高圧ポンプ（７）の出口での圧力変動を補償可能であることを特徴とする、制御方法。
【請求項１４】
脱塩プラントであって、少なくとも、
逆浸透十字流ろ過膜（１２ａ）を装備する少なくとも１つのろ過ユニットに海水を供給するためのライン（２１）であって、前記供給ラインはその入口（Ｅ）から始まって、低圧の第１のポンプ（１）と、高圧の第２のポンプ（７）とを順に装備し、その流量は供給手段が供給する電流の周波数及び電力に比例するライン（２１）と、
前記膜から透過液を淡水処理及び貯留ユニット（１５、１６）に排出するための透過液排出ライン（２４）と、
濃縮液排出ライン（２５）と、
前記高圧ポンプの上流及び下流の前記供給ライン（２１）から分岐したループ（２２）であって、前記ループは、圧力交換器（１４）と、増圧ポンプと呼ばれるポンプ（１３）とを装備するエネルギー回収ユニットを通過し、前記ループはまた、前記濃縮液排出ライン（２５）に接続し、前記排出ラインは前記圧力交換器（１４）を通過するループ（２２）と、
再生可能エネルギー源からの電流を供給し、その後可変周波数及び電力を前記低圧、高圧、及び増圧ポンプに供給する電流供給手段（２３）と、
を備える、脱塩プラント。
【請求項１５】
請求項１４に記載の脱塩プラントであって、前記海水供給ラインは、前記低圧ポンプ（１）の下流であって、かつ前記高圧ポンプの上流に位置する前記ループの前記分岐の上流に、前処理ユニット（２）とそれに続く前置フィルタ（３）とを備え、前記前置フィルタ（３）に続いて空気浄化器（４）を備えることを特徴とする、脱塩プラント。
【請求項１６】
前記高圧ポンプは容積ポンプであることを特徴とする、請求項１４及び１５のいずれか１つに記載の脱塩プラント。
【請求項１７】
請求項１４〜１６のうちいずれか１項に記載の脱塩プラントであって、前記プラントは圧力制御弁（２０）を装備するバイパス（２６）を備え、前記圧力制御弁（２０）によって、前記濃縮液排出ライン（２５）は前記エネルギー回収ユニットを短絡することが可能であることを特徴とする、脱塩プラント。
【請求項１８】
請求項１４〜１７のうちいずれか１項に記載の脱塩プラントであって、前記供給手段（２３）は太陽光発電装置を備え、前記太陽光発電装置は前記低圧、増圧及び高圧ポンプのそれぞれに、それぞれ第１、第２及び第３の可変周波数電力変換装置によって電力を供給し、前記電力変換装置はＭＰＰＴ（最大電力点追従制御）プロトコルによって制御されることを特徴とする、脱塩プラント。
【請求項１９】
請求項１４〜１８のうちいずれか１項に記載の脱塩プラントであって、前記供給手段（２３）は、前記低圧、増圧及び高圧ポンプのそれぞれに電力を供給する風力発電装置を備えることを特徴とする、脱塩プラント。
【請求項２０】
請求項１４〜１９のうちいずれか１項に記載の脱塩プラントであって、前記脱塩プラントはまた、前記海水供給ライン（２１）から分岐した圧力蓄圧器（２８）を前記高圧ポンプ（７）と前記ろ過ユニット（１２、１２ａ、１２ｂ）との間に備え、前記蓄圧器は、前記高圧ポンプ（７）の出口での圧力降下を補償可能であることを特徴とする、脱塩プラント。
【請求項２１】
請求項２０に記載の脱塩プラントであって、前記圧力蓄圧器（２８）は管型チャンバ（２８２）であり、前記管型チャンバは前記ライン（２１）と連通し、かつ、海水の塩分濃度に相当する浸透圧に近い初期圧力、例えば２８バールでエンベロープ（２８４）に含有される多量の窒素を含有することを特徴とする、脱塩プラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、逆浸透海水脱塩プラント（reverse osmosis seawater desalination plant）を制御する方法及び関連する脱塩プラントであって、該プラントは再生可能エネルギー源を動力源とする。
【背景技術】
【０００２】
逆浸透海水脱塩プラントにおいては、高圧ポンプのエネルギー消費量はエネルギー消費量の約三分の二であり、操業コストの約４０％から６０％を占めることが知られている。逆浸透脱塩は、水のみ（溶けている塩類なし）が半透膜を透過できるようにするために、塩水にその浸透圧以上の圧力を加える。
【０００３】
流量、圧力、電気伝導率及び温度のセンサを用いて、主要な操作パラメータを測定することが知られている。それらは前記プラントに供給する前処理水、前記プラントから出て行く透過液及び濃縮液に関連している。また、これらの脱塩プラントに、逆浸透膜を抜けたすぐの濃縮液に依然として存在しているエネルギーを回収するために、エネルギー回収ユニットを組み込むことも知られている。
【０００４】
前記方法のエネルギー収支に関する知識は、エネルギー消費を考慮して装置を選択し、プラントを設計することを可能にする。
【０００５】
しかしながら、いったんプラントが建設されると、入力パラメータが制御不能に変動し、システムを安定に維持するために制御ループの設置が必要となる。例えば、温度、塩分濃度、逆浸透膜の劣化及び目詰まりの変動を補償するために、透過液の流量を調整することが知られている。
【０００６】
しかしながら、塩分濃度、温度及び水理条件の想定に基づいて導入された設定値は、生産する水の製造量及び品質を得るための保証条件に適合させるため、必ずしもエネルギー消費を考慮することなく、何遍も設けられることになる。
【０００７】
しかしながら、前記エネルギーの問題について着目されるようになってきており、例えば、文献ＦＲ２９３３９６９において、逆浸透プラントに二次制御を供給することにより、脱塩プラントを制御するのにエネルギー消費パラメータを組み込むことを提案しており、その目的はシステムのエネルギー消費を低減させることである。より詳しくは、前記二次制御は、センサによって供給されるプラントの運転条件に基づいて、供給水と供給水の塩分濃度が適切であるところの、高圧ポンプの流量に対する設定値、エネルギー回収ユニットの混合比、変換度の組合せを決定するようにプログラムされた計算手段を含んでいる。この組合せはシステムの最小のエネルギー消費に対応しており、生産される水の量と品質、及び該プラントのパフォーマンスに必要な最小量を保証する。
【０００８】
しかしながら、エネルギー消費の管理は、前記モデルではもはや対処することはできない。なぜなら、脱塩プラントに供給される電力は再生可能エネルギー源だけを基礎にしているからである。
【０００９】
このことが、本発明の対象が、再生可能エネルギー源を動力源とする逆浸透水脱塩プラントを制御する方法及び該プラント自体であることの理由であり、該方法及びプラントは、再生可能エネルギー源が供給する電力に応じて、そのエネルギー消費を最適化している。より詳しくは、本発明は、再生可能エネルギー源が供給する電力に前記プラントの運転を従属させることによって、前記脱塩プラントの制御において優先するものを逆転させている。
【発明の概要】
【００１０】
この目的のために、本発明は、脱塩プラントを制御する方法であって、
前記脱塩プラントは、少なくとも、
逆浸透十字流ろ過膜（reverse osmosis tangential flow filtration membranes）を装備するろ過ユニットに海水を供給するためのラインであって、前記供給ラインはその入口から始まって、低圧の第１のポンプと、高圧の第２のポンプとを順に装備し、その流量は回転速度に比例するラインと、
前記膜から透過液を淡水処理及び貯留ユニットに排出するための透過液排出ラインと、
濃縮液排出ラインと、
前記高圧ポンプの上流及び下流の前記供給ラインから分岐したループであって、前記ループは、圧力交換器と、増圧ポンプと呼ばれるポンプとを装備するエネルギー回収ユニットを通過し、前記ループはまた、前記濃縮液排出ラインに接続し、前記排出ラインは前記圧力交換器を通過するループと、
再生可能エネルギー源からの電流を供給し、その後可変電力を前記低圧、高圧、及び増圧ポンプに供給する電流供給手段と、
を備え、
前記制御方法は、少なくとも１つの操作モードを備え、前記操作モードでは、  前記濃縮液排出ラインの流量は、それが前記エネルギー回収ユニットを通過する間、前記増圧ポンプの流量の値に実質的に等しい値に維持され、前記流量は、前記ろ過ユニットの操作に必要な最小流量よりも多いか又は該最小流量と等しく、
前記増圧ポンプの出口の圧力は、前記高圧ポンプの出口の圧力と等しく、なぜなら、それは前記圧力交換器及び圧力降下と該交換器の効率を補償する前記増圧ポンプによって維持されるからであり、
前記高圧ポンプの流量は、前記供給手段が供給する前記電流の周波数及び電力と相関しており、
それによって、前記ろ過ユニットの出口での透過液の流量は、前記高圧ポンプの流量に実質的に等しいことを特徴とする、制御方法である。
【００１１】
本発明の選択的な追加の又は代替的な特徴を以下に述べる。
【００１２】
前記方法は、前記プラントを始動する第１の方法を備えることができ、前記第１の方法は、前記供給手段が供給する電力が設定値ＰＨＰ０を超えるとすぐに、前記低圧、増圧及び高圧のポンプを連続してオンに切り替える。
【００１３】
有利には、前記透過液の流量と、前記高圧ポンプの流量及び前記増圧ポンプの流量の合計との商によって定義される変換度が４０％未満であり、それによって、前記膜の効率が最適化され、前記濃縮液の塩分濃度が低く維持される。
【００１４】
前記プラントはまたバイパスを備え、前記バイパスは、前記濃縮液排出ラインが前記エネルギー回収ユニットを短絡することを可能とする圧力制御弁を装備する場合は、前記高圧ポンプの始動中に、前記圧力制御弁の段階的な閉鎖を制御し、それによって前記ろ過ユニットを横断する圧力の増加が１バール／秒未満、好ましくは０.５バール／秒未満とすることが好ましい。
【００１５】
操作モードの第１態様においては、前記増圧ポンプの出口での流量は一定で十分な値に維持される。それによって、透過液の流量にかかわらず、推奨された十字流ろ過条件が尊重される。
【００１６】
操作モードの第２態様においては、前記増圧ポンプの出口での流量は、前記高圧ポンプに供給している電力に従属し、前記流量の従属は前記高圧ポンプの流量の個別的（段階的）又は継続的な変化である。
【００１７】
いかなる場合でも、“少なくとも１つの”前記ろ過ユニットでの流量を膜製造者が推奨する最小流量よりも確実に多くすることを可能にするのは、前記エネルギー回収ユニットにおける流量の制御である。
【００１８】
前記制御方法は、前記プラントを停止する少なくとも１つの方法を備えることができ、前記方法においては、前記供給手段が供給する電力が設定値ＰＨＰ０未満になるとすぐに、前記高圧、増圧及び低圧ポンプは引き続いてスイッチが切られる。
【００１９】
前記プラントはまたバイパスを備え、前記濃縮液排出ラインが前記回収ユニットを短絡することを可能にする圧力制御弁を前記バイパスが装備する場合は、前記プラントが停止するとすぐに、前記圧力制御弁の段階的な開放を制御し、それによって、浸透圧の影響下で、前記濃縮液を前記バイパスを介して排出流に向かって流すために、及び前記膜を淡水で調節するために、前記淡水処理及び貯留ユニットからの透過液が前記ろ過ユニットに吸い込まれることが好ましい。
【００２０】
前記圧力制御弁の段階的な開放が制御され、それによって、前記ろ過ユニットの圧力の減少が１バール／秒未満、好ましくは０.５バール／秒未満であることが有利である。
【００２１】
ある特定の態様においては、前記供給手段は太陽光発電装置を備え、前記太陽光発電装置は前記低圧、増圧及び高圧ポンプのそれぞれに、それぞれ１つのポンプに割り当てられている第１、第２及び第３の可変周波数電力変換装置によって電力を供給し、前記電力変換装置はＭＰＰＴ（最大電力点追従制御）プロトコル、又は他の適切なスレービング（slaving）によって制御される。
【００２２】
他の態様においては、前記供給手段は、前記低圧、増圧及び高圧ポンプのそれぞれに電力を供給する風力発電装置を備える。
【００２３】
改良においては、前記脱塩プラントはまた、前記海水供給ラインから分岐した圧力蓄圧器を前記高圧ポンプと前記ろ過ユニットとの間に備え、前記蓄圧器は、前記ろ過膜の節約のために、０．５バール／秒未満の変動勾配に従って、前記高圧ポンプの出口で前記圧力変動を補償可能である。
【００２４】
本発明の１つの特徴は、前記透過液の流量及び前記変換度は、前記電流供給手段が供給する電力に応じて、ゼロと最大値との間で継続的かつ同時に変化することである。
【００２５】
本発明のもう１つの対象は、脱塩プラントであって、少なくとも、
逆浸透十字流ろ過膜を装備する少なくとも１つのろ過ユニットに海水を供給するためのラインであって、前記供給ラインはその入口から始まって、低圧の第１のポンプと、高圧の第２のポンプとを順に装備し、その流量は供給手段が供給する電流の周波数及び電力に比例するラインと、
前記膜から透過液を淡水処理及び貯留ユニットに排出するための透過液排出ラインと、
濃縮液排出ラインと、
前記高圧ポンプの上流及び下流の前記供給ラインから分岐したループであって、前記ループは、圧力交換器と、増圧ポンプと呼ばれるポンプとを装備するエネルギー回収ユニットを通過し、前記ループはまた、前記濃縮液排出ラインに接続し、前記排出ラインは前記圧力交換器を通過するループと、
再生可能エネルギー源からの電流を供給し、その後可変周波数及び電力を前記低圧、高圧、及び増圧ポンプに供給する電流供給手段と、
を備える、プラントである。
【００２６】
本発明の選択的な追加の又は代替的な特徴を以下に述べる。
【００２７】
前記海水供給ラインは、前記低圧ポンプの下流であって、かつ前記高圧ポンプの上流に位置する前記ループの前記分岐の上流に、前処理ユニットとそれに続く前置フィルタとを備え、前記前置フィルタに続いて空気浄化器を備えることができる。
【００２８】
好ましい態様においては、前記高圧ポンプは容積ポンプ（volumetric pump）である。
【００２９】
前記脱塩プラントは圧力制御弁を装備するバイパスを備えることができ、前記圧力制御弁によって、前記濃縮液排出ラインは前記エネルギー回収ユニットを短絡することが可能である。
【００３０】
ある特定の態様においては、前記供給手段は太陽光発電装置（photovoltaic generator）を備え、前記太陽光発電装置は前記低圧、増圧及び高圧ポンプのそれぞれに、それぞれ第１、第２及び第３の可変周波数電力変換装置によって電力を供給し、前記電力変換装置はＭＰＰＴ（最大電力点追従制御）プロトコル又は他の適切なスレービングによって制御される。
【００３１】
他の態様においては、前記供給手段は、前記低圧、増圧及び高圧ポンプに電力を供給する風力発電装置（aerogenerator）を備える。
【００３２】
改良においては、前記脱塩プラントはまた、前記海水供給ラインから分岐した圧力蓄圧器を前記高圧ポンプと前記ろ過ユニットとの間に備え、前記蓄圧器は、前記ろ過膜を節約するために、０．５バール／秒未満の変動勾配に従って、前記高圧ポンプの出口での圧力変動を補償可能である。
【００３３】
特定の態様においては、前記圧力蓄圧器は管型チャンバであり、該管型チャンバは前記ラインと連通し、海水の塩分濃度に調節された初期圧力、例えば２８バールでエンベロープ（envelope）に含有される多量の窒素を含有する。
【００３４】
他の特徴及び有利な点は、以下の実施及び非限定の実施例についての詳細な記載で述べる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の１実施態様である海水脱塩プラントの概略図である。
【図２】本発明のブロック図である。
【図３】再生可能エネルギー源が供給する電力に応じた変換度及び透過液流量の結果を示す曲線である。
【図４】本発明の改良を示す概略図である。
【図５】本発明の改良の細部を示す図である。
【図６】本発明の改良の細部を示す図である。
【図７】本発明の例示的実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下に述べる実施例は限定するものではないため、記載された他の特徴から抽出された、記載された特徴の選択（たとえこの選択がこれら他の特徴を含む１つの文章からの抽出であっても）を含む本発明の形態を検討することは、この選択が従来技術に対して技術的有利性を与えるか、本発明を特徴づけるのに十分であるならば可能である。この選択は、少なくとも１つの特徴を含むことができ、該特徴は好ましくは構造的細部を含まない機能的なものであり、あるいは構造的細部のみが従来技術に対して技術的有利性を与えるか、本発明を特徴づけるのに十分であるならば、該構造的細部の一部だけをもった機能的なものである。
【００３７】
図１は、脱塩プラントを示しており、該脱塩プラントは、海水を、逆浸透十字流ろ過膜を装備するろ過ユニット１２ａ及びろ過ユニット１２ｂに供給するライン２１を備えている。
【００３８】
逆浸透は、溶液中に物質を含む水を、水分子のみを移動させる非常に微細なフィルターシステムを介して浄化するための工程を意味すると理解される。その原理は、溶質（このケースでは塩分）の濃度が異なる２つの溶液をフィルター膜のそれぞれの側に配置すると、濃度が等しくなるか又は圧力差が浸透圧を超えるまで水は浸透によって膜を移動する。水の移動は、水が流入するコンパートメントの濃度を減少させ、水が流出するコンパートメントの濃度を増加させる。逆に、該コンパートメントの１つに浸透圧を超える静水圧を加えると、該コンパートメントの溶質濃度は上昇して他方のコンパートメントでは希釈が起こるにもかかわらず、水は圧力下で強制的に前記コンパートメントから流出する。
【００３９】
それゆえ、逆浸透による海水の脱塩の状況においては、水のみ（溶解塩類なし）が半透膜を抜けて透過することができるようにするため、塩水にその浸透圧を超える圧力を加える。塩類を含んだコンパートメントでは塩類が濃縮される。前記透過側のコンパートメントには水が供給され、その大部分の塩類が激減する。前記半透膜は、その脱塩率（塩通過量％）と所定の温度、通例２５℃で規定されるその透水性によって特徴づけられる。海水が連続的に供給されるこのシステムにより、前記膜の透過液側に塩分が激減した淡水を、前記膜の濃縮液側に濃縮した溶液を連続して集めることができる。
【００４０】
変換度は、前記膜の総供給流量に対する前記透過液の流量の比率として規定され、前記プラントの液圧操作を特徴づけることができる。
【００４１】
逆浸透膜は、スパイラル又はキャピラリー又はチューブラー型のモジュールが使用され、該モジュールは、圧力管、“平行”及び／又は“連続”アセンブリ内に配置される。供給される水は、高圧ポンプ又は同等の手段により圧力が加えられる。
【００４２】
この自然な工程により、従来のフィルターと違って、汚染物質を貯留しないことが可能になる。前記工程は、“逆”と言われる。その理由は、淡水に前記膜を“強制的に通過させる”のに十分な圧力を必要とするからである。一般にこの工程によって、溶解した固形微粒子の９８％から９９％を除去し、微生物を１００％除去することができる。
【００４３】
従来、膜は、有機材料又は無機材料で作られた多孔性担体と１又は複数の分離層の組合せによって規定される。前記層の役割は、分子種又は微粒子種を確実に分離し、一方、前記担体の役割は、その機械的強度により、薄層の生産を確実にすることである。
【００４４】
したがって、前記担体は、前記膜の流体力学的抵抗に寄与することなく機械的強度を付与することを可能とし、一方、前記分離層は、機械的強度を付与することなく透過性を規定する。十字流ろ過の原理によれば、処理される液体はチャネルの表面上を、この表面上に配置される物質を再分散するせん断応力を発生するように高速で循環する。
【００４５】
このようにして、チャネルの表面上に流体摩擦が生じ、チャネルの長さに応じて直線的に変化する圧力降下を招くことになる。この圧力降下は、膜の長さ、その水力直径のような寸法パラメータ及び処理される液体の循環量、速度及び密度に依存している。ろ過に作用する力は圧力であるため、処理される液体の圧力がチャネルに沿って減少する変動が生じる。こうした圧力勾配は、分離層、次いで多孔体を通過する透過液のクロスフローを緩和する。逆浸透ろ過は、完全に又はほぼ完全に、硝酸塩、殺虫剤、細菌、ウイルス、微生物、除草剤、水垢、水銀、鉛及び他の重金属、並びに溶解した全てのものを除去することを可能にする。
【００４６】
前記脱塩プラント及びその入口Ｅから始まる構成に関しては、供給ライン２１は連続して低圧の第１のポンプと高圧の第２のポンプを通過する。該低圧の第１のポンプの役割は、海水を集めることである。該高圧の第２のポンプの流量はその回転速度に比例する。次いで、供給ライン２１は、前記高圧ポンプを抜けるとすぐに、ろ過ユニット１２ａ及び１２ｂを通過する。
【００４７】
低圧ポンプは、１０バール未満の圧力で動作することができるポンプを意味すると理解される。
【００４８】
高圧ポンプは、その流量はその回転速度に比例しており、該ポンプのモータに供給される周波数と電力が、その回転速度を決定し、該回転速度自体はその流量を決定するポンプを意味すると理解される。該高圧ポンプは、優先的には容積移送式ポンプとしても知られる容積ポンプのカテゴリーから選択される。例えば、ローブポンプや一軸ねじポンプを選択することができる。他のタイプのポンプも考慮されるが、その速度は前記供給ラインに置かれた流量計に従属する。
【００４９】
ろ過ユニット１２ａ及び１２ｂの出口において、ライン２４は、ろ過した淡水（透過液という）を最初に貯留槽１５に排出することを可能にする。貯留槽１５はユニット１６の方に通じている。ユニット１６は、前記淡水の将来の消費のために、該淡水を処理することを目的としている。さらに前記ろ過ユニットの出口では、ライン２５は、塩分を含む水（濃縮液という）を排出流Ｒ用の排水口２７、通常は海の中に排出することを可能にする。
【００５０】
前記プラントはまた、高圧ポンプ７の上流及び下流の供給ライン２１から分岐したループ２２を備える。このループはエネルギー回収ユニットを通過する。該エネルギー回収ユニット自体は圧力交換器１４と、増圧ポンプと呼ばれるポンプ１３を装備する。
【００５１】
また前記増圧ポンプは、優先的には容積移送式ポンプとしても知られる容積ポンプのカテゴリーから選択される。それらは例えば、ピストンポンプ、ローブポンプ及び一軸ねじポンプである。他のタイプのポンプも考慮されるが、その周波数は前記供給ラインに置かれた流量計に従属する。
【００５２】
排出ライン２５はまた、圧力交換器１４を通過する。該圧力交換器は、優先的にはＤＡＮＦＯＳＳ ＩＳａｖｅ（Ｃ）、ＥＲＩ ＰＸ（Ｃ）、Ｃａｌｄｅｒ ＤＷＥＥＲ（Ｃ）、ＫＳＢ（Ｃ）タイプの容積移送式装置又は他の同様なシステムが好ましい。それゆえ、ライン２５を循環する加圧された濃縮液は、その圧力をループ２２を循環する海水に間接的接触により伝達する。
【００５３】
このループ２２はまた、排出ライン２５に接続して、場合によっては前記ろ過ユニットのバイパス形成と直接的な排出を可能にする。前記プラントは、可変電力に応じて前記低圧、高圧、及び増圧ポンプに供給する手段２３を備える。
【００５４】
本発明においては、供給手段２３が供給するエネルギーは、再生可能エネルギー源に由来する。
【００５５】
図７に示された第１の態様においては、前記供給手段は、太陽光発電装置とさらに第１、第２及び第３の可変周波数電力変換装置からなる。該変換装置のそれぞれは、３つの低圧、増圧及び高圧ポンプのうちの１つに割り当てられている。太陽光発電装置によって変動できるように発生させた電力を最適に配給するために、電力変換装置はＭＰＰＴ（最大電力点追従制御）プロトコルによって連続的に制御される。
【００５６】
他の態様においては、前記供給手段は風力発電装置からなる。
【００５７】
有利には、海水供給ライン２１は、前記ループ２２の前記分岐の上流かつ高圧ポンプ７の上流に、前処理ユニットとそれに続く前置フィルタとを備え、前記前置フィルタに続いて空気浄化器を備える。前処理ユニット２は、膜供給者の推奨に従って、浮遊物をろ過して取り除き、細菌を除去することにより、海水の目詰まり性を著しく低下させることが可能である。前置フィルタ３は、前記高圧ポンプと前記増圧ポンプのための安全フィルタであり、３ミクロンより大きい直径をもつ全ての粒子に対してろ過を改善することを可能にする。空気浄化器４は、人手により又は自動的に、前記入口でポンプで送り込まれて供給ライン２１内に閉じ込められた空気を排出することを可能にする。
【００５８】
ろ過する前に、前記プラントに導入される海水の流量と圧力を制御するために、海水供給ライン２１はまた、流量計５及び圧力センサ６を備える。
【００５９】
前記ろ過ユニットでの圧力変動を制御するために、圧力センサ１０及び１７のそれぞれをろ過ユニット１２の入口と濃縮液排出ライン２５の出口に設置することが有利である。
【００６０】
リアルタイムで透過液の流量Ｑ２４を測定するために、流量計１９が透過液排出ライン２４に配置される。
【００６１】
増圧ポンプ１３と高圧ポンプ７の方向への海水の逆流を防止するために、該ポンプのそれぞれの出口にそれぞれチェック弁９及び８が配置される。
【００６２】
濃縮液排出ライン２５が、前記エネルギー回収ユニットの圧力交換器１４を通過することなしに、排出流Ｒの排水口２７と再結合できるようにするために、制御弁２０を装備したバイパス２６が、前記エネルギー回収ユニットの上流のライン２５から分岐している。
【００６３】
前述したタイプの海水脱塩プラントを制御する方法に関して、該制御方法は、図２と関連して下記に規定するように、少なくとも１つの操作モード、すなわち淡水を生産するモードを備える。
【００６４】
第１に、前記増圧ポンプの流量Ｑ１３は、前記ろ過ユニットの操作に必要な最小流量Ｑ１２ｍｉｎよりも大きいか又は等しい、閾値Ｑ１３ｍｉｎを超える値に維持される。言い換えれば、前記増圧ポンプから来て、ろ過ユニット１２に入る海水の流量は、膜供給者が推奨する十字流のろ過条件を尊重した最小流量Ｑ１２ｍｉｎから始まって、ろ過ユニット１２の最小流量Ｑ１２ｍｉｎよりも大きいか又は等しいということである。さらに言い換えれば、膜供給者が推奨する最小流量よりも多い“少なくとも１つの”前記ろ過ユニットの流量を供給することを可能にするのは、前記エネルギー回収ユニットの流量の制御である。
【００６５】
同時に、前記ろ過ユニットの出口における前記濃縮液排出ラインの流量Ｑ２５は、前記増圧ポンプの流量Ｑ１３の値に実質的に等しい値に維持される。この前記濃縮液排出ラインの流量Ｑ２５の制御は、圧力交換器１４と増圧ポンプ１３からなる前記エネルギー回収ユニットを通過するときに行われる。“実質的に等しい値”は、流量の違いが５％を超えないことを意味すると理解される。
【００６６】
同様に、前記増圧ポンプの出口における圧力は前記高圧ポンプの出口における圧力の値と等しい値に維持される。前記低圧ポンプから来る海水の圧力の上昇が、それが交換器１４を通過するとき及び前記増圧ポンプを通過するときに行われる。前記増圧ポンプは、前記濃縮液排出ラインの圧力と前記ろ過ユニットの入口の圧力との間の圧力差を補償することを可能にする。それはまた、前記圧力交換器の効率に起因する非常に小さな圧力の低下を補償することを可能にする。こうして、前記増圧ポンプから来る海水は、前記ろ過ユニットに行き渡る圧力と等しい圧力で前記ろ過ユニットに流入し、そしてろ過される。
【００６７】
こうして、前記ろ過ユニットに流入する流量の合計は流出する流量の合計に等しくしなければならないという事実を考慮すると、前記ろ過ユニットの出口での透過液の流量Ｑ２４は、前記高圧ポンプの流量Ｑ７に実質的に等しい。
【００６８】
さらに、前記高圧ポンプの流量Ｑ７は、前記供給手段２３が供給する周波数及び電力に従属しており、該周波数及び電力は再生可能エネルギー源に起因して可変であるという事実を考慮すると、前記ろ過ユニットの出口での透過液の流量Ｑ２４は、再生可能エネルギー源が供給する利用可能な電力と相関している。
【００６９】
図２によれば、前記エネルギー回収ユニットを通過する海水で満たされたルーブ２２の部分は、ろ過ユニット１２を通過して前記エネルギー回収ユニットを通過する濃縮液排出ライン２５と再結合するために、前記操作モードの操作が基礎としている第２のループを構成することを表している。
【００７０】
実際のところ、高圧ポンプ７を通過する海水の流量Ｑ７が、それが前記ろ過ユニットを通過した後に、透過液の流量Ｑ２４を与えることができるのは、前記第２のループの流量及び圧力の管理に因るものである。これら流量Ｑ７及びＱ２４は前記ろ過ユニット及び前記透過液回収ラインへの供給によって規定される第１のループに属する。
【００７１】
ここで前記ろ過ユニットの供給総流量に対する前記透過液の流量の比率として規定される前記変換度Ｔについては、
Ｔ＝Ｑ２４／（Ｑ１３＋Ｑ７）＝Ｑ７／（Ｑ１３＋Ｑ７）が成り立つ。
【００７２】
前記高圧ポンプの流量Ｑ７は、再生可能エネルギー源により供給される利用可能な電力に相関しており、また、前記増圧ポンプの流量Ｑ１３は、設定値に維持されることがわかっているので、前記変換度は直接的に前記高圧ポンプの流量に相関しており、再生可能エネルギー源により供給される利用可能な電力に直接的に関係づけられている。
【００７３】
したがって、透過液の流量及びそれに関係する変換度Ｔ（該変換度は前記透過液の流量と、前記高圧ポンプの流量及び前記増圧ポンプの流量の合計との商に等しい）は、ゼロとその最大値との間で絶えず、同時に、かつ継続的に変化する。
【００７４】
前記操作モードの第１態様においては、前記増圧ポンプの流量は一定値に維持され、前記ろ過ユニットに十分な流量が確実に得られるよう、エネルギーの合理的な消費を確保しつつ選択される。例としては、前記増圧ポンプの流量はろ過ユニットに対して５ｍ３／時に設定することができる。
【００７５】
再生可能エネルギー源が供給する利用可能な電力に応じて、前記高圧ポンプの流量は例えば０〜２．５ｍ３／時で変化する。したがって、５〜７．５ｍ３／時の間で変化する総流量が得られる。したがって、前記変換度Ｔ（前記ろ過ユニットの供給総流量に対する前記透過液の流量の比率）は、０％〜３３％の間で変化する。そのとき、前記透過液の流量は、前記高圧ポンプ内の海水の流量と同じように、０〜２．５ｍ３／時の間で変化する。
【００７６】
操作モードの第２態様においては、前記増圧ポンプの出口での流量は、前記高圧ポンプの流量に従属しうる。前記増圧ポンプの流量の従属は、前記高圧ポンプに供給している電力と個別的（段階的）又は継続的な相関関係でありうる。言い換えれば、前記高圧ポンプが供給する流量に応じて、前記増圧ポンプは、再生可能エネルギー源が供給する利用可能な電力の残り部分に応じてその自己の流量を調整する。
【００７７】
例を示すと、１〜５ｍ３／時で変化する前記高圧ポンプの流量に応じて、前記増圧ポンプの流量が７〜１１ｍ３／時の間で変化すると、変換度は１２．５％〜ほぼ３１％となる。これは１〜５ｍ３／時で変化する透過液の流量をもたらす。
【００７８】
この構成においては、前記膜の操作圧力は約２８バール〜約４８バールで変化する。そのとき前記膜は負荷される流量に自動的に完全に適応する。なぜなら、該流量は常に供給者によって推奨される範囲内だからである。前記膜は、処理される水の塩分濃度や温度のようなサーキットの他の物理特性にも適応する。本発明のこの態様では、前記低圧ポンプの流量は、前記増圧ポンプと前記高圧ポンプの流量の合計に実質的に等しくなるように制御される。前記膜の操作圧力はそれ自身によって確定され、前記各種ポンプの流量以外によっては制御されない。このことは、操作圧力が膜に負荷される、固定した変換度を規定する従来技術とは基本的に異なる。
【００７９】
この態様は非常に高い作業柔軟性を提供し、前記高圧ポンプの流量に比例する、それゆえ可変的である変換度を得ることを可能にする。これにより、特には、限定された入射電力の場合に推奨された十字流ろ過条件を保証しつつ確実に少量生産するように、エネルギー消費及び前記プラントの作業を最適化することが可能になる。
【００８０】
操作モードに達する前に、前記制御方法は、始動モードを許容しており、該始動モードでは、各種サーキットを海水で満たすために連続的にポンプが始動される。  
【００８１】
前記プラントの最初の始動モードにおいては、前記供給手段が供給する電力が設定値ＰＨＰ０を超えるときにだけ、前記低圧、増圧及び高圧のポンプを連続してオンに切り替える。言い換えれば、再生可能エネルギー源が供給する利用可能な電力が、前記低圧、増圧及び高圧のポンプに電力を供給することができる、ある一定の設定値ＰＨＰ０に達するのを待つ必要がある。
【００８２】
より詳細には、前記低圧ポンプが最初に始動し、それによって前記エネルギー回収ユニットを通過して前記排出流Ｒの排水口２７に再び加入するために、海水がライン２１、次いでループ２２の一部に供給される。
【００８３】
次いで、前記増圧ポンプが始動し、それによってライン２１、その後ループ２２の一部に通した海水は、前記排出流Ｒの排水口２７に再び加入する代わりに、前記エネルギー回収ユニットを通過した後に再びろ過ユニット１２に送られる。ろ過ユニット１２の出口では、ろ過されない海水は濃縮液排出ライン２５に供給され、前記排出流に排出される。
【００８４】
最後に、前記高圧ポンプがオンに切り替えられ、それによって、ライン２１に通した海水の一部は前記高圧ポンプを通過し、圧力下で前記ろ過ユニットの入口に送られる。ライン２１に通した他の部分の海水は、圧力交換器１４により前記濃縮液排出ラインにおける圧力を回復するため、及び制御された流量となるためにループ２２に再び加入する。前記膜及び効率が１００％ではない前記圧力交換器を通過することに起因する圧力降下を補償するために、前記増圧ポンプはそれを再び加圧することに注意すべきである。そして、操作モードが得られ、該操作モードでは、
前記ろ過ユニットの出口での濃縮液排出ラインの流量Ｑ２５は、それが前記エネルギー回収ユニットを通過する間、前記増圧ポンプが吐出する流量Ｑ１３の値に実質的に等しい値に維持され、
前記増圧ポンプの出口での圧力は、圧力交換器１４により、前記供給ライン２１の圧力の値と等しい値に維持され、
前記ろ過ユニットの出口での透過液の流量Ｑ２４は、前記高圧ポンプの流量Ｑ７に実質的に等しい。  
【００８５】
有利には、前記低圧ポンプのオンへの切り替えと前記増圧ポンプのオンへの切り替えは、毎回５〜３５秒の遅延Ｔ０で続いて起こる。
【００８６】
前記供給手段が供給する電力が、その関係するポンプの始動を可能にする第１、第２及び第３の水準を超えるたびに、前記低圧、増圧及び高圧のポンプを連続してオンに切り替える他の始動モードにすることも可能である。
【００８７】
有利には、前記プラントはまた、前記濃縮液排出ラインが前記エネルギー回収ユニットを短絡することを可能にする圧力制御弁を設けたバイパスを備える。こうして、前記高圧ポンプの始動中に、前記圧力制御弁の段階的な閉鎖を制御することが可能であり、それによって前記ろ過ユニットを横断する圧力の増加は１バール／秒未満、優先的には０.５バール／秒未満に維持される。前記ろ過ユニットの全操作時間中は、前記圧力制御弁は閉じられている。
【００８８】
前記膜は、使用される構成（処理される水の塩分濃度）に応じて、供給者に従い毎秒約０．７バールの圧力変化でもって、２０〜６５バールに変化する圧力で操作することができる。しかしながら、本発明の範囲内においては、前記膜は、大気圧から浸透圧（約３０バール）に上昇する前記高圧ポンプの始動において、及び浸透圧３０バールから大気圧まで下降する前記プラントの停止において起こる圧力差で操作される。
【００８９】
操作モードに達する前は、前記増圧ポンプは前記高圧ポンプなしで作動し、膜製造者が指示する十字流ろ過の最小流量よりも多い流量で、約３〜４ｍ３／時、すなわち、例えば、５ｍ３／時の流量で作動する。前記第１のループは停止される。前記膜に流入する流量は、前記膜から出て行く濃縮液の流量とは厳密に等しい。透過液の生産はない。ろ過ユニット１２の圧力は非常に低く、約１バールである。
【００９０】
再生可能エネルギー源の電力が増加するとき、第２のループは同じ流量で、例えば、５ｍ３／時で作動し続け、前記第１のループは前記高圧ポンプの作動とともに始動される。ろ過ユニット１２に流入する海水の流量は、前記第１のループの流量（例えば、０．５ｍ３／時、すなわち合計５．５ｍ３／時）によって増加する第２のループの流量（５ｍ３／時）に相当する。出て行く濃縮液の流量は依然として５ｍ３／時である。流入する流量５．５ｍ３／時と出て行く流量５ｍ３／時との差は、前記膜に流入する流量と流出する流量を釣り合わせるために、透過液の生産量０．５ｍ３／時に相当している。したがって、前記高圧ポンプの流量は実質的に前記透過液の流量（０．５ｍ３／時）に等しい流量を生産することが認められる。この透過液を生産するために、ろ過ユニット１２の圧力は浸透圧に段階的に達して、その後超える。
【００９１】
それゆえ前記高圧ポンプの始動においては、圧力は前記膜にて、及び第２のエネルギー回収ループにて、透過液を０．５ｍ３／時吐出可能な圧力レベルにまで上昇する。この圧力は主として塩分濃度（ＴＤＳ）に依存しているが、選択した前記膜、それらの組合せ、及び温度のような他のパラメータにも依存している。これは逆浸透十字流ろ過膜及びその配置に対して固有のデータである。この操作においては、透過液の少ない流量に対してさえも、前記膜には常に、前記膜の脱分極のために十字流ろ過を可能にするために、製造者が要求する最小流量よりも多い４ｍ３／時の最小流量が付与される。
【００９２】
０．５ｍ３／時から２．５ｍ３／時まで変化する前記高圧ポンプの流量に対して類似の操作を適用することができる。システム的には、前記透過液の流量は前記
高圧ポンプの流量に相当する。前記高圧ポンプの流量及び前記透過液の流量のそれぞれに対して、前記変換度は、例えば、０．５ｍ３／時の高圧ポンプ（及びしたがって透過液）の流量に対して１１．１％から２．５ｍ３／時の高圧ポンプ（及びしたがって透過液）の流量に対して３８．５％、通過により変化する。高圧ポンプの各流量に対して、前記ろ過ユニットの圧力は透過液の生産が可能となる水準に自然に確立される。例えば、０．５ｍ３／時の透過液の流量に対して２９バールから２．５ｍ３／時の透過液の流量に対して４９バールである。
【００９３】
例としては、図３及び下記の表１は、前記増圧ポンプの一定の流量に対して、該増圧ポンプと前記高圧ポンプが消費する電力、前記高圧ポンプの流量（透過液の流量と等しい）、及び前記ろ過ユニットの圧力を相互に関連づけている。前記変換度は、再生可能エネルギー源が供給する利用可能な電力と直接的に関連づけられていると思われる。
【表１】
2018519158.tif 000003
【００９４】
前記制御方法はまた、前記プラントを停止する方法を備え、該方法においては、前記供給手段が供給する電力が設定値ＰＨＰ０未満になるとすぐに、前記高圧、増圧及び低圧ポンプは引き続いてスイッチが切られる。言い換えれば、全てのポンプは、再生可能エネルギー源が供給する利用可能な電力がもはや透過液を生産することができなくなるとすぐにスイッチが切られる。
【００９５】
また前記プラントが、前記濃縮液排出ラインが前記エネルギー回収ユニットを短絡することを可能にする圧力制御弁を装備したバイパスを備える場合、圧力制御弁２０の段階的な開放（例えば０．５ｌ／秒）を制御し、それによって、前記ろ過ユニットの浸透圧の減少を、製造者によって設定された制限内に維持するために、１バール／秒未満、優先的には０．５バール／秒未満にすることが有利である。実際のところ、前記ポンプを停止している間、前記ろ過ユニットの圧力は高く維持され、すなわち、おおよそ浸透圧（３０バール）である。
【００９６】
前記圧力制御弁が段階的に開放する間、浸透圧の影響下において、前記淡水処理及び貯留ユニットからの透過液は前記ろ過ユニットに再び吸い込まれる。次いで再導入された透過液は、排出ライン２５を通じて排出される濃縮液をバイパス２６を介して前記排出流に流す。チェック弁８及び９により、前記濃縮液は上流に戻ることはできず、強制的に排出ライン２５をたどることになる。
【００９７】
それゆえ、本発明の制御方法はまた、前記透過液による逆洗からなる前記プラントの管理モードを有しており、これは前記ポンプが停止するとすぐに自動的に起こる。この自動的な循環は浸透圧によって誘発されるため、この自動的な循環は、前記プラントの停止中に前記膜を調整するために、前記透過液が前記膜を淡水で満たすことを可能にする。
【００９８】
供給手段２３が太陽光発電装置２３ｇを備えている場合を示す図７に表されているように、第１、第２及び第３の可変周波数電力変換装置２３ａ、２３ｂ、２３ｃを用いることが必要であり、それらのそれぞれは１つのポンプに割り当てられており、それらはＭＰＰＴ（最大電力点追従制御）プロトコルによって逐次制御される
【００９９】
したがって、前記低圧ポンプの始動中、該ポンプは、それだけが作動している限りにおいて、再生可能エネルギー源が供給する電力の恩恵を受けるためにＭＰＰＴに従って従属制御される。太陽光発電装置が供給する電力が十分であるときは、前記増圧ポンプは流量設定値を達成するためにＭＰＰＴ型サーチを伴って始動する。前記高圧ポンプをオンに切り替える間、前記増圧ポンプと前記低圧ポンプの操作速度は前記高圧ポンプの要求に適合される。ＭＰＰＴ型サーチは前記低圧ポンプから前記増圧ポンプに移り、次いで前記高圧ポンプに移る。利用可能な電力から可変速度を得られる限りにおいて他の変換装置を使用することができる。
【０１００】
再生可能エネルギー源がソーラータイプである場合、前記プラントの制御サイクルは図３に示すように、以下のようにして起こる。一日のスタートにおいて、電力Ｐεが十分であるときは、前記低圧ポンプと前記増圧ポンプは作動し、該増圧ポンプの流量は例えば５ｍ３／時の値が割り当てられる。
【０１０１】
入射電力（太陽の強度に起因）がある一定のレベル、例えば１．５ｋＷに達するとき、前記増圧ポンプは始動して該入射電力の増加に従う（２．５ｍ３／時に達するために、例えば１ｍ３／時、次いで２ｍ３／時の値を通過することによる）。それゆえ、２．５ｍ３／時に達するために、透過液の流量は１ｍ３／時、次いで２ｍ３／時の値を通過して増加する。前記変換度Ｔ（定義：Ｑ２４／（Ｑ１３＋Ｑ７））は、３８％に達するために、２０％、次いで２９％の値を通過して増加する。
【０１０２】
夜間において電力Ｐεが低下すると、前記変換度と同様に、前記流量の曲線は逆になる。電力Ｐεが例えば１．５ｋＷ未満に低下すると、前記高圧ポンプは停止し、前記低圧ポンプ及び前記増圧ポンプは、高塩分濃度の濃縮液を低塩分濃度の海水で置換できるようにするため、一定の期間にわたって操作を続ける。この段階により、前記膜に付いた濃縮液を海水に変える洗浄が可能になり、その結果、低塩分濃度の膜にすることが可能になる。
【０１０３】
供給手段２３が、前記低圧、増圧及び高圧ポンプのそれぞれに供給する風力発電装置を備える場合、前記プラントの前記制御サイクルは風力に応じて同様に行われる。
【０１０４】
図４に示す改良によれば、前記脱塩プラントはまた、前記海水供給ライン２１から分岐した圧力蓄圧器２８を、前記高圧ポンプ７と前記ろ過ユニット１２ａ、１２ｂとの間に備える。該蓄圧器は、前記高圧ポンプ７の出口での圧力変動を補償することができる。
【０１０５】
こうして、前記圧力蓄圧器は、ライン２１と高圧ポンプ７によって運ばれた海水をある一定の圧力で貯留する役割と、高圧ポンプ７の作動が低下したとき、すなわち高圧ポンプ７からの海水の圧力が減少したときに、それをライン２１にその同じ圧力で前記ろ過ユニットの方向に排出する役割を有している。
【０１０６】
同様に、ライン２１の圧力が増加したとき、ライン２１の圧力と前記管型チャンバの圧力を釣り合わせることにより、前記ろ過ユニットの入口における圧力の増加を減少させることが可能になる。
【０１０７】
それゆえ、圧力蓄圧器２８はろ過ユニットに供給するライン２１の圧力変動を減らして平準化することを可能にする。それは、特に０．５バール／秒未満の変動勾配を得ることを可能にする。こうして、前記膜の機械的強度が保存される。
【０１０８】
図５及び６に記載された好ましい１実施態様においては、圧力蓄圧器２８は管型チャンバ２８２であり、これはライン２１と連通し、海水の塩分濃度に対応する浸透圧に近い初期圧力、例えば２８バールでエンベロープに含有される多量の窒素を含有する。
【０１０９】
言い換えれば、エンベロープに含有される窒素の圧力は、海水の塩分濃度に対応する浸透圧である。
【０１１０】
高圧ポンプ７の出口における圧力がライン２１内で上昇すると、海水は２つの開口部２８３、２８３’ を介して入り、エンベロープ２８４を押し付け、それによって、窒素がその同じ圧力で圧縮される。
【０１１１】
高圧ポンプ７の出口における圧力がライン２１内で低下すると（例えば、再生可能エネルギー源側の供給低下に起因）、前記エンベロープは膨張し、それによって、前記管型チャンバに蓄積された海水は高い圧力で再びライン２１に送られ、こうして前記ろ過ユニットに入る海水の圧力が上昇する。
【０１１２】
当業者は管型チャンバ２８（約１２０ ｌの容量）とエンベロープ２８４をどのサイズにするか、及び初期膨張圧をどのように規定するかを知っており、それによって、前記エンベロープの圧力は例えば２８〜５５バールの間で変動する。前記エンベロープはラバーエンベロープとすることができ、その端部は、Ｏ―リング２８１、２８１’で漏洩しないようにして、それぞれストッパー２８０、２８０’により、前記管型チャンバの２つの端部２８５、２８５’で留められている。
【０１１３】
前記圧力蓄圧器は、他の実施態様にすることができる。それは、多量の窒素を含有するチャンバとライン２１に接続するチャンバを密閉して分離する摺動ピストンを装備した鋼管又は複合管を備えることができる。
【０１１４】
結論としては、本発明のプラントは、低程度から中程度の変換率、通例、４５％未満で操作することに注意する。この特徴は、前記膜のエネルギー消費を低下されることができ、また約４５ｇ／リットルから５０ｇ／リットルの低塩分濃度の濃縮液を排出することができる。一方、公知のプラントは一般に約９０ｇ／リットルの塩分濃度をもつ濃縮液を排出する。それゆえ、環境への影響は低く、このことは本発明の真に有利な点である。
【０１１５】
その上、前記プラントは、入射エネルギーの電力が低いときは、変換度がゼロでの作動を可能にする。この状況下において、前記プラントは、低塩分濃度の海水で膜上に形成された目詰まりを流すことを可能にする。実際、その後前記増圧ポンプを介して、前記膜を流れるのは海水である。前記プラントの停止中に行われる逆洗に加えて、これらの操作状況は、前記膜の耐用年数を増加させるのに寄与する。
【０１１６】
当然のことながら、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲から逸脱することなくこれらの例示に多数の調整を加えることができる。また発明の種々の特徴、形態、変形、及び実施態様は、互いに両立しない又は相互に排他的でない限り、各種組合せに応じて互いに組み合わせることができる。
【図１】
2018519158.tif 000004
【図２】
2018519158.tif 000005
【図３】
2018519158.tif 000006
【図４】
2018519158.tif 000007
【図５】
2018519158.tif 000008
【図６】
2018519158.tif 000009
【図７】
2018519158.tif 000010
【国際調査報告】
2018519158.tif 000011
2018519158.tif 000012
2018519158.tif 000013
2018519158.tif 000014
2018519158.tif 000015
2018519158.tif 000016