BE1024630B1

BE1024630B1 - Inrichting voor het ontzilten van water door middel van lokaal geproduceerde groene energie

Info

Publication number: BE1024630B1
Application number: BE2016/5766A
Authority: BE
Original assignee: Rent A Port Utilities Naamloze Vennootschap
Priority date: 2016-10-12
Filing date: 2016-10-12
Publication date: 2018-05-14
Also published as: BE1024630A1; WO2018069810A1

Abstract

Inrichting voor het ontzilten van water (1) door middel van groene energie, waarmee een omgekeerde osmose ontziltings-installatie (12, 13) wordt aangedreven die zout of brak water (44) omzet tot productwater (28), daardoor gekenmerkt dat deze inrichting over een eigen lokale groene energieproductie beschikt en autonoom door een centrale stuureenheid (18) wordt beheerd die de productie van productwater afstemt op de lokale noden en verwachtingen en op de fluctuerende en verwachte lokale groene energieproductie.

Description

(30) Voorrangsgegevens :

(73) Houder(s) :

RENT A PORT UTILITIES naamloze vennootschap

2000, ANTWERPEN

België (72) Uitvinder(s) :

(54) Inrichting voor het ontzilten van water door middel van lokaal geproduceerde groene energie (57) Inrichting voor het ontzilten van water (1) door middel van groene energie, waarmee een omgekeerde osmose ontziltings-installatie (12, 13) wordt aangedreven die zout of brak water (44) omzet tot productwater (28), daardoor gekenmerkt dat deze inrichting over een eigen lokale groene energieproductie beschikt en autonoom door een centrale stuureenheid (18) wordt beheerd die de productie van productwater afstemt op de lokale noden en verwachtingen en op de fluctuerende en verwachte lokale groene energieproductie.

BELGISCH UITVINDINGSOCTROOI

FOD Economie, K.M.O., Middenstand & Energie

Publicatienummer: 1024630 Nummer van indiening: BE2016/5766

Dienst voor de Intellectuele Eigendom

Internationale classificatie: C02F 1/44 B01D 61/02 Datum van verlening: 14/05/2018

De Minister van Economie,

Gelet op het Verdrag van Parijs van 20 maart 1883 tot Bescherming van de industriële Eigendom;

Gelet op de wet van 28 maart 1984 op de uitvindingsoctrooien, artikel 22, voor de voor 22 September 2014 ingediende octrooiaanvragen ;

Gelet op Titel 1 Uitvindingsoctrooien van Boek XI van het Wetboek van economisch recht, artikel XI.24, voor de vanaf 22 September 2014 ingediende octrooiaanvragen ;

Gelet op het koninklijk besluit van 2 december 1986 betreffende het aanvragen, verlenen en in stand houden van uitvindingsoctrooien, artikel 28;

Gelet op de aanvraag voor een uitvindingsoctrooi ontvangen door de Dienst voor de Intellectuele Eigendom op datum van 12/10/2016.

Overwegende dat voor de octrooiaanvragen die binnen het toepassingsgebied van Titel 1, Boek XI, van het Wetboek van economisch recht (hierna WER) vallen, overeenkomstig artikel XI.19, § 4, tweede lid, van het WER, het verleende octrooi beperkt zal zijn tot de octrooiconclusies waarvoor het verslag van nieuwheidsonderzoek werd opgesteld, wanneer de octrooiaanvraag het voorwerp uitmaakt van een verslag van nieuwheidsonderzoek dat een gebrek aan eenheid van uitvinding als bedoeld in paragraaf 1, vermeldt, en wanneer de aanvrager zijn aanvraag niet beperkt en geen afgesplitste aanvraag indient overeenkomstig het verslag van nieuwheidsonderzoek.

Besluit:

Artikel 1. - Er wordt aan

RENT A PORT UTILITIES naamloze vennootschap, Jordaenskaai 25 bus 6, 2000 ANTWERPEN België;

vertegenwoordigd door

VAN VARENBERG Patrick, Arenbergstraat 13, 2000, ANTWERPEN;

een Belgisch uitvindingsoctrooi met een looptijd van 20 jaar toegekend, onder voorbehoud van betaling van de jaartaksen zoals bedoeld in artikel XI.48, § 1 van het Wetboek van economisch recht, voor: Inrichting voor het ontzilten van water door middel van lokaal geproduceerde groene energie.

UITVINDER(S):

VOORRANG:

AFSPLITSING :

Afgesplitst van basisaanvraag :

Indieningsdatum van de basisaanvraag :

Artikel 2. - Dit octrooi wordt verleend zonder voorafgaand onderzoek naar de octrooieerbaarheid van de uitvinding, zonder garantie van de Verdienste van de uitvinding noch van de nauwkeurigheid van de beschrijving ervan en voor risico van de aanvrager(s).

Brussel, 14/05/2018,

Bij bijzondere machtiging:

B E2016/5766

Inrichting voor het ontzilten van water door middel van lokaal geproduceerde groene energie.

De huidige uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het ontzilten van water door middel van lokaal geproduceerde groene energie.

Meer speciaal, is de uitvinding bedoeld voor het ontzilten van zeewater of rivierwater tot ontzilt water met het doel drinkbaar water of irrigatiewater voor de landbouw te bekomen of nog gedemineraliseerd water. Dit ontzilt water noemen we verder productwater.

Het is bekend dat de klimaatverandering de gemiddelde temperatuur op aarde verhoogt, waardoor de jaarlijkse neerslag in bepaalde gebieden verhoogt en in andere gebieden vermindert, maar het niveau van de zeespiegel overal stijgt. Het zeewater dringt daardoor meer landinwaarts en verzilt menige zoetwaterbron en het grondwater, vooral in kustgebieden.

In de kustgebieden van een aantal landen in Zuidoost-Azië, Afrika, India en Zuid-Amerika doet zieh een tekort aan zoetwaterbronnen voor. Dat probleem heeft een negatieve invloed op de landbouwaetiviteiten en op de levensomstandigheden van de plaatselijke bewoners.

Daarenboven veroorzaakt de hoge bevolkingsgroei in ontwikkelende landen in Afrika, Zuidoost-Azië, India en

B E2016/5766

Zuid-Amerika een hogere vraag naar productwater, terwijl de bevoorrading ervan afneemt.

Waterschaarste bedreigt ook de levens van Afrikanen in gebieden zoals Mauritanië en Namibie. Er is onvoldoende drinkbaar water, met gezondheidsproblemen als gevolg.

Het zoutgehalte van het water en de droogte van het land is afhankelijk van de locatie en van het seizoen in het betrokken gebied. Zo bereikt het zoutgehalte bijvoorbeeld zijn hoogste waarden in kustgebieden, maar is het verziltings-probleem er vooral· zorgwekkend in het droog seizoen door de verminderde neerslag. Om daaraan tegemoet te komen, dienen lokale ontziltings-inrichtingen voorhanden te zijn.

Een gekende techniek voor het ontzilten van zeewater of brak water is de omgekeerde osmose, waarbij het zeewater of brak water onder druk wordt gebracht tegen een membraan, waarna zoutvrij productwater doorheen de membraan getransporteerd wordt en dit productwater aan de lagedrukzijde verschijnt, terwijl de opgeloste stoffen zoals zout-ionen er niet doorheen kunnen.

De omgekeerde osmose vereist geen thermische energie, maar wel elektrische energie om de drukverhoging te verkrijgen. Omgekeerde osmose is daarom relatief energiezuinig. Het energieverbruik is nu gedaald tot ongeveer 3 kWh/m³ water (Reverse Osmosis, Wikipedia) , maar vereist wel een elektrische energiebron.

B E2016/5766

In veel afgelegen gebieden van Afrika, Zuidoost-Azië, India en Zuid-Amerika is er geen toegang tot een openbaar elektriciteitsnet, en zeker niet tot groene hernieuwbare energie die te verkiezen is om de uitstoot van broeikasgassen te vermijden.

Indien men groene energie, opgewekt door bijvoorbeeld een windmolenpark, zou gebruiken via een elektriciteitsnet om een lokale ontziltings-installatie over een batterijsysteem aan te drijven, vereist dit volgende vier stappen:

1- Het omzetten van wisselstroom (AC) van de alternator van de windmolen naar gelijkstroom (DC);

2- Het omzetten van gelijkstroom (DC) naar gestabiliseerde wisselspanning (AC) op een elektriciteitsnet;

3- Het omzetten van de gestabiliseerde wisselspanning naar gelijkspanning (DC) voor een lokale batterij;

4- Het omzetten van de lokale batterij gelijkspanning (DC) naar een stabiele wisselspanning voor het aandrijven van een lokale ontziltings-installatie.

Elk van de vier stappen brengt energieverlies met zieh mee, wat het ontziltingsproces minder energie-efficiënt maakt.

Door de groene energie ter plekke op te wekken met een lokale windmolen bijvoorbeeld, worden de bovenvermelde stappen 2 en 3 bij het omvormen van de elektriciteit overbodig, zodat het aantal stappen met energieverlies van vier tot twee (stap 1 en 4) wordt teruggebracht.

BE2016/5766

Een probleem dat zieh stelt bij het lokaal opwekken van groene energie, is dat deze erg onderhevig is aan schommelingen. Een windmolen of windturbine levert meer, minder of geen elektriciteit naargelang er veel, weinig of geen wind is. Een fotovoltaische cel levert stroom naargelang er veel of weinig zonlicht is, en levert bij nacht helemaal geen stroom. Hydraulische turbines die gebruik maken van de stroming in een rivier of van de getijdestromingen leveren energie die afhankelijk is van de stroomsnelheid of de getijden en zijn ook onderhevig aan schommelingen.

Deze schommelende energietoevoer maakt de lokaal opgewekte groene energie ongeschikt voor het aandrijven van een omgekeerde osmose ontziltings-installatie, omdat deze laatste een stabiele energiebron vereist. Bij onderbreking van de energietoevoer kan de installatie beschadigd worden door het plotse afbreken van het ontziltingsproces.

De delicate membranen die zieh bevinden tussen het verzilte water dat onder druk staat en het productwater dat door de membraan geperst wordt, kunnen door het plotseling wegvallen van de druk onklaar worden gemaakt. Bij afwezigheid van druk zal het transport door de membraan omkeren en zuiver water naar het verzilte water doorlaten onder invloed van de gewone osmotische druk met ongewenste gevolgen voor de membranen.

Een bijkomend probleem is dat een lokaal ingeplante ontziltings-installatie niet mobiel is, terwijl de nood aan drinkbaar water of irrigatiewater wel plaats- en

B E2016/5766 tijdsafhankelijk kan zijn. De nood aan irrigatiewater kan afhankelijk zijn van het seizoen en kan lager zijn in het regenseizoen, terwijl de nood aan drinkwater hoger kan zijn in kustgebieden tijdens een droog seizoen, zodat de lokale ontziltings-installatie in dergelijke gevallen gemakkelijk verplaatsbaar zou moeten zijn.

De huidige uitvinding heeft tot doel aan de voornoemde en andere nadelen een oplossing te bieden, doordat zij voorziet in een inrichting voor het ontzilten van water door middel van groene energie, waarmee een omgekeerde osmose ontziltings-installatie wordt aangedreven die zout of brak water omzet tot productwater, en waarbij deze inrichting over een eigen lokale groene energieproductie beschikt en autonoom door een centrale stuureenheid wordt beheerd die de productie van productwater afstemt op de lokale noden en verwachtingen en op de fluctuerende en verwachte lokale groene energieproductie.

Bij voorkeur omvatten de middelen voor het lokaal opwekken van groene energie windmolens, windturbines, fotovoltaische zonnecellen of hydraulische turbines.

Een voordeel van deze middelen voor het lokaal opwekken van groene energie is dat ze de mobiele inrichting autonoom maken en dus niet meer afhankelijk maken van een toegang tot een elektriciteitsnet.

Een voordeel van een dergelijke inrichting is dat zij uitsluitend groene energie verbruikt die ze zelf opwekt en dus geen broeikasgassen produceert.

B E2016/5766

Nog een voordeel is dat deze inrichting met lokale groene energieproductie energie-efficiënter werkt dan met groene energie betrokken uit een elektriciteitsnet.

In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm is de inrichting voor het ontzilten van water samen met de middelen voor het lokaal opwekken van groene energie gebouwd op een mobiel platform dat verplaatst kan worden over het land of over het water.

Een voordeel verplaatsbaar behoefte aan van deze mobiele inrichting is dat zij is naar de plaatsen die er het meeste hebben naargelang de locatie maar ook naargelang het seizoen en dit zonder toegang tot een openbaar elektriciteitsnet te vereisen.

Bij voorkeur is de mobiele inrichting gebouwd op een drijvend platform, zodat het platform over het water kan verplaatst worden naar kustgebieden of over rivieren, waar er behoefte is aan productwater. Het drijvend platform kan gesleept worden of kan over een autonome propulsie beschi kken.

Bij voorkeur omvat een dergelijk drijvend platform twee hoofdpontons die met elkaar zijn verbonden door drie losmaakbare verbindingspontons, die gemakkelijk van elkaar kunnen worden losgemaakt en längs de kust of längs bevaarbare waterwegen verplaatst kunnen worden naargelang de noden aan productwater.

B E2016/5766

Bij voorkeur vormen de verbonden pontons een stabiel platform, waarbij elk hoofdponton voorzien is van een windmolen voor de productie van groene energie, en van een pompinstallatie voor het oppompen van zout of brak water naar een ontziltings-installatie.

Deze windmolens kunnen scharnierend rechtgezet worden door middel van een elektrische windas of van een hydraulische vijzel aanwezig op de mobiele inrichting zonder een kraan te vereisen, omdat de windmolens beperkt zijn in afmeting, met een naaf die bijvoorbeeld 30 meter boven het platform steekt en waarmee een beperkt elektrisch vermögen (bvb. 100 kW) kan opgewekt worden. Dergelijke windmolens kunnen zonder kraan worden rechtgezet of weer neergelaten worden, bijvoorbeeld bij stormweer.

Een voordeel van dergelijke windmolens is dat zij toelaten lokale groene elektriciteit op te wekken, vanaf gemiddelde windsnelheden van 5,5 m/s.

Nog een voordeel is dat deze windmolens geen mechanische transmissie wisselstroom gelij krichter nodig hebben, maar opwekken die via als geli j ks t room direct variabele een geïntegreerde rechtstreeks naar opslagbatterijen op de mobiele inrichting wordt gevoerd

Een bijkomend voordeel van deze windmolens is dat zij toelaten voldoende energie te produceren om het drijvend platform zelfvoorzienend in energie te maken, zodat een verbinding met een elektriciteitsnet of een dieselmotor voor energieproductie niet vereist is.

B E2016/5766

Een dergelijke windmolen genereert een onstabieie wisselstroom (AC) naargelang de windsterkte, die geconverteerd wordt naar gelijkstroom (DC) en opgeslagen wordt in opslagbatterijen, waarna stroom vanuit de batterijen geconverteerd wordt naar wisselstroom (AC) voor het aandrijven van de pompen voor irrigatie en van de ontziltings-installatie met omgekeerde osmose.

Bij voorkeur regelt de centrale stuureenheid de energiehuishouding door middel van een centraal stuurprogramma op de inrichting, waarbij de centrale stuureenheid verbonden is met de energiebron, in casu de windmolen(s) , met het elektrisch opslagsysteem, in casu de batterijen, met de ontziltings-installatie, in casu de omgekeerde osmose uitrusting, met de opslagtanks voor productwater, en met het irrigatiesysteem, in casu de pompen die het irrigatiewater verdelen over de te bevloeien percelen op het land.

Het centrale stuurprogramma van de centrale stuureenheid anaiyseert de binnenkomende gegevens van aile onderdelen waarmee de stuureenheid verbonden is en kent een voldoende hoeveelheid energie toe vanuit de batterijen aan de ontziltings-installatie in de vorm van een veilige, stabiele stroomvoorziening, maar ook aan de elektronische uitrusting van de inrichting.

Het centrale stuurprogramma van de centrale stuureenheid zet het ontziltings-systeem op een gecontroleerde manier tijdig stop, als er onvoldoende groene energie geproduceerd

B E2016/5766 zal worden om het omgekeerde osmose systeem blijvend aan te drijven.

Het centraal stuurprogramma van de centrale stuureenheid maakt gebruik van een autonome en zelflerende module voor weersvoorspelling, gebaseerd op de lokale windpatronen en op eigen windmetingen, maar ook op andere meteorologische parameters zoals luchtdruk, neerslag en vochtigheidsgraad, waarmee een accurate en precieze lokale windvoorspelling mogelijk is en de verwachte groene energieproductie op elk moment kan voorspeld worden.

Bovendien maakt het centrale stuurprogramma van de centrale stuureenheid gebruik van een module voor irrigatie-analyse, om de gewenste hoeveelheid irrigatiewater te voorspellen, gebaseerd op lokale neerslag-statistieken en andere gegevens zoals het bodemtype, plaatselijke waterregimes en de gebruikte irrigatietechnieken, waardoor het centrale stuurprogramma op elk moment de gebruiksefficiëntie van de opgewekte energie en het potentieel van de ontziltingsinstallaties optimaliseert en op elkaar afstemt op basis van de meteorologische condities en verwachtingen, de toestand en de karakteristieken van de windmolens, en van de beschikbare voorraad en de verwachte behoefte aan productwater.

Daarnaast zorgt het centrale stuurprogramma van de centrale stuureenheid op elk moment voor een veilige marge van beschikbare elektrische energie voor het kick-starten van de windmolens na stilstand en voor het gecontroleerd afbouwen van de activiteit van de ontziltings-installaties

B E2016/5766 indien er onvoldoende energieproductie in het vooruitzicht is,

Bij voorkeur bestaat het drijvend platform uit twee drijvende hoofdpontons die kop aan staart naast elkaar liggen en die door middel van drie losmaakbare verbindingspontons met elkaar zijn verbonden om een stabiel platform te vormen en die elk voorzien zijn van een windmolen en van een pompinstallatie voor het oppompen van zout of brak water naar een eigen ontziltings-installatie.

Een voordeel van dergelijke aan elkaar gekoppelde hoofdpontons is dat zij een hogere stabiliteit bieden aan de windmolens waardoor deze hun verticale stand beter kunnen bewaren. De wind oefent een kracht uit op de wieken en de naaf van de windmolen, die loodrecht staat op de molenmast en deze uit evenwicht kan brengen en kan laten overhellen.

Op het land wordt deze kracht geneutraliseerd doordat de voet van de molenmast in een zware sokkel is gemonteerd en ook doordat deze kracht geneutraliseerd wordt door krimpen of rekken van de mast zelf. Op een drijvend ponton is de sokkel mobiel en kan de kracht op de windmolen het drijvend ponton doen overhellen. Daarbij komt het zwaartepunt van de molenmast uit zijn evenwicht te liggen, waardoor de mast nog meer kan overhellen.

Om dat effect te voorkomen werden de hoofdpontons met elkaar verbonden door kleinere verbindingspontons, zodat één hoofdponton veel moeilijker kan overhellen omdat dan de

B E2016/5766 tweede hoofdponton uit het water zou moeten getild worden of onder water worden geduwd. De lengte van de verbindende kleinere pontons wordt gekozen in functie van de karakteristieken van de windmolens en de daarmee samenhangende krachten, zodat het drijvend platform hydrodynamisch in staat is de reactie op het overhellen van een windmolen op te vangen en deze stabiel te houden binnen de toleranties van de windmolen.

Elke ontziltings-installatie bestaat uit tenminste één filterinstallatie gevolgd door één of twee strafen voor omgekeerde osmose, waarbij het aantal ingeschakelde strafen, indien er meerdere zijn, dynamisch gecontroleerd kan worden door de centrale stuureenheid in functie van de beschikbare energie en van de gewenste hoeveelheid productwater.

Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, is hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, een voorkeurdragende uitvoeringsvorm beschreven van een mobiele inrichting voor het ontzilten van water door middel van groene energie voigens de uitvinding, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin:

figuur 1 schematisch en in perspectief een inrichting voor het ontzilten van water voigens de uitvinding weergeeft;

figuur 2 schematisch de gegevensstromen van en naar de centrale stuureenheid van de inrichting weergeeft; figuur 3 een zijaanzicht weergeeft van figuur 1 längs de kortste zijde van beide hoofdpontons;

B E2016/5766 figuur 4 figuur 3 weergeeft maar nu längs de längste zijde van beide hoofdpontons;

figuur 5 een bovenaanzicht weergeeft van figuur 1 met ontziltings-installaties volgens de uitvinding; figuur 6 schematisch een ontziltings-installatie met omgekeerde osmose weergeeft;

In figuur 1 wordt in perspectief een mobiele inrichting voor het ontzilten van water 1 door middel van groene energie volgens de uitvinding getoond, bestaande uit twee hoofdpontons 2, 3 die kop aan staart naast elkaar liggen, en die door middel van drie losmaakbare verbindingspontons 4, 5, 6 met elkaar zijn verbonden om een stabiel platform te vormen, en die elk voorzien zijn van een windmolen 7, 8 en van een pompinstallatie 9, 10 voor het oppompen van zout of brak water 11 naar een ontziltings-installatie 12,13 voor omgekeerde osmose, die productwater aflevert aan een opslagtank 14, 15 van waaruit het productwater in dit geval door een irrigatiepomp 16 naar een irrigatieleiding 17 wordt gevoerd, dit ailes onder de contrôle van een centrale stuureenheid 18. De pontons drijven in een rivier, van waaruit zilt water opgepompt wordt naar de ontziltingsinstallaties 12, 13 aan boord van de mobiele inrichting, voor het irrigeren van aanplant ingen op het land 19 met productwater.

In figuur 2 worden schematisch de gegevensstromen 20 van en naar de centrale stuureenheid 18 weergegeven, waarbij de centrale stuureenheid 18 verbonden is met de lokale productie van groene energie 21, in dit geval met de windmolens 7, 8; met het opslagsysteem van elektrische

B E2016/5766 energie 22, in dit geval de opslagbatterijen 23 met hun stuureenheid 24; met het productiesysteem 25 van productwater, in dit geval een ontziltings-installatie 26 met omgekeerde osmose met zijn aanvoer van zïlt water 27 en afvoer van productwater 28 en van pekelwater 29; met het opslagsysteem voor productwater 28, in dit geval de opslagtanks 31 van productwater 28; met het irrigatiesysteem 32, in dit geval de irrigatiepompen en distributiemiddelen 33; met een HMI interface 34 om toegang tot de centrale stuureenheid 18 te verschaffen door middel van scherm en klavier; en met een meteorologische module 35, in dit geval een weersvoorspel1er.

Het centrale stuurprogramma van de centrale stuureenheid 18 communiceert met het lokale productiesysteem voor energie 21 via een energieproductie-stuureenheid 36; met het opslagsysteem voor elektrische energie 22 via een batterijstatus-interface 37; met het productiesysteem 25 van productwater 28 via een productwater productiestuureenheid 38; met het opslagsysteem 30 voor productwater 28 via een opslagtank status-interface 39; en met het irrigatiesysteem 32 via een irrigatie-analyse module 40.

In figuur 3 wordt een zijaanzicht voorgesteld längs de kortste zijde van een mobiele inrichting voor het ontzilten van water 1 door middel van groene energie volgens de uitvinding bestaande uit twee hoofdpontons 2, 3 die kop aan staart naast elkaar liggen en elk voorzien zijn van een ontziltings-installatie 12, 13, en die door middel van drie verbindingspontons 4, 5, 6, die losgemaakt kunnen worden, met elkaar zijn verbonden met vorming van een stabiel

BE2016/5766 platform. In het ruim van elke hoofdponton 2, 3 bevinden zieh twee opslagtanks 41 voor productwater, die elk verdeeld zijn in vier compartimenten 42 en voorzien zijn van een dubbele bodem 43.

In figuur 4 wordt dezelfde inrichting van figuur 3 in zijaanzicht getoond, maar nu längs de längste zijde waarbij de onderlinge afstand tussen de windmolens 7, 8 goed zichtbaar is. De centrale stuureenheid 18 bevindt zieh op één hoofdponton 2 waarop centraal ook de irrigatiepompen en distributiemiddelen 33 zieh bevinden voor het aan land pompen van irrigatiewater.

In figuur 5 wordt een bovenaanzicht getoond van een mobiele inrichting voor het ontzilten van water 1 volgens de uitvinding, met twee hoofdpontons 2, 3 met elk een ontziltings-installatie 12, 13 waarin tenminste één of tot vier strafen voor omgekeerde osmose geplaatst zijn. Beide ontziltings-installaties 12, 13 ontvangen verzilt rivierwater längs de invoer 44 voor rivierwater aan één uiteinde van de hoofdpontons 2, 3 dat via de toevoerleidingen 45 naar de ontziltings-installaties 12, 13 wordt gevoerd die na zuivering met omgekeerde osmose tot productwater 28 het overblijvende pekelwater afvoeren via de afvoerleidingen 46 naar de afvoer 47 van pekelwater aan het andere uiteinde van de hoofdpontons 2, 3 gelegen, stroomafwaarts met de stroming van de rivier.

Figuur 6 toont schematisch de inwendige structuur van één ontziltings-installatie 12 met omgekeerde osmose met zijn aanvoer van zilt water 27 en afvoer van productwater 28 en

B E2016/5766 van pekelwater 29, waarbij een eerste pomp 48 het zilt water naar een filterinstallatie 49 voor voorbehandeling voert, waarna het gefilterde zilt water door tenminste één tot vier pompen 51, 52, 53 via een stelsel van vier afsluitventielen 54, 55, 56, 57 naar tenminste één tot vier omgekeerde osmosestraten 58, 59, 60, 61 wordt gepompt en het gezuiverde productwater 28 verder doorheen tenminste één tot vier afsluitventielen 62, 63, 64, 65 naar de afvoer van productwater 28 gebracht wordt. De facultatieve omgekeerde osmosestraten 59, 60, 61 worden in stippellijn voorgesteid.

Het overblijvende pekelwater 29 in de omgekeerde osmosestraten 58, 59, 60, 61 kan per osmosestraat worden weggepompt naar de afvoer voor pekelwater 29. Wanneer één osmosestraat op inactief wordt gezet, wordt ze uitgespoeld met gezuiverd productwater 28, om de membraan te behoeden voor deterioratie.

De werking van de mobiele inrichting 1 voor het ontzilten van water door middel van groene energie is autonoom en werkt als volgt.

De mobiele inrichting 1 voor het ontzilten van water door middel van groene energie wordt met neergelaten en gedemonteerde windmolens 7, 8 versleept naar een ligging waar een acute nood aan productwater zieh voordoet. De hoofdpontons en de verbindingspontons zijn van elkaar losgekoppeld en worden apart versleept.

B E2016/5766

Eenmaal op de gewenste Iocatie, worden de pontons 2, 3 aan elkaar bevestigd door de verbindingspontons 4, 5, 6 waarvan de diepgang met ballastwater kan worden geregeld, zodat de daartoe voorziene bevestigingen met de hoofdpontons 2, 3 zieh op de juiste hoogte boven de waterspiegel bevinden, en aan de hoofdpontons gehecht kunnen worden, zonder het gebruik van een kraan te vereisen.

Hierdoor ontstaat een stabiei drijvend platform 1, en de 10 nodige elektrische, data- en vloeistofverbindingen tussen de twee hoofdpontons 2, 3 kunnen nu aangesloten worden.

Vervolgens wordt het platform 1 afgemeerd tegen een oever ter hoogte van het te irrigeren land 19.

Nu worden de windmolens 7, 8 rechtgezet door deze op te trekken met een elektrische windas of hydraulische vijzel, die zijn energie put uit de reserve die in de opslagbatterijen 23 van de inrichting opgeslagen is. Deze reserve volstaat ook om de windmolens 7, 8, eens ze opgericht en ontplooid zijn, met een kick-start aan het draaien te brengen, waarna ze door de heersende wind op 30 m hoogte worden aangedreven.

Éénmaal de windmolens 7, 8 in bedrijf zijn, kunnen zij de energiereserves in de batterijen 23 continu aanvullen, en worden zij verder gestuurd door de centrale stuureenheid 18, die continu informatie ontvangt over de windmolens 7, 8 via de stuureenheid 36 van de energieproductie-eenheid 21 zijnde de windmolens 7, 8.

B E2016/5766

De centrale stuureenheid 18 ontvangt ook continu informatie van het energie-opslagsysteem 22 met opslagbatterijen 23, met hun eigen stuureenheid 24, die via de batterijstatusinterface 37 gegevens doorstuurt over de hoeveelheid energie die in de batterijen voorhanden is en de snelheid waarmee deze worden op- of afgeladen. De wisselstroom (AC) opgewekt door de windmolens 7, 8 wordt via een omvormer 41 omgezet naar gelijkstroom (DC) waarmee de batterijen 23 opgeladen worden.

De centrale stuureenheid 18 ontvangt ook continu informatie van het product iesysteem 25 van productwater 28 via een productie-stuureenheid 38 voor productwater 28 die gegevens doorstuurt over het energieverbruik van de omgekeerde osmosestraten 26, over het aantal in gebruik zijnde Strafen en over het debiet en de kwaliteit van het productwater 28 dat geproduceerd wordt, en van het pekelwater 29 dat afgevoerd wordt.

Daarnaast ontvangt de centrale stuureenheid 18 ook continu informatie van het opslagsysteem 30 voor productwater 28 via een opslagtank status-interface 39 die gegevens doorstuurt over de voorraad productwater 28 dat zieh in de opslagtanks 31 bevindt en over het debiet van de aanvoer en de afvoer van productwater 28.

Tenslotte ontvangt de centrale stuureenheid 18 nog continu informatie van het irrigatiesysteem 32 via een irrigatieanalyse module 40 die gegevens doorstuurt over de irrigatiepompen 16 en de dlstributiemiddelen 33 voor productwater.

B E2016/5766

De centrale stuureenheid 18 ontvangt tevens continu gegevens van de module voor weersvoorspelling 35 die, gebaseerd op de lokale windpatronen en op eigen windmetingen, en op meteorologische parameters zoals luchtdruk, neerslag en vochtigheidsgraad, een accurate en precieze lokale windvoorspelling mogelijk maakt.

Het centraai stuurprogramma van de centrale stuureenheid 18 optimaliseert op elk moment de gebruiksefficiëntie van de opgewekte energie en het potentieel van de ontziltingsinstallatie 12, 13 en dit op basis van de meteorologische condities en verwachtingen, de toestand en de karakteristieken van de windmolens 7, 8 en de opslagbatterijen 23, waarbij het centraai stuurprogramma de productie van productwater op de opwekking van groene energie en op de benodigde hoeveelheid productwater voor irrigatie bijvoorbeeld, afstemt.

Het centraai stuurprogramma van de centrale stuureenheid 18 zorgt er op elk moment ook voor dat een veilige marge van beschikbare energie besehikbaar blijft voor het kickstarten van de windmolens 7, 8 na stilstand, en voor het gecontroleerd afbouwen van de activiteit van de ontziltings-installatie 12, 13 indien er onvoldoende groene energieproductie in het vooruitzicht is.

Na een période van inactiviteit van de windmolens 7, 8, bijvoorbeeld bij windstilte of bij neergelaten windmolens tijdens een tyfoon, dienen de windmolens opnieuw opgestart te worden door een kick-start met elektrische energie,

B E2016/5766 waarna de rotatie van de wieken weer door de wind verzekerd kan worden,

Het centrale stuurprogramma van de centrale stuureenheid 18 zorgt ervoor dat de mobiele inrichting voor het ontzilten van water 1 door middel van lokaal opgewekte groene energie, ten allen tijde autonoom kan functioneren, en geen externe energiebron nodig heeft zoais bijvoorbeeid een dieselmotor voor het opwekken van stroom, met ongewenste productie van broeikasgassen.

Het centrale stuurprogramma van de centrale stuureenheid 18 zorgt er ook voor dat de ontziltings-installaties 12, 13 gecontroleerd worden afgebouwd, indien een te läge energieproductie wordt verwacht om deze in bedrijf te houden.

Elke ontziltings-installatie omvat één tot vier straten voor omgekeerde osmose, waar het zilt water onder druk door een membraan wordt geperst met vorming van gezuiverd productwater 28 . Elk van deze één of meer straten kan afzonderlijk worden gestopt door het sluiten van een ventiel 54, 55, 56, 57 waardoor de toevoer van zilt water naar de straat voor omgekeerde osmose wordt gestopt.

Vervolgens worden alle leidingen van de betreffende straat gespoeld met gezuiverd productwater 28, om alle onzuiverheden te verwijderen, en wordt het spoelwater afgevoerd via de afvoer voor pekelwater 29, zodat de membraan geen schade ondervindt door het stoppen van het zuiveringsproces en later opnieuw gebruikt kan worden.

B E2016/5766

Het stuurprogramma kan de capaciteit van de zuiveringsinstallatie 12 gradueel afbouwen of weer opbouwen door het uit- of inschakelen van één straat 58 of meer straten 59, 60, 61 indien er meer dan één straat voor omgekeerde osmose beschikbaar zijn en dit naargelang de verwachte beschikbare groene energie en de verwachte nood aan productwater. Deze sturing is nodig om de zuiveringsinstallatie voor omgekeerde osmose te behoeden voor schade ten gevolge van de fluctuaties van de groene energieproductie.

De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvorm, doch een inrichting voor het ontzilten van water door middel· van een lokale groene energieproductie volgens de uitvinding kan in allerlei vormen en afmetingen worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

Zo kan de inrichting niet alleen op een vaste plaats zijn

opgericht,	maar	ook op een	mobiel platform	worden
ingericht,	dat	verplaatsbaar	is over land of	over
waterwegen.
Zo is het	ook	mogelijk de	groene energie niet	door
windmolens	maar	wel door windturbines, fotovoltaische
zonnepanelen	, of	hydraulische turbines op te wekken.

In elk geval zal de inrichting voor het ontzilten van water voorzien moeten zijn van een centrale stuureenheid 18, die

B E2016/5766 de fluctuerende groene elektriciteitsproductie kan koppelen aan de nood voor een stabiele wisselstroombron voor het aandrijven van de pompen en van de ontziltings-installatie zelf en aan de nood voor een voorafgaande graduele afbouw van de ontzilting in de installatie voor omgekeerde osmose, indien de inrichting voor het ontzilten van water moet worden stilgelegd bij gebrek aan energie of bij gebrek aan vraag naar ontzilt water in de vorm van drinkbaar water of irrigatiewater voor de landbouw.

B E2016/5766

Claims

Conclusies.

1. - Inrichting voor het ontzilten van water (1) door middel van groene energie, waarmee een omgekeerde osmose ontziltings-installatie (12, 13) wordt aangedreven die zout of brak water (44) omzet tot productwater (28), daardoor gekenmerkt dat deze inrichting over een eigen lokale groene energieproductie beschikt en autonoom door een centrale stuureenheid (18) wordt beheerd die de productie van productwater afstemt op de lokale noden en verwachtingen en op de fluctuerende en verwachte lokale groene energieproductie.
2. Inrichting voor het ontzilten van water (1) volgens conciusie 1, daardoor gekenmerkt dat ze samen met de middelen voor het lokaal opwekken van groene energie gebouwd is op een mobiel platform dat verplaatst kan worden over het land of over het water.
3. Inrichting voor het ontzilten van water (1) volgens conciusie 1 of 2, daardoor gekenmerkt dat de middelen voor het lokaal opwekken van groene energie windmolens (7, 8), windturbines, fotovoltaische zonnecellen of hydraulische turbines kunnen omvatten.
4. - Inrichting voor het ontzilten van water (1) volgens conclusie 2, daardoor gekenmerkt dat de mobiele inrichting gebouwd is op een drijvend platform, zodat het platform over het water kan verplaatst worden naar kustgebieden of over rivieren, waar er behoefte is aan productwater,

B E2016/5766 waarbij het drijvend platform gesleept wordt of over een autonome propulsie beschikt.
5.- Mobiele inrichting volgens conclusie 4, daardoor gekenmerkt dat het drijvend platform twee hoofdpontons (2, 3) omvat die kop aan staart naast elkaar liggen, en die door middel van drie losmaakbare verbindingspontons (4, 5,
6) met elkaar zijn verbonden om een stabiel platform te vormen, en waarbij elk hoofdponton (2, 3) voorzien is van een windmolen (7, 8) voor de productie van groene energie en van een pompinstallatie (9, 10) voor het oppompen van zout of brak water (41) naar een ontziltings-installatie (12, 13).

6.- Mobiele inrichting gekenmerkt dat de

4, daardoor losmaakbare volgens conclusie lengte van de verbindingspontons (4, 5, 6) wordt gekozen in functie van de afmeting en de karakteristieken van de windmolens (7, 8) en de daarmee samenhangende krachten op de masten van de windmolens, zodat het drijvend platform hydrodynamisch in staat is de reactie op het overhellen van een windmolen (7, 8) op te vangen en deze stabiel te houden binnen de toleranties van de windmolen.
7.- Mobiele inrichting volgens conclusie 5, daardoor gekenmerkt dat de windmolens (7, 8) scharnierend kunnen rechtgezet worden of neergelaten worden door middel van een elektrische windas of een hydraulische vijzel op de mobiele inrichting zonder een kraan te vereisen.

B E2016/5766
8.- Mobiele inrichting volgens conclusie 5, daardoor gekenmerkt dat elke windmolen (7, 8) een onstabiele wisselstroom (AC) genereert naargelang de windsterkte, die geconverteerd wordt naar gelijkstroom (DC) en opgeslagen wordt in opslagbatterijen (23), waarna stroom vanuit de batterijen geconverteerd wordt naar wisselstroom (AC) voor het aandrijven van de pompen voor irrigatie (33) en van het ontziltings-systeem met omgekeerde osmose (12, 13).

ontzilten van water gekenmerkt dat de een regelt volgens centrale centraal op de door middel van energiehuishouding
9.- Inrichting voor het conclusie 1, daardoor stuureenheid (18) stuurprogramma de inrichting (1), waarbij de centrale stuureenheid (18) verbonden is met de energiebron (21), in casu de windmolens (7, 8), met het elektrisch opslagsysteem (22), in casu de batterijen (23), met de ontziltings-installatie (25), in casu de omgekeerde osmose-uitrusting (26), met de opslagtanks (31) voor ontzilt water, en met het irrigat! esysteem (32), in casu de pompen (33) die het productwater (28) verdelen over de te bevloeien percelen op het land (19).
10.- Inrichting voor het ontzilten van water volgens conclusie 9, stuurprogramma binnenkomende daardoor van de gegevens gekenmerkt dat het centraal centrale stuureenheid (18) de van aile onderdelen analyseert waarmee de stuureenheid verbonden is en een voldoende hoeveelheid energie toekent vanuit de batterijen aan de ontziltings-installaties (12, 13) in de vorm van een veilige stabiele stroomvoorziening maar ook aan de

B E2016/5766 elektronische uitrusting van de inrichting en de ontzilting op een gecontroleerde manier tijdig stopzet, in geval er onvoldoende groene energieproductie verwacht wordt om het omgekeerde osmosesysteem {58, 59, 60, 61) blijvend aan te

5 drijven.
11. “ Inrichting voor het ontzilten van water voigens conciusie 9, daardoor gekenmerkt dat het centraal stuurprogramma van de centrale stuureenheid (18) gebruik

10 maakt van een autonome en zelflerende module voor weersvoorspelling (35), gebaseerd op de lokale windpatronen en op eigen windmetingen, maar ook op andere meteorologische parameters zoals luchtdruk, neerslag en vochtigheidsgraad, waarmee een accurate en precieze lokale

15 windvoorspelling mogelijk is en de verwachte groene energieproductie op elk moment voorspeld wordt.
12. - Inrichting voor het ontzilten van water voigens conciusie 9, daardoor gekenmerkt dat het centraal

20 stuurprogramma van de centrale stuureenheid (18) gebruik maakt van een module voor irrigatie-analyse (40) , om de gewenste hoeveelheid productwater (28) te voorspelien, gebaseerd op lokale neerslagstatistieken en andere gegevens zoals het bodemtype, plaatselijke waterregimes, en de

25 gebruikte irrigatietechnieken, waardoor het centrale stuurprogramma op elk moment de gebruiksefficientie van de opgewekte groene energie en het potentieel van de ontziltings-installaties optimaliseert en op elkaar afstemt op basis van de meteorologische condities en verwachtingen

30 en de toestand en karakteristieken van de windmolens.

B E2016/5766
13.- Inrichting voor het ontzilten van water volgens dat het centrale stuureenheid (18) conclusie 9, daardoor gekenmerkt stuurprogramma van de centrale communiceert met het lokale productiesysteem voor energie (21) via een energieproductie-stuureenheid (36); met het opslagsysteem voor elektrische energie (22) via een batterijstatus-interface (37); met het productiesysteem (25) van productwater (28) via een productwater productiestuureenheid (38); met het opslagsysteem voor productwater (30) via een opslagtank status-interface (39); en met het irrigatiesysteem (32) via een irrigatie-analyse module (40) .
14.- Inrichting voor het ontzilten van water volgens conclusie 9, daardoor gekenmerkt dat het centraal stuurprogramma van de centrale stuureenheid (18) op elk moment de groene energieproductie en de productie van productwater (28) op elkaar afstemt.
15,- Inrichting voor het ontzilten van water volgens conclusie 9, daardoor gekenmerkt dat het centraal stuurprogramma van de centrale stuureenheid (18) op elk moment zorgt voor een veilige marge van beschikbare energie voor het kick-starten van de windmolens (7, 8), en voor het gecontroleerd afbouwen van de activiteit van de ontziltings-installaties (12, 13) indien er onvoldoende groene energieproductie in het vooruitzicht is.
16.- Inrichting volgens conclusie 9, daardoor gekenmerkt dat elke ontziltings-installatie (12, 13) uit tenminste één filterinstallatie (49) gevolgd door één of twee omgekeerde

B E2016/5766 osmosestraten (58, 59, 60, 61) bestaat, waarbij het aantal ingeschakelde osmosestraten, dynamisch geregeld wordt door het centraal stuurprogramma van de centrale stuureenheid (18) in functie van de beschikbare groene energie en van de

5 gewenste hoeveelheid productwater (28).

B E2016/5766

B E2016/5766

BE2016/5766

T T

B E2016/5766 /7

B E2016/5766

Inrichting voor het ontzilten van water door middel van lokaal geproduceerde groene energie.

5 Inrichting voor het ontzilten van water (1) door middel van groene energie, waarmee een omgekeerde osmose ontziltingsinstallatie (12, 13} wordt aangedreven die zout of brak water (44) omzet tot productwater (28), daardoor gekenmerkt dat deze inrichting over een eigen lokale groene

10 energieproductie beschikt en autonoom door een centrale stuureenheid (18) wordt beheerd die de productie van productwater afstemt op de lokale noden en verwachtingen en op de fluctuerende en verwachte lokale groene energieproductie.