CN107735623B - 太阳能热收集装置 - Google Patents

Abstract

太阳能热收集装置具备接受太阳能热的热媒所流动的热媒流路、支承热媒流路的第一架台（30）、以及用于使电流在热媒流路中流动的第一线缆（34）。第一架台（30）具有包括由强磁性体材料构成的第一构件（40）而构成的闭合回路（42）。第一线缆（34）以贯穿闭合回路（42）的方式被布线。在闭合回路（42）的中途设置由非磁性体材料构成的第二构件（44）。

Description

太阳能热收集装置

技术领域

本发明涉及通过对太阳光进行聚光来加热在热媒流路内流动的热媒的太阳能热收集装置。

背景技术

已知使用反射镜来使太阳光聚光到热媒流路而对在热媒流路内流动的热媒进行加热并利用经加热的热媒来使蒸气发生而使蒸气涡轮转动由此进行发电的太阳能热发电系统。与太阳能光发电系统相比，太阳能热发电系统除了引入费用便宜之外还能够利用蓄热实现24小时的发电。在以往，提出了将油用于热媒的太阳能热发电系统（例如参照专利文献1）。

近年，熔融盐作为在太阳能热发电系统中使用的热媒而受到注目。熔融盐的沸点很高，因此，如果利用熔融盐，则能够使运转温度比较高，使高温蒸气发生，由此，提高发电效率。

熔融盐在250℃左右固化，因此，当在启动时或维护后使熔融盐流入到热媒流路时热媒流路的温度处于比较低的状态时，熔融盐被热媒流路夺走热而可能固化。因此，需要在使熔融盐流入到热媒流路前预先将热媒流路加温到规定的温度以上。

作为对热媒流路加温的一种手法，考虑在热媒流路中流动电流。当流动电流时，能够通过此时的焦耳热来对热媒流路加温。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-102013号公报。

发明内容

发明要解决的课题

在通过对太阳光进行聚光来加热在热媒流路内流动的热媒的太阳能热收集装置中，反射镜和热媒流路由架台可旋转地支承。该架台具有呈三角形状连结多个柱状构件的桁架构造的情况较多。作为柱状构件，通常使用便宜的钢铁。

在对这样的架台布线用于使电流在热媒流路中流动的线缆时，存在必须以贯穿由多个柱状构件构成的闭合回路（例如三角形状）的方式布线线缆的情况。当电流在贯穿架台的闭合回路的线缆中流动时，存在由于该电流而使感应磁场在闭合回路中发生并且由于其影响而在线缆中流动的电流中产生损失的可能性。

本发明鉴于这样的状况而完成，其目的在于，提供在具备用于使电流在热媒流路中流动的线缆被布线的架台的太阳能热收集装置中能够减少在线缆中流动的电流的损失的技术。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题，本发明的某种方式的太阳能热收集装置具备：热媒流路，在其中流动接受太阳能热的热媒；架台，支承热媒流路；以及线缆，用于使电流在热媒流路中流动。架台具有包括由强磁性体材料构成的第一构件而构成的闭合回路。线缆以贯穿闭合回路的方式被布线，在闭合回路的中途设置由非磁性体材料构成的第二构件。

根据该方式，在包括由强磁性体材料构成的第一构件而构成的闭合回路的中途设置由非磁性体材料构成的第二构件，由此，能够防止在电流在线缆中流动时感应磁场在闭合回路中发生。由此，能够减少在线缆中流动的电流的损失。

闭合回路可以包括至少2个第一构件。至少2个第一构件可以经由第二构件而连结。

第一构件可以由强磁性的钢铁构成。第二构件可以由非磁性的不锈钢构成。

再有，此外，以上的构成要素的任意的组合、在装置、方法、系统等之间变换本发明的表现的方式也作为本发明的方式而是有效的。

发明效果

根据本发明，在具备用于使电流在热媒流路中流动的线缆被布线的架台的太阳能热收集装置中能够减少在线缆中流动的电流的损失。

附图说明

图1是用于说明本发明的实施方式的太阳能热发电系统的图。

图2是用于说明本发明的实施方式的太阳能热收集装置的图。

图3是示出本发明的实施方式的太阳能热收集装置的一部分的立体图。

图4是用于说明本发明的实施方式的架台的构造的图。

具体实施方式

以下，对各附图所示的同一或同等的构成要素、构件标注同一符号，适当省略重复的说明。此外，为了使理解变得容易而适当放大、缩小地示出各附图中的构件的尺寸。此外，在各附图中省略了在说明实施方式上不重要的构件的一部分来进行显示。

图1是用于说明本发明的实施方式的太阳能热发电系统100的图。太阳能热发电系统100包括聚光区域121、蓄热区域122、发电区域123这3个区域。

聚光区域121主要包括太阳能热收集装置8。太阳能热收集装置8具备用于流动热媒的热媒流路11和使太阳光聚光到热媒流路来加热热媒的多个反射板13。经加热的热媒被送到蓄热区域122。

蓄热区域122包括热箱102和冷箱103。将经加热的热媒的热储存到热箱102，由此，能够在需要时发电。例如能够实现夜间或白天的坏天气时的发电。

发电区域123包括蒸气发生器104、蒸气涡轮发电机106和冷凝器108。蒸气发生器104通过冷却水与经加热的热媒的热交换来使蒸气发生，蒸气涡轮发电机106利用蒸气使涡轮旋转。利用该旋转来发电。冷凝器108使蒸气回到冷却水。

图2是用于说明本发明的实施方式的太阳能热收集装置8的图。如图2所示，太阳能热收集装置8包括多个（在图2中为4个）聚光单元10和连结流路50。各聚光单元10包括热媒流路11和多个反射板13。热媒流路11由沿着热媒流路11配置的多个架台（参照图3）支承。此外，反射板13由架台可旋转地支承。

反射板13使太阳光聚光到热媒流路11，对在热媒流路11内流动的热媒进行加热。旋转装置（未图示）连接到反射板13。旋转装置例如根据太阳的位置使反射板13旋转。由此，热媒被断续地加热。

各热媒流路11被形成为U字状，由彼此平行的长直线部11a和11b和联结长直线部11a和11b的一端部彼此的短直线部11c构成。长直线部11a和11b分别由呈直线状配置的多个集热管12构成。柔软软管（未图示）连接到邻接的2个集热管12的每一个的端部。这2个柔软软管通过配管（未图示）连接。短直线部11c由连结配管14构成。长直线部11a、11b的长度A可以为约500～600m，各集热管12的长度可以为约100～200m，长直线部11a可以由2～3个集热管12构成。此外，短直线部11c的长度B可以为20～30m。

集热管12为直线地延长的管，以其中心位于反射板13的抛物柱面状的反射面的焦点的方式被支承。连结配管14连通位于长直线部11a和长直线部11b的端的集热管12彼此。集热管12和连结配管14既可以由不同的金属材料形成，也可以由相同的金属材料形成。此外，集热管12也可以为了绝热而由真空玻璃管包覆。

在热媒流路11内流动作为接受太阳能热的热媒的熔融盐。熔融盐与以往在太阳能热收集装置中使用的合成油相比沸点高，因此，能够加温到更高温。由此，太阳能热发电系统100的发电效率提高。另一方面，熔融盐在250℃左右固化。熔融盐在运转时通过太阳能热被加热因此基本上不会固化，但是，例如当在启动时或维护后使熔融盐流入到热媒流路11时热媒流路11的温度处于比较低的状态时，被热媒流路11夺走热而可能固化。因此，需要在使熔融盐流入到热媒流路11前预先将热媒流路11加温到规定的温度以上。

作为对热媒流路11加温的手法，考虑使电热线布设在热媒流路11中并在其处流动电流来对热媒流路11加温。然而，在热媒流路11的集热管12为了绝热而被真空玻璃管包覆的情况下，不能布设电热线。

于是，本实施方式的聚光单元10具备使电流在热媒流路11本身中流动并通过此时发生的焦耳热来对热媒流路11加温的加热装置32。该加热装置32具备电源23、第一线缆34、以及第二线缆36。第一线缆34将电源23的一个极与热媒流路11的长直线部11a电气连接。第二线缆36将电源23的另一个极与热媒流路11的长直线部11b电气连接。此外，设置将长直线部11a与11b连接的连接布线5a和5b。第一线缆34、第二线缆36、连接布线5a和5b、以及热媒流路11的长直线部11a和11b形成流动来自电源23的电流的电流路径。当电流从电源23流到该电流路径时，通过热媒流路11具有的电阻而发生焦耳热。由此，能够加温热媒流路11。

连结流路50为环状的流路，与各热媒流路11连接。此外，连结流路50也与蓄热区域122的热箱102和冷箱103连接。因此，各热媒流路11与热箱102和冷箱103经由连结流路50连结。热媒从冷箱103流入到连结流路50。在连结流路50中流动的热媒流入到各热媒流路11的长直线部11a。通过长直线部11a的集热管12而被加热的热媒通过连结配管14流到长直线部11b。通过长直线部11b的集热管12而被加热的热媒回到连结流路50，流入到热箱102。

图3是示出本发明的实施方式的太阳能热收集装置8的一部分的立体图。如图3所示，太阳能热收集装置8具备地基上的第一架台30和第二架台31、以及由第一架台30和第二架台31可旋转地支承的热媒流路11和反射板13。图3所示的第一架台30和第二架台31支承热媒流路11的长直线部11a。

此外，太阳能热收集装置8具备使电流在热媒流路11中流动并通过此时发生的焦耳热来加温热媒流路11的加热装置32。如上述那样，加热装置32具备电源23、第一线缆34以及第二线缆36。

电源23为可供电单相电流的电源，在第一架台30的内部配置。第一线缆34布线在第一架台30，将电源23的一个极与热媒流路11的长直线部11a电气连接。第二线缆36将电源23的另一个极与热媒流路11的长直线部11b电气连接。第二线缆36布线在支承热媒流路11的长直线部11b的架台。

如上述那样，当使电流经由第一线缆34和第二线缆36从电源23流到热媒流路11时，通过热媒流路11具有的电阻而发生焦耳热。由此，能够加温热媒流路11。

图4是用于说明本发明的实施方式的架台的构造的图。在图4中，对第一架台30进行说明，但是，对第二架台31也是同样的。如图4所示，第一架台30具有呈三角形状地连结多个柱状的第一构件40的桁架构造。第一构件40由强磁性体材料构成。作为强磁性体材料，能够例示强磁性的钢铁。

第一架台30具有包括第一构件40而构成的多个闭合回路。例如，3个第一构件40a、40b和40c构成三角形状的闭合回路42。如图3中说明那样，在本实施方式的太阳能热收集装置8中，在第一架台30的内部配置电源23。然后，为了从第一架台30的内部向外部布线第一线缆34，第一线缆34贯穿闭合回路42。

在此，在本实施方式的太阳能热收集装置8中，构成闭合回路42的3个第一构件之中的2个第一构件40a和40b经由板状的第二构件44而连结。第一构件40a、40b与第二构件44通过螺钉（bolt）45连接。第二构件44由非磁性体材料构成。作为非磁性体材料，能够例示非磁性的不锈钢。像这样，闭合回路42的大部分由3个第一构件40a、40b和40c构成，但是，在闭合回路42的中途设置由非磁性体材料构成的第二构件44。

像这样，在本实施方式的太阳能热收集装置8中，在闭合回路42的中途设置由非磁性体材料构成的第二构件44，由此，闭合回路42变为不是仅由强磁性体材料构成的闭合回路。在仅由强磁性体材料构成的闭合回路的情况下，存在当在贯穿闭合回路的线缆中流动电流时由于该电流而使感应磁场在闭合回路中发生并且由于其影响而在线缆中流动的电流中产生损失的可能性。另一方面，在本实施方式中，在闭合回路42的中途设置由非磁性体材料构成的第二构件44，因此，即使电流在第一线缆34中流动，在闭合回路42中也不会发生感应磁场。因此，能够减少在第一线缆34中流动的电流的损失。

如果在对具有桁架构造的架台布线线缆时在架台的外部配置电源并且以不贯穿架台的闭合回路的方式布线线缆，则能抑制感应磁场的发生，并能够减少电流的损失。然而，在该情况下，在架台的周围需要大的空间。根据本实施方式的太阳能热收集装置8，能够不拘束于线缆的布线条件而在第一架台30的内部配置电源23，因此，能够实现省空间化。

再有，如果由非磁性体材料形成架台中的全部的第一构件40，则即使不如本实施方式那样在闭合回路42的中途设置第二构件44也能够防止感应磁场，并能够减少电流损失。然而，像这样由非磁性体材料形成全部的第一构件40从成本面出发不是优选的。在本实施方式的太阳能热收集装置8中，由比较便宜的强磁性体材料的第一构件40形成架台的大部分，仅在第一构件40的连结部分中使用非磁性体材料的第二构件44，因此，在成本面是有利的。

在图4中，使第二构件44介于构成闭合回路42的3个第一构件之中的2个第一构件40a和40b之间，由此，形成了由强磁性体材料和非磁性体材料构成的闭合回路42。然而，由非磁性体材料构成的第二构件的方式和设置其的闭合回路上的位置不特别限定。例如，可以在由强磁性体材料构成的1个第一构件（例如第一构件40a）的中途设置由非磁性体材料构成的第二构件。此外，也可以代替由强磁性体材料构成的1个第一构件（例如第一构件40a）而配置由强磁性体材料构成的柱状的第二构件。

以上，基于实施方式说明了本发明。本领域技术人员要理解的是，该实施方式是例示，在那些各构成要素、各处理过程的组合中能够实现各种变形例，此外，这样的变形例也处于本发明的范围中。

附图标记的说明

8太阳能热收集装置，10聚光单元，11热媒流路，12集热管，13反射板，14连结配管，23电源，30第一架台，31第二架台，32加热装置，34第一线缆，36第二线缆，40、40a、40b、40c第一构件，42闭合回路，44第二构件。

产业上的可利用性

本发明能够利用于由太阳能热发电系统所使用的太阳能热收集装置。

Claims (2)

1.一种太阳能热收集装置，其特征在于，具备：

热媒流路，在其中流动接受太阳能热的熔融盐；

架台，支承所述热媒流路；以及

线缆，用于使电流在所述热媒流路中流动，

所述架台具有包括由强磁性体材料构成的第一构件而构成的闭合回路，

所述线缆以贯穿所述闭合回路的方式被布线，

在所述闭合回路的中途设置由非磁性体材料构成的第二构件，

所述闭合回路包括至少2个所述第一构件，

至少2个所述第一构件经由所述第二构件而连结。

2.根据权利要求1所述的太阳能热收集装置，其特征在于，所述第一构件由强磁性的钢铁构成，

所述第二构件由非磁性的不锈钢构成。