JP2000146310A - Heliostat for solar light collecting system - Google Patents

Heliostat for solar light collecting system

Info

Publication number
JP2000146310A
JP2000146310A JP10314881A JP31488198A JP2000146310A JP 2000146310 A JP2000146310 A JP 2000146310A JP 10314881 A JP10314881 A JP 10314881A JP 31488198 A JP31488198 A JP 31488198A JP 2000146310 A JP2000146310 A JP 2000146310A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
sensor unit
azimuth
altitude
heliostat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP10314881A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2989179B1 (en
Inventor
Katsushige Nakamura
勝重 中村
Shigeki Kasahara
隆樹 笠原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitaka Kohki Co Ltd
Original Assignee
Mitaka Kohki Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitaka Kohki Co Ltd filed Critical Mitaka Kohki Co Ltd
Priority to JP10314881A priority Critical patent/JP2989179B1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2989179B1 publication Critical patent/JP2989179B1/en
Publication of JP2000146310A publication Critical patent/JP2000146310A/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/47Mountings or tracking

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heliostat for a solar beam collecting system capable of controlling a concave spherical mirror without employing any computer. SOLUTION: An azimuth sensor 15 is provided with a light sensor 18 and a height sensor 16 is provided with another light sensor 20 respectively along respective directions while the two sheets of light sensors 18, 20 are arranged in a truncated chevron shape toward the sun under a condition that the light receiving surfaces of the same are faced outward. The azimuth sensor 15 and the height sensor 16 themselves are pivoted so as to balance the receiving amounts of light of two sheets of light sensors 18, 20 and output signals for a driving mechanism so as to pivot the concave spherical mirror 10 into the same direction by 1/2 of the pivoting amount of the azimuth sensor 15 and the height sensor 16.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、太陽光をエネル
ギーとして利用するための太陽光集光システムに用いら
れるヘリオスタットに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heliostat used in a solar condensing system for utilizing sunlight as energy.

【0002】[0002]

【従来の技術】地球環境においてCO2 問題は大きく、
石油エネルギーに頼る現在社会のシステムは各国の問題
となっている。そのため、環境に影響を与えないクリー
ンなエネルギーとして、太陽エネルギーが着目されてい
る。特に、砂漠地方の国では、太陽エネルギーを集光し
て巨大なエネルギーを得るための計画が進められてい
る。
2. Description of the Related Art In the global environment, the CO 2 problem is great,
At present, the social system that depends on petroleum energy is a problem in each country. Therefore, solar energy is attracting attention as clean energy that does not affect the environment. In particular, desert countries have plans to focus on solar energy to obtain huge energy.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな計画も、性能とコストの面で良い結果が得られてい
ない。なぜならば、太陽光をエネルギーとして利用する
ためには、まず太陽光を一点に集めて熱エネルギーに変
え、その熱エネルギーを電気に変えなければならない
が、太陽光を一点に集めるためのヘリオスタットの制御
が難しい。このヘリオスタットは、太陽光を集める集光
部の周りに多数配され、個々の凹面鏡を方位方向及び高
度方向へそれぞれ回動させて、太陽光を一点に反射収束
させるものであるが、前記計画では、個々のヘリオスタ
ットの凹面鏡をコンピュータにより制御しようとしてい
るため、制御が複雑で困難になっている。すなわち、太
陽の動きは方位も高度も時間と共に変化するため、この
太陽の動きを追尾して多数のヘリオスタットの凹面鏡を
同時に制御することは大変に困難である。しかも、ヘリ
オスタットの凹面鏡は直径が十数メートルもある大型で
あるため、例えば、砂漠地域のように昼と夜の温度差の
激しいところでは凹面鏡の変形も大きく、凹面鏡からコ
ンピュータへ送られる位置精度の情報にくるいが生じ易
く、この点においても、コンピュータによる制御を困難
なものにしている。
However, such a plan has not obtained good results in terms of performance and cost. Because, in order to use sunlight as energy, it is necessary to first collect sunlight into one point and convert it into heat energy, and then convert that heat energy into electricity.However, a heliostat that collects sunlight into one point Difficult to control. The heliostats are arranged in large numbers around a condensing part that collects sunlight, and each of the concave mirrors is rotated in an azimuth direction and an altitude direction to reflect and converge sunlight at one point. In this case, the control of the concave mirrors of the individual heliostats by a computer is complicated and difficult. That is, since the direction and altitude of the sun change with time, it is very difficult to control the concave mirrors of a large number of heliostats simultaneously by tracking the movement of the sun. In addition, the heliostat's concave mirror is so large that it has a diameter of more than ten meters.For example, in a desert area where the temperature difference between day and night is severe, the concave mirror deforms greatly, and the positional accuracy sent from the concave mirror to the computer is high. This information is likely to be wrapped, which also makes computer control difficult.

【0004】この発明はこのような従来の技術に着目し
たものであり、コンピュータを用いずに凹面鏡を制御す
ることができる太陽光集光システム用のヘリオスタット
を提供するものである。
The present invention focuses on such a conventional technique, and provides a heliostat for a solar condensing system that can control a concave mirror without using a computer.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

【0006】この発明は、方位方向及び高度方向へ回動
して太陽光を常に一定の集光部へ反射収束させる凹面鏡
と、該凹面鏡を方位方向及び高度方向へ回動させる駆動
機構と、駆動機構へ方位方向及び高度方向への回動量に
関する信号を各々出力する方位センサー部及び高度セン
サー部を備えた太陽光集光システム用のヘリオスタット
において、前記方位センサー部及び高度センサー部が、
それぞれ各方向に沿って配された2枚の光センサーを有
し且つ該2枚の光センサーが受光面を外側にした状態で
太陽に向けてハの字状に配されていると共に、方位セン
サー部及び高度センサー部自体が2枚の光センサーの受
光量をバランスさせるように回動し、且つ駆動機構に対
して凹面鏡を方位センサー部及び高度センサー部の回動
量の1/2だけ同じ方向へ回動させる信号を出力するも
のである。
According to the present invention, a concave mirror that rotates in the azimuth and altitude directions and constantly reflects and converges sunlight to a constant light collector, a driving mechanism that rotates the concave mirror in the azimuth and altitude directions, and a driving mechanism In a heliostat for a solar condensing system having a direction sensor unit and an altitude sensor unit that respectively output signals related to the amount of rotation in the azimuth direction and the altitude direction to the mechanism, the azimuth sensor unit and the altitude sensor unit include:
Each of which has two light sensors arranged along each direction, and the two light sensors are arranged in a C-shape toward the sun with the light receiving surface facing outward, and a direction sensor And the altitude sensor itself rotate so as to balance the amount of light received by the two optical sensors, and move the concave mirror to the drive mechanism in the same direction by half the amount of rotation of the direction sensor and altitude sensor. It outputs a signal to rotate.

【0007】この発明によれば、方位センサー部及び高
度センサー部が、それぞれ太陽に向けてハの字状に配さ
れた2枚の光センサーを備えているため、太陽光の受光
角度が広くなると共に、2枚の光センサーの受光量の差
が出やすい。方位センサー部及び高度センサー部は、常
に太陽の方向を向くように回動するため、その回動量は
太陽の日周運動における回動量となる。そして、太陽光
を反射する凹面鏡は、方位センサー部及び高度センサー
部の回動量(太陽の日周運動)の1/2だけ同じ方向へ
回動するため、反射された太陽光は常に同じ点に向かう
ことになる。従って、凹面鏡により太陽光を常に一定の
集光部へ反射収束させることができる。2枚の光センサ
ーの受光量のバランスにより、凹面鏡を制御するため、
コンピュータで制御する場合に比べて簡素であり、誤差
も生じにくい。
According to the present invention, the azimuth sensor section and the altitude sensor section each include two optical sensors arranged in a C shape toward the sun, so that the sunlight receiving angle is widened. At the same time, the difference in the amount of received light between the two optical sensors is likely to occur. Since the azimuth sensor unit and the altitude sensor unit always rotate toward the sun, the amount of rotation is the amount of rotation in the diurnal movement of the sun. Since the concave mirror that reflects sunlight rotates in the same direction by half of the amount of rotation (the diurnal movement of the sun) of the azimuth sensor unit and the altitude sensor unit, the reflected sunlight is always at the same point. I will head. Therefore, the concave mirror can always reflect and converge sunlight to a constant light collecting portion. In order to control the concave mirror by balancing the amount of light received by the two optical sensors,
It is simpler and less error-prone than when controlled by a computer.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
を図1〜図3に基づいて説明する。1は楕円鏡で、支持
タワー2により所定の高さ位置に、下向き状態で設置さ
れている。楕円鏡1のため、この楕円鏡1の下方には、
「集光部」としての第1焦点f1 と第2焦点f2 が存在
する。この楕円鏡1の下方には、太陽光Lを熱エネルギ
ーに変換するための熱交換施設3が建設されており、該
熱交換施設3の上部には、筒状の集光鏡4が設置されて
いる。そして、熱交換施設3の周囲の地上には、楕円鏡
1を取り囲んだ状態で、多数のヘリオスタット5が設け
られている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. Reference numeral 1 denotes an elliptical mirror, which is installed at a predetermined height position by a support tower 2 in a downward state. For the elliptical mirror 1, below the elliptical mirror 1,
There is a first focal point f 1 and a second focal point f 2 as “light collecting portions”. A heat exchange facility 3 for converting sunlight L into heat energy is constructed below the elliptical mirror 1, and a cylindrical condenser mirror 4 is installed above the heat exchange facility 3. ing. A large number of heliostats 5 are provided on the ground around the heat exchange facility 3 so as to surround the elliptical mirror 1.

【0009】ヘリオスタット5の支柱6の上部には、方
位方向A(図2参照)へ回転自在なホーク7が設けられ
ている。支柱6の周囲には円形リンク8が設けられてい
る。ホーク7の支柱6をはさんだ対向位置には、それぞ
れ上下一対の回転プーリ9が下向きに設けられており、
図示せぬモータにより回転するようになっいる。そし
て、この上下一対の回転プーリ9の間に前記円形リンク
8が挟持されている。従って、回転プーリ9が回転する
と、ホーク7が方位方向Aへ回転する。前記の円形リン
ク8、回転プーリ9、図示せぬモータ等により、この実
施形態における方位方向での「駆動機構」が形成され
る。
A fork 7 rotatable in an azimuth direction A (see FIG. 2) is provided above the column 6 of the heliostat 5. A circular link 8 is provided around the column 6. A pair of upper and lower rotating pulleys 9 are provided downward at the opposing positions of the fork 7 with the support 6 therebetween,
The motor is rotated by a motor (not shown). The circular link 8 is sandwiched between the pair of upper and lower rotary pulleys 9. Therefore, when the rotary pulley 9 rotates, the fork 7 rotates in the azimuth direction A. The “drive mechanism” in the azimuth direction in this embodiment is formed by the circular link 8, the rotary pulley 9, the motor (not shown), and the like.

【0010】ホーク7の上端には、高度方向B(図2参
照)へ回転自在な凹面鏡10が設けられている。この凹
面鏡10は、円形(四角形でも可)の外形を有してお
り、鏡の湾曲度は球面(放物面でも可)である。凹面鏡
10の対向位置に固定した回転軸11を、ホーク7の上
端に軸支することにより、この凹面鏡10が高度方向B
へ回転するようになっている。
At the upper end of the fork 7, there is provided a concave mirror 10 rotatable in an altitude direction B (see FIG. 2). This concave mirror 10 has a circular (square) shape, and the degree of curvature of the mirror is spherical (parabolic). By rotating the rotating shaft 11 fixed to the position facing the concave mirror 10 at the upper end of the fork 7, this concave mirror 10
To rotate.

【0011】更に、凹面鏡10の裏側には、回転軸11
と90°相違する対向位置に、円弧リンク12の両端部
が固定されている。ホーク7の中央部底面には、一対の
回転プーリ13が2組設けられており、各回転プーリ1
3の間に円弧リンク12が挟持されている。この回転プ
ーリ13は図示せぬモータにより回転するようになって
おり、この回転プーリ13が回転することにより、凹面
鏡10が回転軸11を中心にして、高度方向Bへ回転す
る。前記の円弧リンク12、回転プーリ13、図示せぬ
モータ等により、この実施形態における高度方向での
「駆動機構」が形成される。
Further, a rotating shaft 11 is provided on the back side of the concave mirror 10.
Both ends of the arc link 12 are fixed at opposing positions that differ from each other by 90 °. Two sets of a pair of rotary pulleys 13 are provided on the bottom surface of the central portion of the fork 7.
3, an arc link 12 is sandwiched. The rotating pulley 13 is configured to be rotated by a motor (not shown). The rotation of the rotating pulley 13 causes the concave mirror 10 to rotate in the altitude direction B about the rotating shaft 11. The "drive mechanism" in the altitude direction in this embodiment is formed by the arc link 12, the rotary pulley 13, the motor (not shown), and the like.

【0012】このような構造をしたヘリオスタット5の
凹面鏡10の高さは、楕円鏡1から離れるにしたがって
順次高くなっている。これは、凹面鏡10同士の干渉に
よる遮光ロスを少なくするためである。
The height of the concave mirror 10 of the heliostat 5 having such a structure gradually increases as the distance from the elliptical mirror 1 increases. This is to reduce the light blocking loss due to the interference between the concave mirrors 10.

【0013】また、ヘリオスタット5の支柱6には、ア
ーム14を介して、方位センサー部15が取付けられて
おり、ホーク7の一方の上端には、高度センサー部16
が取付けられている。方位センサー部15は、垂直軸1
7を中心にα方向へ回動自在で、太陽Sに向けて水平方
向(方位方向で)でハの字状になるよう配された2枚の
光センサー18を有しており、該2枚の光センサー18
の受光量をバランスさせる方向へ回動すると共に、その
回動量を検出できるようになっている。高度センサー部
16は、水平軸19を中心にβ方向へ回動自在で、太陽
Sに向けて垂直方向(高度方向で)でハの字状になるよ
う配された2枚の光センサー20を有しており、該2枚
の光センサー20の受光量をバランスさせる方向へ回動
すると共に、その回動量を検出できるようになってい
る。方位センサー部15も、高度センサー部16も、各
光センサー18、20は受光面を外側にした状態で、ハ
の字状態になっている。
An azimuth sensor unit 15 is attached to the column 6 of the heliostat 5 via an arm 14, and an altitude sensor unit 16 is provided at one upper end of the fork 7.
Is installed. The azimuth sensor unit 15 includes the vertical axis 1
7 has two optical sensors 18 which are rotatable in the α direction around the center 7 and are arranged in a horizontal direction (in the azimuthal direction) toward the sun S in a C-shape. Light sensor 18
In a direction to balance the amount of received light, and the amount of rotation can be detected. The altitude sensor unit 16 includes two optical sensors 20 that are rotatable about the horizontal axis 19 in the β direction and that are arranged in a V-shape in the vertical direction (altitude direction) toward the sun S. The two optical sensors 20 rotate in a direction to balance the amounts of light received by the optical sensors 20 and can detect the amount of rotation. Both the azimuth sensor unit 15 and the altitude sensor unit 16 are in a C-shape with the respective light sensors 18 and 20 with the light receiving surface facing outward.

【0014】次に、方位センサー部15及び高度センサ
ー部16の作用を説明する。方位センサー部15と高度
センサー部16とは機能が同じなので、図3及び図4に
示す方位センサー部15を代表して説明する。この光セ
ンサー18は太陽Sの照射方向Xに対して、各々5〜1
0°の範囲で、同じだけ角度θが変更できるようになっ
ている。このハの字状に配された光センサー18の受光
角度Rは広く、太陽の反対側における各光センサー18
の延長線で挟まれた死角D以外の部分で、太陽光を受光
できる。受光角度Rのうち、他方の光センサー18の延
長線同士で挟まれた中央角度R1 が正面の太陽Sに対応
するもので、両方の光センサー18が受光状態となる。
右側の光センサー18において前記中央角度R1 から死
角Dまでの右角度R2 が、右側の太陽Sに対応するもの
で、右側の光センサー18だけが受光状態となる。左側
の光センサー18において前記中央角度R1 から死角D
までの左角度R2 が、左側の太陽Sに対応するもので、
左側の光センサー18だけが受光状態となる。
Next, the operation of the direction sensor unit 15 and the altitude sensor unit 16 will be described. Since the azimuth sensor unit 15 and the altitude sensor unit 16 have the same function, the azimuth sensor unit 15 shown in FIGS. 3 and 4 will be described as a representative. The optical sensor 18 is 5-1 to 1 with respect to the irradiation direction X of the sun S.
In the range of 0 °, the angle θ can be changed by the same amount. The light receiving angle R of the light sensors 18 arranged in the shape of the letter "C" is wide, and each light sensor
The sunlight can be received in a portion other than the blind spot D sandwiched between the extension lines of. Of receiving angle R, the central angle R 1 sandwiched by extension between the other optical sensor 18 corresponds to the sun S in front of both the light sensor 18 is a light receiving state.
Right angle R 2 of the right side of the optical sensor 18 from the central angle R 1 to blind D is corresponds to the right side of the sun S, only the right side of the optical sensor 18 becomes light receiving state. From the center angle R 1 to the blind spot D in the left optical sensor 18.
The left angle R 2 up to corresponds to the left sun S,
Only the left optical sensor 18 is in the light receiving state.

【0015】図3は、左右の光センサー18の受光量が
バランスしている状態を示しているが、例えば、図4で
は太陽Sが若干左側にずれた状態になっている。このよ
うな場合には、左側の光センサー18の受光量の方が大
きくなるため、両方の受光量をバランスさせるように、
方位センサー部15全体が左側Yへ回動する。そして、
この光センサー18の左側Yへの回動量は検出される。
FIG. 3 shows a state in which the amounts of light received by the left and right optical sensors 18 are balanced. For example, in FIG. 4, the sun S is slightly shifted to the left. In such a case, the received light amount of the left optical sensor 18 is larger, so that both the received light amounts are balanced.
The entire azimuth sensor unit 15 rotates to the left Y. And
The amount of rotation of the optical sensor 18 to the left Y is detected.

【0016】この方位センサー部15の左側Yへの回動
量は、太陽Sそのものの日周運動における回動量のた
め、方位センサー部15を同じ角度で回動させてしまう
と、凹面鏡10で反射した光が、今まで反射していた方
向とずれてしまう。つまり、反射光は凹面鏡10の角度
変化の2倍の角度変化を起こす。従って、このヘリオス
タット5では、方位センサー部15(及び高度センサー
部16)の回動量の1/2だけ凹面鏡10を回動させる
ようにしている。そうすれば、凹面鏡10で反射される
光の方向に変化はなく、常に太陽光を楕円鏡1の第1焦
点f1 へ導くことができる。尚、多数あるヘリオスタッ
ト5の方位センサー部15及び高度センサー部16は、
反射した太陽光Lが第1焦点f1 へ向かうように個々に
位相をずらして初期設定されている。
The amount of rotation of the azimuth sensor unit 15 to the left Y is the amount of rotation in the diurnal movement of the sun S itself. Therefore, if the azimuth sensor unit 15 is rotated at the same angle, it is reflected by the concave mirror 10. The light deviates from the direction in which it has been reflected. That is, the reflected light causes an angle change twice as large as the angle change of the concave mirror 10. Therefore, in the heliostat 5, the concave mirror 10 is rotated by の of the rotation amount of the direction sensor unit 15 (and the altitude sensor unit 16). Then, there is no change in the direction of the light reflected by the concave mirror 10, and the sunlight can be always guided to the first focal point f 1 of the elliptical mirror 1. In addition, the direction sensor unit 15 and the altitude sensor unit 16 of the many heliostats 5
Initially, the phases of the reflected sunlight L are shifted individually so as to reach the first focal point f 1 .

【0017】このように、この実施形態のヘリオスタッ
ト5では、2枚の光センサー18、20の受光量のバラ
ンスにより、凹面鏡10を制御するため、コンピュータ
で制御する場合に比べて簡素であり、誤差も生じにく
い。また、光センサー18、20をハの字状に配してい
るため、太陽Sの位置がずれた場合に受光量の差が出や
すく、確実な制御が行える。
As described above, in the heliostat 5 of this embodiment, the concave mirror 10 is controlled by the balance between the amounts of light received by the two optical sensors 18 and 20, which is simpler than the case of controlling by a computer. Errors are less likely to occur. In addition, since the optical sensors 18 and 20 are arranged in a C-shape, when the position of the sun S is shifted, a difference in the amount of received light is likely to occur, and reliable control can be performed.

【0018】そして、図1に示すように、このようなヘ
リオスタット5の凹面鏡10より反射された太陽光L
は、全て楕円鏡1の第1焦点f1 に向かうため、第1焦
点f1を通過して楕円鏡1で反射された太陽光Lは、楕
円鏡1の下方に位置する第2焦点f2 へ向かう。太陽光
Lが第2焦点f2 に集光するとはいっても、ある程度の
幅をもった太陽光Lであるため、その太陽光Lの幅を更
に小さくするため、第2焦点の若干下側には、前記の集
光鏡4が設けられている。この集光鏡4は、上部開口の
幅が大きく且つ下部開口の幅が小さい筒状をしている。
従って、第2焦点f2 においてある程度の幅を有する太
陽光Lも、集光鏡4の出口である下部開口では、幅の小
さいものとなり、より効率的な集光が行えるようにな
る。集光鏡4の下部開口から出た太陽光Lは、熱交換施
設3内へ送られ、そこで熱エネルギーになり、その熱エ
ネルギーを利用して発電することができる。
As shown in FIG. 1, sunlight L reflected from the concave mirror 10 of such a heliostat 5
Since all toward the first focal point f 1 of the elliptical mirror 1, the sunlight L reflected through the first focus f 1 in the elliptical mirror 1, the second focal point located below the elliptical mirror 1 f 2 Head to. Although the sunlight L is condensed at the second focal point f 2 , the sunlight L has a certain width, so that the width of the sunlight L is further reduced. Is provided with the condenser mirror 4 described above. The condenser mirror 4 has a cylindrical shape in which the width of the upper opening is large and the width of the lower opening is small.
Accordingly, the sunlight L having a certain width in the second focus f 2 also, the lower opening is the outlet of the condensing mirror 4, become small width, will allow more efficient light collection. The sunlight L that has exited from the lower opening of the condenser mirror 4 is sent into the heat exchange facility 3, where it becomes heat energy, and power can be generated using the heat energy.

【0019】この実施形態によれば、多数のヘリオスタ
ット5の凹面鏡10で反射された太陽光Lを、楕円鏡1
により地上側へ向けて反射するため、熱交換施設3は地
上に設置すれば良く、従来のように熱交換器を頂部に設
けたタワーを建設する必要がない。
According to this embodiment, the sunlight L reflected by the concave mirrors 10 of the many heliostats 5 is transmitted to the elliptical mirror 1.
Therefore, the heat exchange facility 3 may be installed on the ground, and there is no need to construct a tower having a heat exchanger at the top as in the related art.

【0020】また、ヘリオスタット5の反射鏡が凹面鏡
10で、反射された太陽光Lが収束するため、楕円鏡1
のサイズD(図1参照)が小さくて済む。従って、楕円
鏡1の支持タワー2による設置が容易である。
The reflecting mirror of the heliostat 5 is a concave mirror 10 and the reflected sunlight L converges.
Is small (see FIG. 1). Therefore, installation of the elliptical mirror 1 by the support tower 2 is easy.

【0021】更に、ヘリオスタット5の凹面鏡10にて
反射された太陽光Lの焦点を楕円鏡1の第1焦点f1
合わせることで、楕円鏡1にて反射した太陽光Lを楕円
鏡1の第2焦点f2 に集光させるため、第2焦点f2
の集光角度Zが小さくなり、効率的な集光が行える。
Further, the sunlight L reflected by the concave mirror 10 of the heliostat 5 is set to the first focal point f 1 of the elliptical mirror 1 so that the sunlight L reflected by the elliptical mirror 1 is reflected by the elliptical mirror 1. In this case, the light is condensed on the second focal point f 2 , so that the converging angle Z on the second focal point f 2 becomes small, and efficient light condensing can be performed.

【0022】しかも、前述にように、楕円鏡1の第2焦
点f2 付近に筒状の集光鏡4を設けたため、集光鏡4に
より太陽光Lが更に集光された状態となり、より効率的
な集光が行える。
[0022] Moreover, as in the foregoing, due to the provision of a cylindrical focusing mirror 4 to the second near the focal point f 2 of the elliptical mirror 1, a state in which the sunlight L is further condensing the condensing mirror 4, and more Efficient light collection can be performed.

【0023】[0023]

【発明の効果】この発明によれば、方位センサー部及び
高度センサー部が、それぞれ太陽に向けてハの字状に配
された2枚の光センサーを備えているため、太陽光の受
光角度が広くなると共に、2枚の光センサーの受光量の
差が出やすい。方位センサー部及び高度センサー部は、
常に太陽の方向を向くように回動するため、その回動量
は太陽の日周運動における回動量となる。そして、太陽
光を反射する凹面鏡は、方位センサー部及び高度センサ
ー部の回動量(太陽の日周運動)の1/2だけ同じ方向
へ回動するため、反射された太陽光は常に同じ点に向か
うことになる。従って、凹面鏡により太陽光を常に一定
の集光部へ反射収束させることができる。2枚の光セン
サーの受光量のバランスにより、凹面鏡を制御するた
め、コンピュータで制御する場合に比べて簡素であり、
誤差も生じにくい。
According to the present invention, the azimuth sensor unit and the altitude sensor unit each include two light sensors arranged in a C shape toward the sun. As the size increases, the difference in the amount of light received by the two optical sensors easily occurs. The direction sensor unit and altitude sensor unit are
Since the sun always rotates toward the sun, the amount of rotation is the amount of rotation in the diurnal movement of the sun. Since the concave mirror that reflects sunlight rotates in the same direction by half of the amount of rotation (the diurnal movement of the sun) of the azimuth sensor unit and the altitude sensor unit, the reflected sunlight is always at the same point. I will head. Therefore, the concave mirror can always reflect and converge sunlight to a constant light collecting portion. Because the concave mirror is controlled by the balance of the light receiving amounts of the two optical sensors, it is simpler than when controlled by a computer,
Errors are less likely to occur.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の実施形態に係る太陽光集光システム
を示す全体側面図。
FIG. 1 is an overall side view showing a solar light collecting system according to an embodiment of the present invention.

【図2】ヘリオスタットを示す斜視図。FIG. 2 is a perspective view showing a heliostat.

【図3】光センサーの受光角度を示す概略図。FIG. 3 is a schematic diagram showing a light receiving angle of an optical sensor.

【図4】太陽光が光センサーに対してずれた方向から照
射した状態を示す概略図。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a state where sunlight is irradiated from a direction shifted from an optical sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

5 ヘリオスタット 10 凹面鏡 15 方位センサー部 16 高度センサー部 18、20 光センサー f1 第1焦点(集光部) L 太陽光 A 方位方向 B 高度方向 S 太陽 X 照射方向5 Heliostat 10 Concave mirror 15 Orientation sensor unit 16 Altitude sensor unit 18, 20 Optical sensor f 1 First focus (condensing unit) L Sunlight A Azimuth direction B Altitude direction S Sun X Irradiation direction

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 方位方向及び高度方向へ回動して太陽光
を常に一定の集光部へ反射収束させる凹面鏡と、該凹面
鏡を方位方向及び高度方向へ回動させる駆動機構と、駆
動機構へ方位方向及び高度方向への回動量に関する信号
を各々出力する方位センサー部及び高度センサー部を備
えた太陽光集光システム用のヘリオスタットにおいて、 前記方位センサー部及び高度センサー部が、それぞれ各
方向に沿って配された2枚の光センサーを有し且つ該2
枚の光センサーが受光面を外側にした状態で太陽に向け
てハの字状に配されていると共に、方位センサー部及び
高度センサー部自体が2枚の光センサーの受光量をバラ
ンスさせるように回動し、且つ駆動機構に対して凹面鏡
を方位センサー部及び高度センサー部の回動量の1/2
だけ同じ方向へ回動させる信号を出力することを特徴と
する太陽光集光システム用のヘリオスタット。
1. A concave mirror that rotates in the azimuth and altitude directions to constantly reflect and converge sunlight to a constant light collecting unit, a driving mechanism that rotates the concave mirror in an azimuth direction and an altitude direction, and a driving mechanism. In a heliostat for a solar condensing system having an azimuth sensor unit and an altitude sensor unit that respectively output signals related to the amount of rotation in an azimuth direction and an altitude direction, the azimuth sensor unit and the altitude sensor unit are respectively arranged in each direction. And two light sensors arranged along the
The two optical sensors are arranged in a C-shape facing the sun with the light receiving surface facing outward, and the direction sensor and the altitude sensor themselves balance the amount of light received by the two optical sensors. Rotate the concave mirror with respect to the drive mechanism and 1 / the amount of rotation of the azimuth sensor unit and altitude sensor unit
A heliostat for a solar light concentrating system, which outputs a signal for rotating only in the same direction.
【請求項2】 各光センサーを太陽光の照射方向に対し
て5〜10°の角度に配した請求項1記載の太陽光集光
システム用のヘリオスタット。
2. The heliostat according to claim 1, wherein each of the optical sensors is arranged at an angle of 5 to 10 ° with respect to the irradiation direction of the sunlight.
JP10314881A 1998-11-05 1998-11-05 Heliostat for solar concentrator system Expired - Fee Related JP2989179B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10314881A JP2989179B1 (en) 1998-11-05 1998-11-05 Heliostat for solar concentrator system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10314881A JP2989179B1 (en) 1998-11-05 1998-11-05 Heliostat for solar concentrator system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2989179B1 JP2989179B1 (en) 1999-12-13
JP2000146310A true JP2000146310A (en) 2000-05-26

Family

ID=18058757

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10314881A Expired - Fee Related JP2989179B1 (en) 1998-11-05 1998-11-05 Heliostat for solar concentrator system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2989179B1 (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005098327A1 (en) * 2004-03-30 2005-10-20 Solar Hytech Co., Ltd. Heliostat and method of controlling the same
WO2006017955A1 (en) * 2004-08-17 2006-02-23 Yaoming Zhang A detecting solar lighting mirrors apparatus
WO2009057679A1 (en) * 2007-10-31 2009-05-07 Mitsui Engineering & Shipbuilding Co., Ltd. Beam-down type solar ray lighting device
WO2010013632A1 (en) 2008-07-31 2010-02-04 コスモ石油株式会社 Method for collecting sunlight in multi-tower beam down type light collecting system
JP2010151934A (en) * 2008-12-24 2010-07-08 Mitaka Koki Co Ltd Optical positioning method and structure of sunlight collection system
JP2010151980A (en) * 2008-12-24 2010-07-08 Mitaka Koki Co Ltd Sunlight collection system
JP2010151346A (en) * 2008-12-24 2010-07-08 Mitaka Koki Co Ltd Sunlight collecting system
JP2010256008A (en) * 2010-08-06 2010-11-11 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd Beam-down type solar ray lighting device
WO2011055788A1 (en) * 2009-11-06 2011-05-12 三菱重工業株式会社 Sunlight collection system, and method for adjusting reflecting mirror of sunlight collection system
CN109780736A (en) * 2019-02-14 2019-05-21 浙江中控太阳能技术有限公司 A kind of settled date mirror type compensation mechanism

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005098327A1 (en) * 2004-03-30 2005-10-20 Solar Hytech Co., Ltd. Heliostat and method of controlling the same
WO2006017955A1 (en) * 2004-08-17 2006-02-23 Yaoming Zhang A detecting solar lighting mirrors apparatus
JP4612036B2 (en) * 2007-10-31 2011-01-12 三井造船株式会社 Beam-down solar lighting system
WO2009057679A1 (en) * 2007-10-31 2009-05-07 Mitsui Engineering & Shipbuilding Co., Ltd. Beam-down type solar ray lighting device
JP2009109154A (en) * 2007-10-31 2009-05-21 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd Beam-down type solar ray lighting device
US8147076B2 (en) 2007-10-31 2012-04-03 Mitsui Engineering & Shipbuilding Co., Ltd. Beam-down type solar ray lighting device
CN102112822A (en) * 2008-07-31 2011-06-29 克斯莫石油株式会社 Method for collecting sunlight in multi-tower beam down type light collecting system
WO2010013632A1 (en) 2008-07-31 2010-02-04 コスモ石油株式会社 Method for collecting sunlight in multi-tower beam down type light collecting system
JP2010151346A (en) * 2008-12-24 2010-07-08 Mitaka Koki Co Ltd Sunlight collecting system
JP2010151980A (en) * 2008-12-24 2010-07-08 Mitaka Koki Co Ltd Sunlight collection system
JP2010151934A (en) * 2008-12-24 2010-07-08 Mitaka Koki Co Ltd Optical positioning method and structure of sunlight collection system
WO2011055788A1 (en) * 2009-11-06 2011-05-12 三菱重工業株式会社 Sunlight collection system, and method for adjusting reflecting mirror of sunlight collection system
AU2010316230B2 (en) * 2009-11-06 2013-05-02 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Sunlight collection system, and method for adjusting reflecting mirror of sunlight collection system
JP2010256008A (en) * 2010-08-06 2010-11-11 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd Beam-down type solar ray lighting device
JP4648497B2 (en) * 2010-08-06 2011-03-09 三井造船株式会社 Beam-down solar lighting system
CN109780736A (en) * 2019-02-14 2019-05-21 浙江中控太阳能技术有限公司 A kind of settled date mirror type compensation mechanism
CN109780736B (en) * 2019-02-14 2020-07-14 浙江中控太阳能技术有限公司 Heliostat surface type compensation mechanism

Also Published As

Publication number Publication date
JP2989179B1 (en) 1999-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6231197B1 (en) Heliostat for sunlight collecting system
JP3701264B2 (en) Heliostat for solar condensing system and control method thereof
US8490396B2 (en) Configuration and tracking of 2-D “modular heliostat”
US4227513A (en) Solar system having improved heliostat and sensor mountings
US4139286A (en) Apparatus for concentrating solar energy
KR101003294B1 (en) Device for focusing solar and generation apparatus using the same
US4832002A (en) Unified heliostat array
US4154219A (en) Prismatic solar reflector apparatus and method of solar tracking
US4307711A (en) Sun tracking solar energy collector system
EP2559955B1 (en) Solar heat collecting system
KR100818197B1 (en) Solar focus type generation apparatus
US20090314280A1 (en) Apparatus and A Method for Solar Tracking and Concentration af Incident Solar Radiation for Power Generation
CN103238033B (en) Solar energy collector system
US20100051016A1 (en) Modular fresnel solar energy collection system
JPS5852562B2 (en) Solar energy concentration/collection device
JP5388357B2 (en) Solar power plant
US4150663A (en) Solar energy collector and concentrator
JP2989179B1 (en) Heliostat for solar concentrator system
US20160079461A1 (en) Solar generator with focusing optics including toroidal arc lenses
CA1265397A (en) Heliotropic solar heat collector system
WO2010034038A2 (en) Systems and methods of collecting solar energy including configuration and/or tracking features
JP2012038954A (en) Condensing photovoltaic power generation system
WO2002001118A1 (en) Solar radiation reflecting device and solar energy system using the solar radiation reflecting device
JP2003028514A (en) System and method for converging solar radiation
US4342501A (en) Radiant energy collector with focal point between the plane of the frame and earth

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081008

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091008

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101008

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101008

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111008

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111008

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121008

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131008

Year of fee payment: 14

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees