JP2013117339A - Dish type solar light concentrator and solar thermal power generator using the same - Google Patents

Dish type solar light concentrator and solar thermal power generator using the same Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dish type solar light concentrator capable of greatly reducing an installation cost and a maintenance cost, etc., and also capable of achieving high light concentration efficiency to thereby control a total cost, and to provide a solar thermal power generator using the same.SOLUTION: A dish type solar light concentrator includes a dish type reflector having a paraboloidal shape, and a transparent cover 20 arranged at a release surface side of the reflector. Also, the dish type solar light concentrator includes a dish type reflector stand constituting a parabolic curved surface, and a metal plate attached on a release surface side of the reflector stand.

Description

本発明は、放物面鏡を用いて太陽光を効率良く集光して、放物面鏡の焦点位置に設置された太陽熱発電器を効率良く加熱するためのディッシュ型太陽光集光装置及びそれを用いた太陽熱発電装置に関する。   The present invention relates to a dish-type solar concentrator for efficiently concentrating sunlight using a parabolic mirror and efficiently heating a solar power generator installed at the focal position of the parabolic mirror, and The present invention relates to a solar thermal power generation apparatus using the same.

近年、世界的なエネルギー消費量増大に伴う二酸化炭素の空気中への放出量の増大などを抑止するため、二酸化炭素の放出を伴わない太陽エネルギーを利用した発電装置への期待が高まっている。   In recent years, in order to suppress an increase in the amount of carbon dioxide released into the air accompanying an increase in global energy consumption, there is an increasing expectation for a power generation device that uses solar energy without the release of carbon dioxide.

従来から、反射鏡を用いて太陽光を集めて熱媒体を加熱し、その熱を電気エネルギーに変えて利用可能にした装置は、日本国内はもとより、世界的にも多くの方式が提案され、世界各地に実証装置、実験装置などが設けられ、一部では商業的利用も開始されている。   Conventionally, many systems have been proposed not only in Japan but also around the world to collect solar light using a reflector and heat the heat medium to convert the heat into electrical energy. Demonstration devices, experimental devices, etc. have been established all over the world, and some have been commercialized.

太陽光を利用して電気エネルギーを得ようとする方式には、結晶シリコンやアモルファスシリコン、InGaAs(インジウムガリウムヒ化物)やGaAs(ヒ化ガリウム)などの無機化合物、有機色素や導電性ポリマーなどの有機化合物などからなる太陽電池(ソーラーパネル)に太陽光を照射して、太陽光エネルギーを直接、電気エネルギーに変換する太陽光発電方式と、太陽光を効率良く集めて、例えば、水、溶解塩、オイルなどの熱媒体を高温に加熱し、その熱エネルギーによって水蒸気を発生させ蒸気タービンを回して電気エネルギーを得る太陽熱発電方式がある。   Methods for obtaining electrical energy using sunlight include crystalline silicon, amorphous silicon, inorganic compounds such as InGaAs (indium gallium arsenide) and GaAs (gallium arsenide), organic dyes and conductive polymers. A solar power generation system that irradiates solar cells (solar panels) made of organic compounds, etc., and converts solar energy directly into electrical energy, and efficiently collects sunlight, for example, water, dissolved salt There is a solar power generation system in which a heat medium such as oil is heated to a high temperature, steam is generated by the heat energy, and a steam turbine is rotated to obtain electric energy.

太陽光発電方式では、太陽光を効率良く電気エネルギーに変換できる高性能な太陽電池(ソーラーパネル)が必要となり、水力発電や火力発電などの他の発電方式と比べて、設置面積あたりの発電量が少なく、発電コストも割高となっている。このため、太陽光発電方式の導入には、各種の公的助成を必要としているのが現状である。   The solar power generation method requires high-performance solar cells (solar panels) that can efficiently convert sunlight into electrical energy. Compared with other power generation methods such as hydroelectric power generation and thermal power generation, the amount of power generation per installation area The power generation cost is also high. For this reason, various public subsidies are required to introduce the solar power generation method.

また、太陽熱発電方式についても、従来から様々な検討が行われており、その集光方式として、平面もしくは曲面鏡を用いて太陽光を地上数十メートルの高さに設けられた集光部に集め、熱媒体を加熱する、いわゆるタワー方式、放物線の断面を有する雨樋型(トラフ型)の反射鏡を用いて、反射鏡の集光位置にレシーバーと呼ばれる管に流れる熱媒体を加熱するトラフ方式、放物面鏡を用いて放物面鏡の焦点位置に設置された、例えば、スターリングエンジンなどの太陽熱発電器を加熱するいわゆるディッシュ方式(スターリング方式とも呼ぶ)がある。   In addition, various studies have been conducted on the solar thermal power generation method as well, and as a light condensing method, sunlight is applied to a condensing unit provided at a height of several tens of meters above the ground using a flat or curved mirror. A trough that heats the heat medium that flows through a tube called a receiver at the condensing position of the reflector using a so-called tower-type, trough-type reflector having a parabolic cross section that collects and heats the heat medium. There is a so-called dish method (also called a Stirling method) that heats a solar power generator such as a Stirling engine, for example, installed at the focal position of the parabolic mirror using a parabolic mirror.

図6に示すようなディッシュ型の太陽熱発電装置100では、厚さ数ミリメートルの高光透過性ガラス板を所定の放物面に曲げ加工し、ガラス板の裏面に太陽光反射膜を成膜した反射鏡110を大型架台130に取り付けて用いられている。   In the dish type solar thermal power generation apparatus 100 as shown in FIG. 6, the reflection is performed by bending a high light-transmitting glass plate having a thickness of several millimeters into a predetermined parabolic surface and forming a solar reflective film on the back surface of the glass plate. The mirror 110 is attached to a large gantry 130 and used.

反射鏡110の焦点位置には、例えば、スターリングエンジンなどを用いて発電する太陽熱発電器120が設置されている。スターリングエンジンを用いた太陽熱発電器120は、高温部122と低温部124とから構成され、高温部122を反射鏡110によって集光された太陽光によって加熱することによって、スターリングエンジンのフライホイールを回転させ、発電することができる。   At the focal position of the reflecting mirror 110, for example, a solar power generator 120 that generates power using a Stirling engine or the like is installed. A solar power generator 120 using a Stirling engine is composed of a high-temperature part 122 and a low-temperature part 124, and the high-temperature part 122 is heated by sunlight collected by the reflecting mirror 110 to rotate the flywheel of the Stirling engine. And can generate electricity.

しかしながら、反射鏡110を放物面に加工するにはコストがかかり、設置コストの増大に繋がっていた。
また、集光効率を高めるためには、集光装置の大型化が好ましいが、集光装置は常に太陽光を最適位置で集光するために、常に太陽を追尾して最適位置を保つ必要がある。このため、集光装置を大型化する程に、装置全体の制御が困難になり、かつ、集光装置の変形による集光効率の悪化やメンテナンスの困難さなどが増すことになってしまう。
However, it is expensive to process the reflecting mirror 110 into a parabolic surface, which leads to an increase in installation cost.
In order to increase the light collection efficiency, it is preferable to increase the size of the light collecting device. However, since the light collecting device always collects sunlight at the optimum position, it is necessary to always track the sun and maintain the optimum position. is there. For this reason, the larger the size of the light collecting device, the more difficult it becomes to control the entire device, and the deterioration of light collecting efficiency and the difficulty of maintenance due to deformation of the light collecting device will increase.

しかしながら、集光装置の大半を占めるガラス反射鏡を軽量化するためには、ガラス板の厚さを薄くする必要がある。このように、ガラス板の厚さを薄くすると、製造、移動、設置、及び運転中において、ガラス反射鏡が破損する可能性が高まり、運用コストの増大を招くため、軽量化にも限界がある。   However, in order to reduce the weight of the glass reflecting mirror that occupies most of the light collecting device, it is necessary to reduce the thickness of the glass plate. Thus, if the thickness of the glass plate is reduced, the glass reflector is likely to be damaged during manufacture, movement, installation, and operation, and the operation cost is increased. .

このため、従来からガラス反射鏡の代わりに金属鏡を使用する試みもあったが、金属鏡は表面反射を利用することになるため、金属鏡の表面が汚れた場合などに洗浄して清浄化しようとすると、表面反射能が劣化してしまうことがあり、長期間の使用ができなかった。   For this reason, there have been attempts to use metal mirrors instead of glass reflectors, but since metal mirrors use surface reflection, they are cleaned and cleaned when the surface of the metal mirror becomes dirty. When trying to do so, the surface reflectivity may be deteriorated and cannot be used for a long time.

さらには、従来のディッシュ型集光装置では、運転中にホコリなどが反射鏡表面に付着したり、結露、降雨、積雪などによってホコリを含んだ水分が付着してシミが発生したりして、次第に反射効率を劣化させていたため、定期的な洗浄が必要となり、運用コストの増大を招いていた。   Furthermore, in the conventional dish-type condensing device, dust or the like adheres to the reflecting mirror surface during operation, or moisture containing dust adheres due to condensation, rain, snow, etc. Since the reflection efficiency was gradually deteriorated, regular cleaning was required, resulting in an increase in operation cost.

本発明は、このような現状に鑑み、設置費用及びメンテナンス費用等を大幅に削減するとともに、高い集光効率を達成可能で、総コストを抑制することができるディッシュ型太陽光集光装置及びそれを用いた太陽熱発電装置を提供することを目的とする。   DISCLOSURE OF THE INVENTION In view of the present situation, the present invention is a dish-type solar concentrating device capable of significantly reducing installation costs and maintenance costs, achieving high condensing efficiency, and suppressing the total cost, and the same An object of the present invention is to provide a solar thermal power generation apparatus using the above.

本発明は、前述したような従来技術における課題及び目的を達成するために発明されたものであって、本発明のディッシュ型太陽光集光装置は、放物面形状を有するディッシュ型の反射鏡と、
前記反射鏡の解放面側に設けられた透明カバーと、
を備えることを特徴とする。
The present invention was invented in order to achieve the above-described problems and objects in the prior art, and the dish-type solar concentrator of the present invention is a dish-type reflector having a parabolic shape. When,
A transparent cover provided on the release surface side of the reflecting mirror;
It is characterized by providing.

このように、反射鏡の解放面側に透明カバーを設けることによって、反射鏡表面にホコリなどが付着することを防止することができ、定期的な洗浄が不要となり、運用コストを削減することができる。   Thus, by providing the transparent cover on the release surface side of the reflecting mirror, it is possible to prevent dust and the like from adhering to the reflecting mirror surface, eliminating the need for periodic cleaning, and reducing operating costs. it can.

また、本発明のディッシュ型太陽光集光装置は、前記反射鏡が、
放物曲面を構成するディッシュ型反射鏡台と、
前記反射鏡台の解放面側に貼付けられた金属板と、
を備えることを特徴とする。
Further, in the dish type solar light collecting apparatus of the present invention, the reflecting mirror is
A dish-shaped reflector table that forms a parabolic surface;
A metal plate affixed to the release surface side of the reflector table;
It is characterized by providing.

このように構成することによって、従来のガラス板を用いた反射鏡と比べて大幅にコストを削減することができるとともに、太陽光集光装置として十分な集光効率を得ることができる。   By comprising in this way, while being able to reduce cost significantly compared with the reflective mirror using the conventional glass plate, sufficient condensing efficiency as a sunlight condensing device can be obtained.

また、ガラス板を用いていないため、反射鏡の破損の可能性が低下し、また、反射鏡自体の重量が軽量化されているため、太陽光集光装置の運用コストの削減を図ることができる。   Moreover, since the glass plate is not used, the possibility of breakage of the reflecting mirror is reduced, and the weight of the reflecting mirror itself is reduced, so that the operation cost of the solar light collecting device can be reduced. it can.

また、本発明のディッシュ型太陽光集光装置は、前記反射鏡が、
放物曲面を構成するディッシュ型反射鏡台と、
前記反射鏡台の解放面側に貼付けられた複数の金属薄板と、
を備えることを特徴とする。
Further, in the dish type solar light collecting apparatus of the present invention, the reflecting mirror is
A dish-shaped reflector table that forms a parabolic surface;
A plurality of metal thin plates attached to the release surface side of the reflector table;
It is characterized by providing.

この場合、前記複数の金属薄板間に、所定の隙間を設けることが好ましい。
このように複数の金属薄板を用いることによって、加工コストが過大な放物面鏡を用いなくともよいので、設置コストの削減を図ることができる。
In this case, it is preferable to provide a predetermined gap between the plurality of thin metal plates.
By using a plurality of thin metal plates in this way, it is not necessary to use a parabolic mirror whose processing cost is excessive, so that the installation cost can be reduced.

また、本発明のディッシュ型太陽光集光装置は、前記反射鏡の一方の側方に設置された透明カバー巻と、
前記反射鏡の他方の側方に設置された透明カバー巻き取り装置と、をさらに備えることを特徴とする。
Further, the dish type solar light collecting device of the present invention is a transparent cover winding installed on one side of the reflecting mirror,
And a transparent cover winding device installed on the other side of the reflecting mirror.

この場合、前記透明カバー巻が、前記反射鏡の上方側に設置され、前記透明カバー巻き取り装置が、前記反射鏡の下方側に設置されることが好ましい。
このように、透明カバー巻として透明カバーを準備しておくことによって、反射鏡の解放面側に位置する透明カバーが汚れたり破損したりした場合にも、透明カバー巻き取り装置によって、透明カバーを所定量巻き取ることによって、反射鏡の解放面側を綺麗な状態の透明カバーによって覆うことができる。
In this case, it is preferable that the transparent cover winding is installed on the upper side of the reflecting mirror, and the transparent cover winding device is installed on the lower side of the reflecting mirror.
Thus, by preparing a transparent cover as a transparent cover winding, even if the transparent cover located on the release surface side of the reflecting mirror is dirty or damaged, the transparent cover winding device can be used to remove the transparent cover. By winding up a predetermined amount, the release surface side of the reflecting mirror can be covered with a transparent cover in a clean state.

このため、透明カバーが汚れた場合にも洗浄が不要であり、透明カバー巻き取り装置によって、透明カバーを所定量巻き取るだけで、綺麗な状態の透明カバーによって、常に反射鏡を覆うことができるため、集光効率の低下を防ぎ、運用コストの削減を図ることができる。   For this reason, even when the transparent cover becomes dirty, it is not necessary to wash the transparent cover, and the transparent cover can be always covered with the transparent cover in a clean state by simply winding the transparent cover by a predetermined amount. Therefore, it is possible to prevent the light collection efficiency from being lowered and to reduce the operation cost.

また、日本などの高緯度地域で使用する場合には、透明カバー巻を反射鏡の上方側、透明カバー巻き取り装置を反射鏡の下方側に設置することによって、透明カバーに撓みが生じにくくすることができる。   Also, when used in high latitude areas such as Japan, the transparent cover winding should be installed on the upper side of the reflecting mirror, and the transparent cover winding device should be installed on the lower side of the reflecting mirror to make it difficult for the transparent cover to bend. Can do.

また、本発明のディッシュ型太陽光集光装置は、前記反射鏡の解放面側を四角形状とすることもできる。このように、反射鏡の解放面側を四角形状とすることによって、透明カバーを反射鏡の解放面側に被せる場合に、透明カバーに撓みなく被せることができる。   Moreover, the dish type sunlight condensing apparatus of this invention can also make the open | release surface side of the said reflective mirror square shape. Thus, by making the release surface side of the reflecting mirror a quadrangular shape, when the transparent cover is placed on the release surface side of the reflecting mirror, the transparent cover can be covered without bending.

また、本発明のディッシュ型太陽光集光装置は、前記反射鏡を保護箱に収めたことを特徴とする。
この場合、前記保護箱と前記反射鏡との間に生じる隙間を覆うような蓋を備えることが好ましい。
Moreover, the dish type solar light collecting device of the present invention is characterized in that the reflecting mirror is housed in a protective box.
In this case, it is preferable to provide a lid that covers a gap generated between the protective box and the reflecting mirror.

このように、反射鏡全体を保護箱に収めることによって、例えば、強風などの悪天候であっても、反射鏡自体に影響が及ぶことを防ぐことができ、反射鏡が破損したりするのを防止することができる。さらに、反射鏡台の機械的強度を小さくすることができるため、太陽光集光装置全体の製造コストを大幅に削減することができる。   In this way, by placing the entire reflector in a protective box, it is possible to prevent the reflector itself from being affected even in bad weather such as strong winds, and to prevent the reflector from being damaged. can do. Furthermore, since the mechanical strength of the reflector table can be reduced, the manufacturing cost of the entire solar light collecting device can be greatly reduced.

また、蓋によって、保護箱と反射鏡との間に生じる隙間を覆うことで、虫が入り込むことなどを防止し、保護箱と反射鏡との間の隙間の洗浄作業を不要とすることができる。   In addition, by covering the gap generated between the protective box and the reflecting mirror with the lid, insects can be prevented from entering, and the cleaning operation of the gap between the protective box and the reflecting mirror can be eliminated. .

また、本発明のディッシュ型太陽光集光装置は、前記反射鏡の前後左右の四方に、断面が略三角形状の風防が設けられていることを特徴とする。
このように、反射鏡に風防を設けることによって、反射鏡が横から受ける風によって持ち上げられたり、変形してしまったりするのを防止することができる。
Moreover, the dish type solar light collecting apparatus of the present invention is characterized in that windshields having a substantially triangular cross section are provided in the front, rear, left and right sides of the reflecting mirror.
Thus, by providing a windshield on the reflecting mirror, it is possible to prevent the reflecting mirror from being lifted or deformed by the wind received from the side.

また、本発明の太陽熱発電装置は、前述するディッシュ型太陽光集光装置と、
前記反射鏡の直径方向に設けられた太陽熱発電器用架台と、
前記太陽熱発電器用架台を直交する方向から引っ張って固定するための太陽熱発電器用架台支持部材と、
前記太陽熱発電器用架台と前記太陽熱発電器用架台支持部材とによって、前記反射鏡の焦点位置に設置された太陽熱発電器を備えることを特徴とする。
Moreover, the solar thermal power generation device of the present invention, the dish type solar light collecting device described above,
A solar power generator gantry provided in the diameter direction of the reflecting mirror;
A solar power generator gantry support member for pulling and fixing the solar power generator gantry from an orthogonal direction; and
The solar power generator gantry and the solar power generator gantry support member include a solar power generator installed at a focal position of the reflecting mirror.

このように太陽熱発電器を反射鏡の集光位置(反射鏡の焦点)に設置することによって、反射鏡が太陽熱発電器や設置器具等の影に入って、太陽光の照射量が減少することを最小限に抑え、集光効率の減少を抑えることができる。   By installing the solar power generator at the condensing position of the reflecting mirror (focal point of the reflecting mirror) in this way, the reflecting mirror enters the shadow of the solar power generator, installation equipment, etc., and the amount of sunlight irradiation decreases. Can be minimized, and the decrease in light collection efficiency can be suppressed.

また、上述するような太陽光集光装置を用いているため、設置費用やメンテナンス費用などを大幅に削減することができる。さらには、反射鏡の汚れに伴う集光効率の低下を防止しているため、太陽熱発電器の発電効率の低下も防止できることとなり、発電コストの削減も図ることができる。   Moreover, since the solar condensing device as described above is used, installation costs, maintenance costs, and the like can be greatly reduced. Furthermore, since the reduction of the light collection efficiency due to the dirt of the reflecting mirror is prevented, the reduction of the power generation efficiency of the solar power generator can be prevented, and the power generation cost can be reduced.

本発明に係るディッシュ型太陽光集光装置によれば、従来の集光装置と比べて、装置の製造コストを大幅に削減することができる。さらに、集光装置全体の重量も、従来のガラス反射鏡を使用する集光装置と比べて、大幅に軽量化することができ、太陽を自動追尾して最適位置を保つためのシステムにかかる負担も大幅に低減することができる。   According to the dish type solar light collecting device according to the present invention, the manufacturing cost of the device can be greatly reduced as compared with the conventional light collecting device. In addition, the overall weight of the concentrator can be significantly reduced compared to conventional concentrators that use glass reflectors, and the burden on the system for automatically tracking the sun and maintaining the optimum position. Can also be greatly reduced.

また、反射鏡の解放面に透光性カバーを設けたことによって、反射鏡の表面にホコリなどが付着することを防ぎ、反射効率の劣化も抑制できるので、定期的な洗浄などのメンテナンスの回数を低減することができ、メンテナンス費用も削減することができる。   In addition, the provision of a translucent cover on the release surface of the reflector prevents dust from adhering to the surface of the reflector and suppresses the deterioration of the reflection efficiency. And maintenance costs can be reduced.

さらに、反射鏡全体を保護箱に収めるように構成されているため、強風などの悪天候であっても、反射鏡自体に影響が及ぶことを防ぐことができ、反射鏡が破損したりするのを防止することができる。   In addition, because the entire reflector is configured to fit in a protective box, the reflector itself can be prevented from being affected even in bad weather such as strong winds, and the reflector can be damaged. Can be prevented.

また、このような本発明のディッシュ型太陽光集光装置を用いて太陽熱発電装置とすることによって、集光効率を向上させることができるため、発電効率が高く、発電コストを低減することができる。   Moreover, since it is possible to improve the light collection efficiency by using such a dish type solar light collecting device of the present invention as the solar thermal power generation device, the power generation efficiency is high and the power generation cost can be reduced. .

図1は、本発明のディッシュ型太陽光集光装置の反射鏡の構造を説明するための概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram for explaining the structure of a reflecting mirror of the dish type solar light collecting apparatus of the present invention. 図2は、反射鏡の別の実施例における構造を説明するための概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram for explaining the structure of another embodiment of the reflecting mirror. 図3は、図1の反射鏡を用いたディッシュ型太陽光集光装置の構造を説明するための概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram for explaining the structure of a dish type solar light collecting apparatus using the reflecting mirror of FIG. 図4は、図3のディッシュ型太陽光集光装置を用いた太陽熱発電装置の概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a solar thermal power generation apparatus using the dish type solar light collecting apparatus of FIG. 図5は、図4の太陽熱発電装置にさらに風防を設けた状態を説明するための概略構成図である。FIG. 5 is a schematic configuration diagram for explaining a state in which a windshield is further provided in the solar thermal power generation apparatus of FIG. 図6は、従来のディッシュ型太陽光集光装置を用いた太陽熱発電装置の概略構成図である。FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a solar thermal power generation apparatus using a conventional dish type solar concentrator.

以下、本発明の実施の形態(実施例)を図面に基づいてより詳細に説明する。
図1は、本発明のディッシュ型太陽光集光装置の反射鏡の構造を説明するための概略構成図、図2は、反射鏡の別の実施例における構造を説明するための概略構成図、図3は、図1の反射鏡を用いたディッシュ型太陽光集光装置の構造を説明するための概略構成図、図4は、図3のディッシュ型太陽光集光装置を用いた太陽熱発電装置の概略構成図、図5は、図4の太陽熱発電装置にさらに風防を設けた状態を説明するための概略構成図である。
Hereinafter, embodiments (examples) of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram for explaining the structure of a reflecting mirror of a dish type solar light collecting apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a schematic configuration diagram for explaining the structure of another embodiment of the reflecting mirror. FIG. 3 is a schematic configuration diagram for explaining the structure of a dish type solar light concentrator using the reflecting mirror of FIG. 1, and FIG. 4 is a solar thermal power generation device using the dish type solar light concentrator of FIG. FIG. 5 is a schematic configuration diagram for explaining a state in which a windshield is further provided in the solar thermal power generation apparatus of FIG.

図1から5に示すように、本発明のディッシュ型太陽光集光装置10を用いた太陽熱発電装置11は、太陽光を所定の集光位置に集光するための反射鏡12と、反射鏡12を支持するための基台14と、例えば、スターリングエンジンなどからなる太陽熱発電器16と、集光装置10の反射鏡12に太陽光が略垂直に入射するように反射鏡12の角度を最適位置に保つための太陽追尾機構18と、反射鏡12の解放面側12aを覆う透明カバー20が巻き付けられ、反射鏡12の一方の側方に設置された透明カバー巻22と、反射鏡12の他方の側方に設置された透明カバー巻き取り装置24とを備えている。   As shown in FIGS. 1 to 5, a solar thermal power generation apparatus 11 using a dish type solar light collecting apparatus 10 according to the present invention includes a reflecting mirror 12 for collecting sunlight at a predetermined light collecting position, and a reflecting mirror. The angle of the reflecting mirror 12 is optimized so that the sunlight is incident on the reflecting mirror 12 of the concentrating device 10 and the solar power generator 16 composed of, for example, a Stirling engine. The solar tracking mechanism 18 for maintaining the position, the transparent cover 20 covering the release surface side 12a of the reflecting mirror 12 is wound, the transparent cover winding 22 installed on one side of the reflecting mirror 12, and the reflecting mirror 12 And a transparent cover take-up device 24 installed on the other side.

反射鏡12は、図1から3に示すように、放物曲面を構成するディッシュ型反射鏡台26を備え、反射鏡台26の解放面側には、薄い金属板28が貼付けられている。なお、反射鏡台26の材料は、所定の強度が確保されていれば、特に限定されるものではなく、木製であってもいいし、金属製であっても構わない。   As shown in FIGS. 1 to 3, the reflecting mirror 12 includes a dish-type reflecting mirror base 26 that forms a parabolic curved surface, and a thin metal plate 28 is attached to the release surface side of the reflecting mirror base 26. The material of the reflector table 26 is not particularly limited as long as a predetermined strength is ensured, and may be made of wood or metal.

なお、反射鏡台26に貼付けられる金属板28は、例えば、プレス加工などによって、放物面形状に加工して、ビスなどの取り付け治具によって、反射鏡台26に取り付けることが好ましい。   In addition, it is preferable that the metal plate 28 affixed to the reflecting mirror base 26 is processed into a paraboloid shape by, for example, pressing, and attached to the reflecting mirror base 26 with an attaching jig such as a screw.

また、図2(a)に示すように、反射鏡台26の解放面側全体に金属板28の代わりに、複数の金属薄板29を貼付けることによって構成しても構わない。なお、複数の金属薄板29を貼付ける場合には、金属薄板29間に所定の隙間を設けることが好ましい。このように、金属薄板29間に隙間を設けることによって、高温下において金属薄板29が膨張した場合にも、金属薄板29同士が接触、変形してしまうのを防止することができる。   Moreover, as shown to Fig.2 (a), you may comprise by affixing the some metal thin plate 29 instead of the metal plate 28 on the whole release surface side of the reflective mirror base 26. FIG. When a plurality of thin metal plates 29 are attached, it is preferable to provide a predetermined gap between the thin metal plates 29. Thus, by providing a gap between the thin metal plates 29, even when the thin metal plates 29 expand at high temperatures, the thin metal plates 29 can be prevented from contacting and deforming.

なお、金属薄膜29を反射鏡台26に貼付ける際には、反射鏡台26の円周方向の取り付け治具の数を増やすことによって、金属薄膜29を放物面形状に近い状態で貼付けることができる。   In addition, when affixing the metal thin film 29 to the reflector 26, the metal thin film 29 can be affixed in a state close to a parabolic shape by increasing the number of mounting jigs in the circumferential direction of the reflector 26. it can.

また、金属板28や金属薄板29を反射鏡台26に取り付けるためのビスなどの取り付け治具と、金属板28及び金属薄板29との間に所定の間隔を設けることが好ましい。すなわち、金属板28及び金属薄板29に設けられた取付用孔の大きさを、ビスなどの取り付け治具の直径よりも大きくしておくことによって、取り付け治具と金属板28及び金属薄板29との間に隙間を設けることによって、高温下において金属板28及び金属薄板29が膨張した場合にも、取り付け治具と金属板28及び金属薄板29との接触による金属板28及び金属薄板29の変形を防止することができる。   In addition, it is preferable to provide a predetermined interval between an attachment jig such as a screw for attaching the metal plate 28 or the metal thin plate 29 to the reflector table 26 and the metal plate 28 and the metal thin plate 29. That is, by setting the size of the mounting holes provided in the metal plate 28 and the metal thin plate 29 to be larger than the diameter of the mounting jig such as a screw, the mounting jig and the metal plate 28 and the metal thin plate 29 Even when the metal plate 28 and the metal thin plate 29 expand at a high temperature, a deformation of the metal plate 28 and the metal thin plate 29 due to contact between the mounting jig and the metal plate 28 and the metal thin plate 29 is provided. Can be prevented.

また、図2(b)に示すように、反射鏡12の解放面側を四角形状とすることもできる。このように、解放面側を四角形状にすることによって、後述するように、透明カバーを反射鏡12の解放面側に被せる場合に、透明カバーに撓みなく被せることができる。   Moreover, as shown in FIG.2 (b), the release surface side of the reflective mirror 12 can also be made into square shape. Thus, by making the release surface side a quadrangular shape, the transparent cover can be covered without bending when the transparent cover is placed on the release surface side of the reflecting mirror 12 as described later.

また、金属板28の材料としては、太陽光を効率良く反射できる金属であれば、特に限定されるものではないが、例えば、銀、アルミニウム、ロジウムなどの金属や、これらの金属を含む合金などを用いることができる。なお、製造コストを削減するためには、アルミニウムを用いることが好ましい。   Further, the material of the metal plate 28 is not particularly limited as long as it is a metal that can efficiently reflect sunlight. For example, a metal such as silver, aluminum, or rhodium, an alloy containing these metals, or the like. Can be used. In order to reduce manufacturing costs, it is preferable to use aluminum.

また、金属板28の表面28a(太陽光の反射面)は、高反射性能を発現できるように、例えば、化学研磨、電解研磨などの研磨処理や真空蒸着などの表面処理を施すことが好ましい。
また、反射鏡12によって集光された太陽光(太陽熱)を用いて発電を行う太陽熱発電器16としては、特に限定されるものではないが、例えば、低温部16aと高温部16bとを有するスターリングエンジンを用いることができる。
In addition, the surface 28a (sunlight reflecting surface) of the metal plate 28 is preferably subjected to a surface treatment such as a polishing treatment such as chemical polishing or electrolytic polishing or a vacuum deposition so as to exhibit high reflection performance.
Further, the solar power generator 16 that generates power using sunlight (solar heat) collected by the reflecting mirror 12 is not particularly limited. For example, Stirling having a low temperature portion 16a and a high temperature portion 16b. An engine can be used.

高温部16bを太陽熱によって加熱することによって、スターリングエンジンのフライホイールを回転させ、発電することができる。なお、低温部16aには、太陽光が照射されないようにすることによって、温度が上がらないようにしてもよいし、例えば、空冷装置や水冷装置などの冷却装置を備えることによって、低温部16aの温度を下げるようにしてもよい。   By heating the high temperature portion 16b with solar heat, the flywheel of the Stirling engine can be rotated to generate electric power. The low temperature part 16a may be prevented from being heated by not being irradiated with sunlight. For example, the low temperature part 16a may be provided with a cooling device such as an air cooling device or a water cooling device. The temperature may be lowered.

なお、太陽熱発電器16は、反射鏡12の直径方向に設けられた太陽熱発電器用架台32と、この太陽熱発電器用架台32を直交する方向から引っ張って固定するための太陽熱発電器用架台支持部材34とによって、反射鏡12の焦点位置に設置されている。   The solar power generator 16 includes a solar power generator base 32 provided in the diameter direction of the reflecting mirror 12, and a solar power generator base support member 34 for pulling and fixing the solar power generator base 32 from a direction orthogonal thereto. Is installed at the focal position of the reflecting mirror 12.

また、太陽熱発電器用架台32を極軸に合わせて設けることによって、後述する太陽追尾機構18によって反射鏡12の角度が変化した場合であっても、太陽熱発電器16の位置を大きく移動させる必要がなくなり、太陽追尾機構18の負荷が減少する。   Further, by providing the solar power generator mount 32 so as to be aligned with the polar axis, it is necessary to greatly move the position of the solar power generator 16 even when the angle of the reflecting mirror 12 is changed by the solar tracking mechanism 18 described later. The load on the sun tracking mechanism 18 is reduced.

また、図4に示すように、本発明のディッシュ型太陽光集光装置10を用いた太陽熱発電装置11を使用する際には、透明カバー巻22から透明カバー20を引き出し、反射鏡12の解放面側12aを覆うように被せた状態で、透明カバー20の端部を透明カバー巻き取り装置24に取り付ける。   As shown in FIG. 4, when using the solar thermal power generation apparatus 11 using the dish type solar light collecting apparatus 10 of the present invention, the transparent cover 20 is pulled out from the transparent cover winding 22 to release the reflecting mirror 12. The end of the transparent cover 20 is attached to the transparent cover take-up device 24 in a state of covering the surface side 12a.

なお、透明カバー巻22は反射鏡12の上方側、透明カバー巻き取り装置24は反射鏡12の下方側に設置することによって、スムースに透明カバー20の巻き取りを行うことができる。   The transparent cover winding 22 can be smoothly wound up by installing the transparent cover winding 22 on the upper side of the reflecting mirror 12 and the transparent cover winding device 24 on the lower side of the reflecting mirror 12.

本実施例では、このように透明カバー巻22から透明カバー20を引き出せるように構成することによって、透明カバー20が汚れたり破損したりした場合に、透明カバー巻き取り装置24によって透明カバー20を所定量巻き取ることによって、反射鏡12の解放面側12aを綺麗な状態の透明カバー20によって覆うことができる。   In the present embodiment, the transparent cover 20 can be pulled out from the transparent cover winding 22 as described above, so that when the transparent cover 20 is dirty or damaged, the transparent cover 20 is placed by the transparent cover winding device 24. By winding the fixed amount, the release surface side 12a of the reflecting mirror 12 can be covered with the transparent cover 20 in a clean state.

なお、透明カバー巻22及び透明カバー巻き取り装置24を備えずに、反射鏡12の解放面側12aに透明カバー20を貼付けて覆うようにしても構わない。
また、透明カバー20としては、透光性を有するものであれば特に限定されるものではないが、例えば、アイオノマー(IO)フィルム、ポリエチレン(PE)フィルム、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、ポリ塩化ビニル(PVC)フィルム、ポリ塩化ビニリデン(PVDC)フィルム、ポリビニルアルコール(PVA)フィルム、ポリプロピレンフィルム(PP)フィルム、ポリカーボネート(PC)フィルム、エチレン酢酸ビニル共重合体(EVA)フィルム、エチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)フィルム、エチレン−メタクリル酸共重合体(EMAA)フィルムなどを用いることができる。
Note that the transparent cover 20 and the transparent cover take-up device 24 may not be provided, and the transparent cover 20 may be attached to and covered with the release surface side 12a of the reflecting mirror 12.
The transparent cover 20 is not particularly limited as long as it has translucency. For example, an ionomer (IO) film, a polyethylene (PE) film, a polyethylene terephthalate (PET) film, and polyvinyl chloride. (PVC) film, polyvinylidene chloride (PVDC) film, polyvinyl alcohol (PVA) film, polypropylene film (PP) film, polycarbonate (PC) film, ethylene vinyl acetate copolymer (EVA) film, ethylene-vinyl alcohol copolymer A combined (EVOH) film, an ethylene-methacrylic acid copolymer (EMAA) film, or the like can be used.

また、反射鏡12は、保護箱30に収めることができる。このように、反射鏡12全体を保護箱30に収めることによって、例えば、強風などの悪天候であっても、反射鏡自体に影響が及ぶことを防ぐことができ、反射鏡が破損したりするのを防止することができる。さらに、反射鏡台26の機械的強度を小さくすることができるため、太陽光集光装置10全体の製造コストを大幅に削減することができる。   Further, the reflecting mirror 12 can be housed in the protective box 30. Thus, by storing the entire reflecting mirror 12 in the protective box 30, it is possible to prevent the reflecting mirror itself from being affected even in bad weather such as strong winds, and the reflecting mirror may be damaged. Can be prevented. Furthermore, since the mechanical strength of the reflector table 26 can be reduced, the manufacturing cost of the entire solar light collecting device 10 can be greatly reduced.

なお、保護箱30と反射鏡12との間に生じる隙間は、蓋31を設けることによって覆うことが好ましい。保護箱30と反射鏡12との間の隙間をそのままにしておくと、例えば、虫が入り込むなどするため、保護箱30と反射鏡12との間の隙間の洗浄作業が発生し、メンテナンス費用が増加してしまう。   In addition, it is preferable to cover the gap generated between the protection box 30 and the reflecting mirror 12 by providing the lid 31. If the gap between the protective box 30 and the reflecting mirror 12 is left as it is, for example, insects may enter, so that a cleaning operation of the gap between the protective box 30 and the reflecting mirror 12 occurs, and maintenance costs are reduced. It will increase.

さらに、図5に示すように、反射鏡12の前後左右の四方には、断面が略三角形状の風防36が設けることができる。なお、風防36は、反射鏡12の曲面の底部と上部との中間に頂点36aが位置するように設けることが好ましい。このように構成することによって、反射鏡12が横から受ける風によって持ち上げられたり、変形してしまったりするのを防止することができる。   Further, as shown in FIG. 5, windshields 36 having a substantially triangular cross section can be provided on the front, rear, left and right sides of the reflecting mirror 12. The windshield 36 is preferably provided so that the apex 36a is located between the bottom and top of the curved surface of the reflecting mirror 12. By configuring in this way, it is possible to prevent the reflecting mirror 12 from being lifted or deformed by the wind received from the side.

また、太陽追尾機構18としては、例えば、プログラムによって太陽の軌道を解析し、それに応じて集光装置10の角度を調整する機構や、CCDカメラなどの撮影装置によって太陽の位置を把握し、それに応じて集光装置10の角度を調整する機構など、既存の太陽追尾機構を用いることができる。   Further, as the sun tracking mechanism 18, for example, the sun's trajectory is analyzed by a program, and the position of the sun is grasped by a mechanism for adjusting the angle of the light collecting device 10 according to the program, or a photographing device such as a CCD camera. Accordingly, an existing solar tracking mechanism such as a mechanism for adjusting the angle of the light collecting device 10 can be used.

以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、上記実施例では、太陽光集光装置10を太陽熱発電装置11に用いた場合のみを説明したが、例えば、給湯設備や暖房・冷房設備、プールの加温など本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。   As mentioned above, although the preferable Example of this invention was described, this invention is not limited to this, In the said Example, although only the case where the solar condensing device 10 was used for the solar thermal power generation apparatus 11 was demonstrated. For example, various modifications can be made without departing from the object of the present invention, such as hot water supply facilities, heating / cooling facilities, and pool heating.

10 ディッシュ型太陽光集光装置
11 太陽熱発電装置
12 反射鏡
12a 解放面側
14 基台
16 太陽熱発電器
16a 低温部
16b 高温部
18 太陽追尾機構
20 透明カバー
22 透明カバー巻
24 透明カバー巻き取り装置
26 ディッシュ型反射鏡台
26a 解放面側
28 金属板
28a 表面
29 金属薄板
30 保護箱
31 蓋
32 太陽熱発電器用架台
34 太陽熱発電器用架台支持部材
36 風防
36a 頂点
100 太陽熱発電装置
110 反射鏡
120 太陽熱発電器
122 高温部
124 低温部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Dish type solar condensing device 11 Solar power generation device 12 Reflector 12a Release surface side 14 Base 16 Solar power generator 16a Low temperature portion 16b High temperature portion 18 Solar tracking mechanism 20 Transparent cover 22 Transparent cover winding 24 Transparent cover winding device 26 Dish type reflector 26a Release surface side 28 Metal plate 28a Surface 29 Metal thin plate 30 Protective box 31 Lid 32 Solar power generator mount 34 Solar power generator mount support member 36 Windshield 36a Vertex 100 Solar thermal power generator 110 Reflector 120 Solar thermal power generator 122 High temperature Part 124 Low temperature part

Claims (11)

太陽光を集光するためのディッシュ型太陽光集光装置であって、
放物面形状を有するディッシュ型の反射鏡と、
前記反射鏡の解放面側に設けられた透明カバーと、
を備えることを特徴とするディッシュ型太陽光集光装置。
A dish type solar concentrator for concentrating sunlight,
A dish-shaped reflector having a parabolic shape; and
A transparent cover provided on the release surface side of the reflecting mirror;
A dish-type solar condensing device comprising:
前記反射鏡が、
放物曲面を構成するディッシュ型反射鏡台と、
前記反射鏡台の解放面側に貼付けられた金属板と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載のディッシュ型太陽光集光装置。
The reflector is
A dish-shaped reflector table that forms a parabolic surface;
A metal plate affixed to the release surface side of the reflector table;
The dish-type solar light collecting device according to claim 1, comprising:
前記反射鏡が、
放物曲面を構成するディッシュ型反射鏡台と、
前記反射鏡台の解放面側に貼付けられた複数の金属薄板と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載のディッシュ型太陽光集光装置。
The reflector is
A dish-shaped reflector table that forms a parabolic surface;
A plurality of metal thin plates attached to the release surface side of the reflector table;
The dish-type solar light collecting device according to claim 1, comprising:
前記複数の金属薄板間に、所定の隙間を設けたことを特徴とする請求項3に記載のディッシュ型太陽光集光装置。   The dish type solar condensing device according to claim 3, wherein a predetermined gap is provided between the plurality of thin metal plates. 前記反射鏡の一方の側方に設置された透明カバー巻と、
前記反射鏡の他方の側方に設置された透明カバー巻き取り装置と、をさらに備えることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のディッシュ型太陽光集光装置。
A transparent cover winding installed on one side of the reflecting mirror;
The dish type solar condensing device according to any one of claims 1 to 4, further comprising: a transparent cover winding device installed on the other side of the reflecting mirror.
前記透明カバー巻が、前記反射鏡の上方側に設置され、
前記透明カバー巻き取り装置が、前記反射鏡の下方側に設置されることを特徴とする請求項5に記載のディッシュ型太陽光集光装置。
The transparent cover winding is installed on the upper side of the reflecting mirror,
The dish-type solar light collecting device according to claim 5, wherein the transparent cover winding device is installed on a lower side of the reflecting mirror.
前記反射鏡の解放面側を四角形状としたことを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載のディッシュ型太陽光集光装置。   The dish-type solar concentrator according to any one of claims 1 to 6, wherein a release surface side of the reflecting mirror has a quadrangular shape. 前記反射鏡を保護箱に収めたことを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載のディッシュ型太陽光集光装置。   The dish type solar condensing device according to any one of claims 1 to 7, wherein the reflecting mirror is housed in a protective box. 前記保護箱と前記反射鏡との間に生じる隙間を覆うような蓋を備えていることを特徴とする請求項8に記載のディッシュ型太陽光集光装置。   The dish-type solar light collecting apparatus according to claim 8, further comprising a lid that covers a gap generated between the protective box and the reflecting mirror. 前記反射鏡の前後左右の四方に、断面が略三角形状の風防が設けられていることを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載のディッシュ型太陽光集光装置。   The dish type solar concentrator according to any one of claims 1 to 9, wherein a windshield having a substantially triangular cross section is provided in each of front, rear, left and right sides of the reflecting mirror. 請求項1から10のいずれかに記載のディッシュ型太陽光集光装置と、
前記反射鏡の直径方向に設けられた太陽熱発電器用架台と、
前記太陽熱発電器用架台を直交する方向から引っ張って固定するための太陽熱発電器用架台支持部材と、
前記太陽熱発電器用架台と前記太陽熱発電器用架台支持部材とによって、前記反射鏡の焦点位置に設置された太陽熱発電器を備えることを特徴とする太陽熱発電装置。
The dish-type solar light collecting device according to any one of claims 1 to 10,
A solar power generator gantry provided in the diameter direction of the reflecting mirror;
A solar power generator gantry support member for pulling and fixing the solar power generator gantry from an orthogonal direction; and
A solar thermal power generation apparatus comprising a solar thermal power generator installed at a focal position of the reflecting mirror by the solar power generator rack and the solar power generator rack supporting member.
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