JP2013148332A - 太陽集光システム及び太陽熱発電システム - Google Patents
太陽集光システム及び太陽熱発電システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013148332A JP2013148332A JP2012165828A JP2012165828A JP2013148332A JP 2013148332 A JP2013148332 A JP 2013148332A JP 2012165828 A JP2012165828 A JP 2012165828A JP 2012165828 A JP2012165828 A JP 2012165828A JP 2013148332 A JP2013148332 A JP 2013148332A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotary table
- solar
- heat medium
- receiver
- link mechanism
- 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.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S30/00—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
- F24S30/40—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement
- F24S30/45—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement with two rotation axes
- F24S30/452—Vertical primary axis
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
- F24S23/70—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
- F24S23/74—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors with trough-shaped or cylindro-parabolic reflective surfaces
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S80/00—Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
- F24S80/30—Arrangements for connecting the fluid circuits of solar collectors with each other or with other components, e.g. pipe connections; Fluid distributing means, e.g. headers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S30/00—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
- F24S2030/10—Special components
- F24S2030/13—Transmissions
- F24S2030/136—Transmissions for moving several solar collectors by common transmission elements
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/46—Conversion of thermal power into mechanical power, e.g. Rankine, Stirling or solar thermal engines
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/47—Mountings or tracking
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
【課題】 集光面積の向上を図ることができる太陽集光システム及び太陽熱発電システムを提供する。
【解決手段】本発明に係る太陽集光システム1は、第1集光ミラー13−16が配置された第1の回転テーブルT1と、第2集光ミラー23−26が配置された第2の回転テーブルT2と、第1集光ミラー13−16の反射光を受け、内部を熱媒体が流れる第1のレシーバ17と、第2集光ミラー23−26の反射光を受け、内部を熱媒体が流れる第2のレシーバ27と、第1のレシーバ17及び第2のレシーバ27に接続された熱媒体流路と、を備える。
【選択図】図1
【解決手段】本発明に係る太陽集光システム1は、第1集光ミラー13−16が配置された第1の回転テーブルT1と、第2集光ミラー23−26が配置された第2の回転テーブルT2と、第1集光ミラー13−16の反射光を受け、内部を熱媒体が流れる第1のレシーバ17と、第2集光ミラー23−26の反射光を受け、内部を熱媒体が流れる第2のレシーバ27と、第1のレシーバ17及び第2のレシーバ27に接続された熱媒体流路と、を備える。
【選択図】図1
Description
本発明は、複数の回転テーブルを備える太陽集光システム及び太陽熱発電システムに関する。
近年、化石燃料の枯渇や二酸化炭素排出による諸問題に鑑み、再生可能な自然エネルギーである太陽光の利用が広く検討されている。太陽光エネルギーの利用には、太陽電池により太陽光を直接電気に変換する手法と太陽光を太陽熱として吸収して利用する手法とが知られている。太陽熱として利用する手法には、その熱を利用してタービンなどにより間接的に発電するものも含まれる。
太陽熱の利用は蓄熱による安定供給を行うことができ、エネルギーを貯蔵するコストも電池より蓄熱の方が有利である。これらの優位性から、近年、世界各国で再注目されている。特に、晴天日射の密度が高く、かつ、上空の水分量が少ないため直達光の散乱光に対する比率も高いサンベルト地域において、大規模な集光型の太陽熱の利用が普及することが予測されている。
太陽集光システムとしては、トラフ方式、リニアフレネル方式、タワー方式、ディッシュ方式などの様々な方式が知られており、ここではトラフ方式からの変形と考えられる回転テーブル方式について説明する。例えば、特許文献1には、下部固定フレームと、下部固定フレーム上で回転可能に取り付けられた上部回転フレームと、上部回転フレームに支持された複数のトラフ型のパラボラ反射器と、各パラボラ反射器において反射光が集められ、内部を熱媒体が流れる配管と、歯車伝導装置を用いて上部回転フレームを回転させるための回転駆動機構と、を備えた回転テーブル方式の太陽集光システムが開示されている。特許文献1の太陽集光システムにおいては、各パラボラ反射器が上部回転フレームと一体に回転することにより、太陽の動きに追従した効率的な集光を行うことができる。
ところで、前述した特許文献1には、単一の回転テーブルの運用のみが記載されている。しかしながら、単一の回転テーブルでは、集光面積の向上に限界があり、必要温度を得るのに十分な熱量を得ることが難しいという問題がある。
そこで、本発明は、集光面積の向上を図ることができる太陽集光システム及び太陽熱発電システムを提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明に係る太陽集光システムは、複数の第1集光ミラーが配置された第1の回転テーブルと、複数の第2集光ミラーが配置された第2の回転テーブルと、複数の第1集光ミラーの反射光を受け、内部を熱媒体が流れる第1のレシーバと、複数の第2集光ミラーの反射光を受け、内部を熱媒体が流れる第2のレシーバと、第1のレシーバ及び第2のレシーバに接続された熱媒体流路と、を備えることを特徴とする。
上記太陽集光システムによれば、複数の回転テーブルのレシーバが熱媒体流路によって接続されることで熱媒体を共有することができ、複数の回転テーブルをそれぞれ独立して用いる場合と比べて、熱媒体に対する集光面積の向上を図ることができる。
上記太陽集光システムにおいては、第1の回転テーブル及び第2の回転テーブルに接続されたリンク機構と、リンク機構を移動させることにより、第1の回転テーブル及び第2の回転テーブルを連動して回転させる回転駆動手段と、を更に備え、熱媒体流路は、第1の回転テーブルと第2の回転テーブルとの間でリンク機構に沿って形成されてもよい。
上記太陽集光システムによれば、回転駆動手段によりリンク機構を移動させることで、第1及び第2の回転テーブルを連動して回転させることができるので、回転テーブルごとにアクチュエータなどの回転駆動手段を設ける場合と比べて、システム構成の大幅な簡素化及び低コスト化を図ることができる。しかも、上記太陽集光システムによれば、熱媒体流路がリンク機構に沿って形成されているので、リンク機構の移動によりリンク機構が熱媒体流路と干渉することを避けることができ、難解な熱媒体流路の引き回しを容易にすることができる。更に、上記太陽集光システムでは、回転テーブルに力を伝える媒体はリンク機構であるため、歯車伝導装置を用いて回転テーブル自体が力を伝える媒体となる従来の構成と比べて、回転テーブルを軽量化することができる。また、リンク機構自体も体積を小さくすることができるため、軽量化に有利である。従って、上記太陽集光システムによれば、システムの大幅な軽量化及び低コスト化を実現することができる。
上記太陽集光システムにおいては、複数の第3集光ミラーが配置された第3の回転テーブルと、複数の第3集光ミラーの反射光を受け、内部を熱媒体が流れる第3のレシーバと、を更に備え、回転駆動手段は、第3の回転テーブルに接続されたリンク機構を移動させることにより、第1の回転テーブル、第2の回転テーブル、及び第3の回転テーブルを連動して回転させ、熱媒体流路は、第1の回転テーブル、第2の回転テーブル、及び第3の回転テーブルの間でリンク機構に沿って形成されると共に、第3のレシーバに接続されても良い。
上記太陽集光システムによれば、第1〜第3の回転テーブルを備えることで、より集光効率を高めることができる。しかも、上記太陽集光システムによれば、リンク機構及び熱媒体流路を共有することで、システムの大幅な軽量化及び化を図ることができる。
上記太陽集光システムにおいて、リンク機構は、正三角形状のフレーム構造を形成していても良い。
上記太陽集光システムによれば、各回転テーブルを直線状のフレームで別々に接続する場合や四角形状のフレーム構造などで接続する場合と比べて、方向による強度の変化の少ない安定した構成とすることができる。
上記太陽集光システムによれば、各回転テーブルを直線状のフレームで別々に接続する場合や四角形状のフレーム構造などで接続する場合と比べて、方向による強度の変化の少ない安定した構成とすることができる。
また、本発明に係る太陽集光システムにおいては、熱媒体流路は、第1の回転テーブルの回転中心軸上に設けられ、第1のレシーバと接続する第1の回転接続部材と、第2の回転テーブルの回転中心軸上に設けられ、第2のレシーバと接続する第2の回転接続部材と、を含み、第1の回転テーブル及び第2の回転テーブルは連動して回転してもよい。
上記太陽集光システムによれば、回転中心軸上に設けられた回転接続部材とレシーバを接続することにより、回転テーブルが回転しても熱媒体流路が移動しない構成とすることができるので、熱媒体流路と回転テーブルの脚部等との干渉を考慮する必要がなくなる。更に、上記太陽集光システムによれば、各回転テーブルを連動して回転させるので、回転動力源の共通化を図ることができる。従って、上記太陽集光システムによれば、システム構成の簡素化を図ることができる。このことは、システムの低コスト化に有利である。
本発明に係る太陽熱発電システムは、上記太陽集光システムを備え、上記太陽集光システムが得た太陽熱を利用して発電を行うことを特徴とする。
上記太陽熱発電システムによれば、上記太陽集光システムを備えることで、システムの大幅な軽量化及び低コスト化を実現することができる。
上記太陽熱発電システムによれば、上記太陽集光システムを備えることで、システムの大幅な軽量化及び低コスト化を実現することができる。
本発明によれば、集光面積の向上を図ることができる。
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図1及び図2に示されるように、本実施形態に係る太陽集光システム1は、太陽光の集光により太陽熱を得るためのシステムである。太陽集光システム1が得た太陽熱は、例えば蒸気タービンなどの発電設備に供給されて発電に利用される。
第1の実施形態に係る太陽集光システム1は、第1の回転テーブルT1、第2の回転テーブルT2、第3の回転テーブルT3、第4の回転テーブルT4を備えている。また、太陽集光システム1は、第1〜第4の回転テーブルT1〜T4に接続されたリンク機構2、リンク機構2を移動させるためのアクチュエータ(回転駆動手段)3を備えている。アクチュエータ3は、第1のアクチュエータ3A及び第2のアクチュエータ3Bを有しており、リンク機構2を二箇所で拘束している。
第1の回転テーブルT1は、地面に固定された下部固定部11と、下部固定部11に対して回転可能に支持されたテーブル部12と、テーブル部12上に配置された第1集光ミラー13〜16と、第1集光ミラー13〜16の反射光を受ける第1のレシーバ17と、第1のレシーバ17に接続された第1のロータリージョイント18と、を備えている。
第1の回転テーブルT1の下部固定部11は、中央に円形のテーブル部12が嵌め込まれた正六角形状の枠状部材である。下部固定部11は、地面に対して固定された六本の脚部Rを有している。六本の脚部Rのうち三本は、第1の回転テーブルT1に隣接する第2の回転テーブルT2や第3の回転テーブルT3と共有している。下部固定部11は、略水平にテーブル部12を支持している。
円形のテーブル部12は、その中央に位置する第1の鉛直軸C1を中心として回転可能に支持されている。テーブル部12には、四枚の集光ミラー13〜16、第1のレシーバ17、及び第1のロータリージョイント18が配置されている。テーブル部12上には、いわゆるトラフ方式の集光設備が形成されている。
第1集光ミラー13〜16は、所定の水平方向に延在する四枚の樋状ミラーである。第1集光ミラー13、第1集光ミラー14、及び第1集光ミラー15は、互いに隣り合って並列している。また、第1集光ミラー16は、第1のロータリージョイント18を挟んで第1集光ミラー13の反対側に配置されている。第1集光ミラー13〜16が集めた太陽光は、第1のレシーバ17へと集光される。
第1のレシーバ17は、熱媒体が内部を流れる管状の部材である。熱媒体はガス状であっても液体状であっても良い。第1のレシーバ17が得た太陽熱は、内部を流れる熱媒体を通じて発電設備などに供給される。管状の第1のレシーバ17は第1のロータリージョイント18に接続されており、第1のロータリージョイント18を通じて熱媒体の供給を受けると共に第1集光ミラー13〜16の集光によって熱せられた熱媒体を送り出す。
図1〜図4に示されるように、第1のロータリージョイント18は、熱媒体が流れる熱媒体流路を構成する部材であり、管状フレーム4Aやフレーム4Bと共にリンク機構2の一部を構成している。ここで、管状フレーム4Aとは、内部を熱媒体が流れるリンク機構2のフレームであり、フレーム4Bとは、内部を熱媒体が流れないリンク機構2のフレームである。リンク機構2について、詳しくは後述する。
図3に示されるように、第1のロータリージョイント18は、二重の管構造を有する円柱状の本体部18aと、リンク機構2の管状フレーム4Aを通じて熱媒体が供給される入口部材18bと、第1のレシーバ17に熱媒体を供給する熱媒体供給部18cと、第1のレシーバ17からの熱媒体を受け取る熱媒体受取部18dと、リンク機構2の管状フレーム4Aに熱媒体を送り込む出口部材18eと、リンク機構2のフレーム4Bに接続された接続部材18fと、を備えている。入口部材18b、出口部材18e、及び接続部材18fは、円柱状の本体部18aを中心として回転可能に設けられている。
図3に、リンク機構2の管状フレーム4Aから第1のレシーバ17へ供給される熱媒体の流れを矢印A、第1のレシーバ17からリンク機構2の管状フレーム4Aへ送り出される熱媒体の流れを矢印Bとして示す。なお、図3では、理解を容易にするため、入口部材18b、出口部材18e、及び接続部材18fが同一平面内に位置する状態の断面図を示している。
以上説明した第1のロータリージョイント18では、リンク機構2の各フレーム4A,4Bと第1のロータリージョイント18との接続状態にかかわらず、本体部18aの向きを自在に変更することができる。なお、第1のロータリージョイント18には、上述した構成の他、ロータリージョイントとして知られる様々な構成を採用することもできる。
図1及び図2に示されるように、第2〜第4の回転テーブルT2〜T4は、第1の回転テーブルT1と同様の構成を有している。具体的には、第2の回転テーブルT2は、下部固定部21、テーブル部22、第2集光ミラー23〜26、第2のレシーバ27、及び第2のロータリージョイント28を備えている。
また、第3の回転テーブルT3は、下部固定部31、テーブル部32、第3集光ミラー33〜36、第3のレシーバ37、及び第3のロータリージョイント38を備えている。同様に、第4の回転テーブルT4は、下部固定部41、テーブル部42、第4集光ミラー43〜46、第4のレシーバ47、及び第4のロータリージョイント48を備えている。第2の回転テーブルT2の回転中心となる第2の鉛直軸C2、第3の回転テーブルT3の回転中心となる第3の鉛直軸C3、及び第4の回転テーブルT4の回転中心となる第4の鉛直軸C4を図1及び図2に示す。
なお、第3の回転テーブルT3については、第3のロータリージョイント38が合計六本のフレーム4A,4Bと接続されている点が他の回転テーブルと異なっている。
次に、太陽集光システム1におけるリンク機構2を通じた熱媒体の流れについて説明する。
図4及び図5に示されるように、リンク機構2は、管状フレーム4A、フレーム4B、第1のロータリージョイント18、第2のロータリージョイント28、第3のロータリージョイント38、第4のロータリージョイント48、第1の接続部2a、第2の接続部2b、及びアクチュエータ接続部2cを備えている。
なお、第1の接続部2a及び第2の接続部2bは、管状フレーム4Aやフレーム4Bが接続される部位であり、アクチュエータ接続部2cは、リンク機構2のうち第1のアクチュエータ3Aに対して接続される部位である。また、第1の接続部2aは、第2のアクチュエータ3Bに対して接続されている。
リンク機構2のうち、管状フレーム4A、第1のロータリージョイント18、第2のロータリージョイント28、第3のロータリージョイント38、第4のロータリージョイント48、第1の接続部2a、及び第2の接続部2bが熱媒体の流れる熱媒体流路として機能する。すなわち、熱媒体流路は、第1〜第4の回転テーブルT1〜T4の間でリンク機構2に沿って形成されている。
リンク機構2は、正三角形状のフレーム構造を基本として構成されている。リンク機構2では、第1のロータリージョイント18、第2のロータリージョイント28、第3のロータリージョイント38、第4のロータリージョイント48、第1の接続部2a、第2の接続部2b、及びアクチュエータ接続部2cを三つの頂点の何れかとする正三角形状のフレーム構造が形成されている。リンク機構2には、一部フレームを共有して隣り合う六個の正三角形状のフレーム構造が形成されており、その外周は正六角形状を描く。
図4に、太陽集光システム1における熱媒体の流れを矢印N1〜N7で示す。矢印N1が示すように、熱媒体は第1の接続部2aからリンク機構2内に供給され、矢印N2に沿って第1のロータリージョイント18へと送られる。第1のロータリージョイント18へ送られた熱媒体は、第1の回転テーブルT1の第1のレシーバ17に供給される。
図5に、第1のレシーバ17における熱媒体の流れを矢印L1〜L5で示す。矢印L1が示すように、第1のレシーバ17に供給された熱媒体は、第1集光ミラー13上を流れて第1集光ミラー13の集光により熱せられる。第1集光ミラー13上を通り抜けた熱媒体は、矢印L2,L3の順に第1集光ミラー14,15上を流れ、集光により熱せられながら第1のレシーバ17内を移動する。その後、矢印L4,L5が示すように、円形のテーブル部12の外縁に沿って第1集光ミラー14,15上へ移動し、第1のロータリージョイント18へと戻る。
第1のロータリージョイント18へ戻った熱媒体は、第1のロータリージョイント18及び管状のフレーム4Aを通じて、矢印N3に沿って第2のロータリージョイント28へと送られる。
その後、第2のロータリージョイント28へ送られた熱媒体は、第2の回転テーブルT2の第2のレシーバ27に供給され、第1の回転テーブルT1と同様の手順により第2集光ミラー23〜26の集光により熱せられる。第2のレシーバ27内で加熱された熱媒体は、第2のロータリージョイント28及び管状のフレーム4Aを通じて、矢印N4に沿って第3のロータリージョイント38へと送られる。
以下、同様の手順により、熱媒体は、第3の回転テーブルT3の第3集光ミラー33〜36の集光により加熱され、矢印N5に沿って第4の回転テーブルT4に送られる。第4の回転テーブルT4の第4集光ミラー43〜46の集光により加熱された熱媒体は、矢印N6に沿って、第2の接続部2bに送られる。第2の接続部2bに送られた熱媒体は、矢印N7に示すように太陽集光システム1から送り出され、吸収した太陽熱を蓄熱設備などに移した後、再び第1の接続部2aから太陽集光システム1に供給される。
次に、太陽集光システム1における第1〜第4の回転テーブルT1〜T4の回転駆動について説明する。図6(a)は、第1〜第4の回転テーブルT1〜T4の回転前の状態を示す概略図である。図6(b)は、第1〜第4の回転テーブルT1〜T4の回転後の状態を示す概略図である。第1〜第4の回転テーブルT1〜T4の回転方向を矢印Dとして示す。
図6(a)及び図6(b)に示されるように、太陽集光システム1によれば、アクチュエータ3によりリンク機構2を一体的に移動させることで第1〜第4の回転テーブルT1〜T4を連動して同時に回転させることができる。太陽集光システム1では、太陽の動きに合わせて第1〜第4の回転テーブルT1〜T4を回転させることにより、太陽光の効率的な集光を行う。
以上説明した第1の実施形態に係る太陽集光システム1によれば、回転テーブルT1〜T4において、回転テーブルT1〜T4のレシーバ17,27,37,47が熱媒体流路で接続されることにより、熱媒体を共有することができ、複数の回転テーブルをそれぞれ独立して用いる場合と比べて、熱媒体に対する集光面積の向上を図ることができる。
また、この太陽集光システム1によれば、アクチュエータ3によりリンク機構2を移動させることで、第1〜第4の回転テーブルT1〜T4を連動して回転させることができるので、回転テーブルごとにアクチュエータを設ける場合と比べて、システム構成の大幅な簡素化及び低コスト化を図ることができる。しかも、太陽集光システム1によれば、熱媒体流路がリンク機構2によって形成されているので、熱媒体流路用の配管をリンク機構2と別に設けた場合と比べて、移動によるリンク機構2と熱媒体流路との干渉が起きることなく、難解な熱媒体流路の引き回しを容易にすることができる。
更に、太陽集光システム1では、第1〜第4の回転テーブルT1〜T4に力を伝える媒体はリンク機構2であるため、歯車伝導装置を用いて回転テーブル自体が力を伝える媒体となる従来の構成と比べて、回転テーブルを軽量化することができる。また、棒状のリンク機構2自体も体積が小さく、軽量化に有利である。従って、太陽集光システム1によれば、システムの大幅な軽量化及び低コスト化を実現することができる。
また、太陽集光システム1は、四台の回転テーブルT1〜T4を備える態様に限られず、より多くの回転テーブルを備えることもできる。この場合、多数の回転テーブルに対してリンク機構2を用いたアクチュエータ3の共有化及び熱媒体流路の共有化を行うことにより、システムの大幅な軽量化及び低コスト化のメリットを著しく向上させることができる。なお、上記記載は回転テーブルの数が二台や三台であることを妨げるものではない。
また、太陽集光システム1によれば、リンク機構2が正三角形状のフレーム構造を基本として形成されているので、各回転テーブルを直線状のフレームで別々に接続する場合や四角形状のフレーム構造などで接続する場合と比べて、方向による強度の変化の少ない安定した構成とすることができる。また、正三角形状のフレーム構造を基本としたリンク機構2を採用することで、他のフレーム構造と比べて材料を少なくすることができ、システムの軽量化に有利である。
ここで、図7は、リンク機構2の非干渉領域を説明するための図である。図7に示すFはリンク機構2の基本構造である正三角形フレーム構造の移動軌跡である。また、Q1は第1のロータリージョイント18の移動軌跡、Q2は第2のロータリージョイント28の移動軌跡、Q3は第3のロータリージョイント38の移動軌跡を示している。Mは、リンク機構2の非干渉領域を示している。なお、図7では、非干渉領域の存在を強調するために、図1〜図6に示す構成よりもロータリージョイント18,28、38の位置を回転中心に近づけている。
図7に示されるように、正三角形フレーム構造Fを基本とするリンク機構2によれば、正三角形フレーム構造Fの内側に非干渉領域Mが形成される。これにより、太陽集光システム1では、正三角形フレーム構造Fを基本とするリンク機構2を備えることで、リンク機構2の移動の妨げとなることなく、非干渉領域Mに第1〜第3の回転テーブルT1〜T3を支える脚部Rを配置することができる。このため、太陽集光システム1では、リンク機構2の非干渉領域Mに脚部Rを配置することで、リンク機構2との干渉が生じることなく、第1〜第3の回転テーブルT1〜T3を安定して支持する構造とすることができる。
以上説明した太陽集光システム1は、太陽光の集光により得られた太陽熱を利用して発電を行う太陽熱発電システムに応用することができる。この太陽熱発電システムによれば、太陽集光システム1を備えることで、システムの大幅な軽量化及び低コスト化を実現することができる。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。
例えば、本発明における回転テーブルの接続形態は、上述したものに限られない。図8(a)は、他の実施形態に係る太陽集光システムの回転前の状態を示す概略図である。図8(b)は、他の実施形態に係る太陽集光システムの回転テーブルの回転後の状態を示す概略図である。
図8(a)及び図8(b)に示されるように、他の実施形態に係る太陽集光システム50は、直線状に並ぶ五台の回転テーブルU1〜U5を備えており、回転テーブルU1〜U5はテーブル部51〜55をそれぞれ有している。テーブル部51〜55は、リンク機構61と接続するロータリージョイント56〜60がそれぞれ設けられている。
このように構成された太陽集光システム50では、図示しないアクチュエータにより直線状のリンク機構61を移動させることで、回転テーブルU1〜U5のテーブル部51〜55を連動して同時に回転させることができる。テーブル部51〜55の回転を矢印Gとして示す。なお、太陽集光システム50においても、熱媒体流路はリンク機構61内に形成されている。太陽集光システム50における熱媒体の流れ方向を矢印Eとして示す。
以上説明した他の実施形態に係る太陽集光システム1においても、リンク機構61を用いたアクチュエータの共有化及び熱媒体流路の共有化を行うことができ、システムの大幅な軽量化及び低コスト化を実現することができる。
また、上記実施形態では、リンク機構2の内部を熱媒体が流れる態様としたが、リンク機構2とは別に設けた配管により熱媒体流路を構成する態様としても良い。
ここで、図9は、他の実施形態に係る太陽集光システムの回転テーブルを説明するための平面図である。図9に示す太陽集光システムの回転テーブルV1は、図5に示す回転テーブルT1と比べて、ロータリージョイント(回転接続部材)100が回転テーブルV1の回転中心となる鉛直軸(回転中心軸)CV上に位置している点が大きく異なっている。なお、図5に示す回転テーブルT1と同一の構成要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
この太陽集光システムは、図9に示す回転テーブルV1と同じ構成の回転テーブルを複数台有しており、各回転テーブルのレシーバはロータリージョイント100を介した配管により接続されている。この太陽集光システムでは、例えば歯車機構によって各回転テーブルが連動して回転する。歯車機構としては、例えばテーブル部12の外周面に歯が形成され、図示しない噛み合わせ歯車を介して、他の回転テーブルのテーブル部の歯と噛み合うものがある。なお、各回転テーブルを連動して回転させるためにリンク機構を採用することも可能である。この場合、熱媒体流路を構成する配管と干渉しないように配置する必要がある。
このように構成された太陽集光システムによれば、ロータリージョイント100が回転テーブルV1の回転中心軸CV上に位置するため、回転テーブルV1が回転してもロータリージョイント100の位置は変化せず一定となる。このため、ロータリージョイント100を介して各回転テーブルのレシーバを接続する配管を設けても配管が移動することなく、脚部Rに対する干渉が生じない。従って、この太陽集光システムによれば、干渉を考慮することなく、各回転テーブルのレシーバを接続する配管を設けることができ、システム構成の簡素化を図ることができる。このことは、システムの低コスト化に有利である。
更に、上記実施形態では、回転テーブルが鉛直軸を中心として回転する態様としたが、必ずしも鉛直軸を中心として水平面内で回転する必要はなく、斜面などに回転テーブルを配置することにより非水平面内で回転する態様としても良い。
また、上記実施形態の回転テーブル上における集光ミラーの配置は、一例であり、集光ミラーの数は二つ以上であれば特に制限はなく、その配置方法についても様々な態様を採用することができる。
また、本発明は、回転テーブル上の集光方式がトラフ方式のものに限られない。いわゆるフレネル方式のものであっても良い。また、タワー方式やディシュ方式に対して本発明を適用しても良い。
また、第1の実施形態では、二つのアクチュエータ3A,3Bによりリンク機構2を拘束して回転駆動させていたが、一つのアクチュエータにより回転駆動させる態様であっても良く、また三つ以上のアクチュエータにより回転駆動させる態様であっても良い。アクチュエータの配置は、リンク全体の回転を適切に拘束する構成であれば良い。効率性の観点からは、四つのアクチュエータを回転テーブル集合体の四方に配置することが考えられる。
また、本発明に係る太陽集光システムの利用は、太陽熱発電に限られない。太陽熱を利用した給湯、蒸気供給、暖房空調、冷房空調(吸収式冷凍機の高温熱源)など、様々な分野に活用することができる。特に、中規模プラントにおける工場の空調や蒸気供給などの用途に適している。
1,50…太陽集光システム 2,61…リンク機構 3…アクチュエータ(回転駆動手段) 4A…管状フレーム(熱媒体流路) 11,21,31,41…下部固定部 12,22,32,42…テーブル部 13-16…第1集光ミラー 17…第1のレシーバ 18…第1のロータリージョイント(熱媒体流路) 23-26…第2集光ミラー 27…第2のレシーバ 28…第2のロータリージョイント(熱媒体流路) 33-36…第3集光ミラー 37…第3のレシーバ 38…第3のロータリージョイント(熱媒体流路) 43-46…第4集光ミラー 47…第4のレシーバ 48…第4のロータリージョイント(熱媒体流路) 51-55…テーブル部 56-60,100…ロータリージョイント(回転接続部材) C1-C4…鉛直軸(回転中心軸) Cv…鉛直軸(回転中心軸) F…正三角形フレーム構造 M…非干渉領域 R…脚部 T1…第1の回転テーブル T2…第2の回転テーブル T3…第3の回転テーブル T4…第4の回転テーブル U1-U5…回転テーブル V1…回転テーブル
Claims (6)
- 複数の第1集光ミラーが配置された第1の回転テーブルと、
複数の第2集光ミラーが配置された第2の回転テーブルと、
前記複数の第1集光ミラーの反射光を受け、内部を熱媒体が流れる第1のレシーバと、
前記複数の第2集光ミラーの反射光を受け、内部を熱媒体が流れる第2のレシーバと、
前記第1のレシーバ及び前記第2のレシーバに接続された熱媒体流路と、
を備えることを特徴とする太陽集光システム。 - 前記第1の回転テーブル及び前記第2の回転テーブルに接続されたリンク機構と、
前記リンク機構を移動させることにより、前記第1の回転テーブル及び前記第2の回転テーブルを連動して回転させる回転駆動手段と、
を更に備え、
前記熱媒体流路は、前記第1の回転テーブルと前記第2の回転テーブルとの間で前記リンク機構に沿って形成される請求項1に記載の太陽集光システム。 - 複数の第3集光ミラーが配置された第3の回転テーブルと、
前記複数の第3集光ミラーの反射光を受け、内部を熱媒体が流れる第3のレシーバと、
を更に備え、
前記回転駆動手段は、前記第3の回転テーブルに接続された前記リンク機構を移動させることにより、前記第1の回転テーブル、前記第2の回転テーブル、及び前記第3の回転テーブルを連動して回転させ、
前記熱媒体流路は、前記第1の回転テーブル、前記第2の回転テーブル、及び前記第3の回転テーブルの間で前記リンク機構に沿って形成されると共に、前記第3のレシーバに接続されている請求項2に記載の太陽集光システム。 - 前記リンク機構は、正三角形状のフレーム構造を形成している請求項3に記載の太陽集光システム。
- 前記熱媒体流路は、
前記第1の回転テーブルの回転中心軸上に設けられ、前記第1のレシーバと接続する第1の回転接続部材と、
前記第2の回転テーブルの回転中心軸上に設けられ、前記第2のレシーバと接続する第2の回転接続部材と、を含み、
前記第1の回転テーブル及び前記第2の回転テーブルは連動して回転する請求項1に記載の太陽集光システム。 - 請求項1〜5のうち何れか一項に記載の太陽集光システムを備え、前記太陽集光システムが得た太陽熱を利用して発電を行うことを特徴とする太陽熱発電システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012165828A JP2013148332A (ja) | 2011-12-21 | 2012-07-26 | 太陽集光システム及び太陽熱発電システム |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011279888 | 2011-12-21 | ||
JP2011279888 | 2011-12-21 | ||
JP2012165828A JP2013148332A (ja) | 2011-12-21 | 2012-07-26 | 太陽集光システム及び太陽熱発電システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013148332A true JP2013148332A (ja) | 2013-08-01 |
Family
ID=49045986
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012165828A Pending JP2013148332A (ja) | 2011-12-21 | 2012-07-26 | 太陽集光システム及び太陽熱発電システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2013148332A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015036598A (ja) * | 2013-08-13 | 2015-02-23 | 株式会社東芝 | 太陽熱集熱システム |
CN108168117A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-06-15 | 海宁海光信息科技有限公司 | 一种太阳能聚光系统 |
-
2012
- 2012-07-26 JP JP2012165828A patent/JP2013148332A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015036598A (ja) * | 2013-08-13 | 2015-02-23 | 株式会社東芝 | 太陽熱集熱システム |
CN108168117A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-06-15 | 海宁海光信息科技有限公司 | 一种太阳能聚光系统 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4420902B2 (ja) | 太陽エネルギー集積利用装置 | |
JP5797737B2 (ja) | 太陽熱集熱システム | |
US20090314280A1 (en) | Apparatus and A Method for Solar Tracking and Concentration af Incident Solar Radiation for Power Generation | |
US20130008487A1 (en) | Interchangeable and fully adjustable solar thermal-photovoltaic concentrator systems | |
CN102606430B (zh) | 分体运行太阳能碟式聚光发电系统 | |
US20110186041A1 (en) | Apparatus for pivoting solar troughs on a central axis | |
US10072875B2 (en) | Heat concentrator device for solar power system | |
CN104135223B (zh) | 一种并联二轴太阳能聚光器跟踪机构 | |
CN102400868B (zh) | 单塔多碟式太阳能发电系统 | |
CN201916137U (zh) | 单塔多碟式太阳能聚光发电装置 | |
CN101839561A (zh) | 一种太阳能多向跟踪真空管利用系统 | |
JP2013148332A (ja) | 太陽集光システム及び太陽熱発電システム | |
CN101839617A (zh) | 一种太阳能多向跟踪太阳能干燥设备 | |
CN201615679U (zh) | 一种太阳能多向跟踪太阳能干燥设备 | |
CN202178265U (zh) | 太阳能聚光跟踪装置 | |
CN201503149U (zh) | 一种太阳能多向跟踪热管利用系统 | |
Paredes-Sánchez et al. | Solar energy, the future ahead | |
WO2013005479A1 (ja) | 太陽集光システム及び太陽熱発電システム | |
KR101407079B1 (ko) | 원추형 반사체를 이용한 태양광 집열시스템 | |
CN102290462B (zh) | 太阳能聚光跟踪装置 | |
CN201517859U (zh) | 一种太阳能多向跟踪真空管利用系统 | |
CA3045540C (en) | Solar power station | |
CN201575659U (zh) | 一种分布式点聚焦光学镜跟踪干燥设备 | |
GB2456355A (en) | Tubular Solar Heat Collector with Lenses in Sleeve Wall | |
CN210320703U (zh) | 太阳能聚光集热装置 |