JP2013200045A - 太陽光集光用反射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】所定の集光範囲に応じて反射光を集光させる調整を行い易い太陽光集光用反射装置を実現する。
【解決手段】太陽光集光用反射装置１００は、第１支持部材１０、第２支持部材２０、第１梁部材１１、第２梁部材２１が順に井桁状に組み付けられてなる支持構造体３０と、支持構造体３０における第１支持部材１０上に配設された複数の反射部材４０を備えており、その支持構造体３０の第１支持部材１０と第２支持部材２０の撓み量を調整して、支持構造体３０を変形させることで、支持構造体３０上に配設されている複数の反射部材４０を擬似凹面に沿う配置に切り替えることができ、その太陽光集光用反射装置１００を擬似凹面鏡として使用することを可能にした。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽光集光用反射装置に係り、特に太陽光エネルギーを利用する太陽熱発電に用いる太陽光集光用反射装置に関する。

近年、石油や天然ガス等の化石燃料エネルギーの代替エネルギーとして、様々な自然エネルギーを利用する検討がなされている。なかでも、代替エネルギーとして最も安定しており且つエネルギー量が多い太陽光エネルギーが注目されている。
現在では、太陽光エネルギーを利用する太陽電池の研究・開発が盛んに行われており、太陽光の利用率も上がってきているが、未だ十分な回収効率・エネルギー変換効率に達していないのが現状である。
太陽光を電気エネルギーに変換する別方式として、反射鏡によって太陽光を集めて得られた熱を媒体として発電する太陽熱発電が注目されている。この方式を用いれば、熱変換装置に集光した太陽光のエネルギーを蓄熱することで昼夜を問わず発電が可能である上、長期的視野でみれば発電効率は太陽電池より高いと考えられるため、太陽光の有効利用が期待できる。

そして、太陽光を集光するための反射装置として、例えば、複数の凹面鏡が配設されているヘリオスタットが太陽熱発電に用いられており、複数の凹面鏡の向きを調整することによって集光効率を高めたヘリオスタットに関する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００４−３７０３７公報

しかしながら、上記特許文献１の場合、所定の集光範囲に太陽光の反射光を集光させるためには、個々の凹面鏡の角度調整を行わなければならず、ヘリオスタットにおける凹面鏡の数が多いほど角度調整作業は煩雑なものであった。また、太陽熱発電プラントでは、一般的に中央側の熱変換装置に向けて複数のヘリオスタットによる集光を行っており、各ヘリオスタットの位置に応じて凹面鏡の角度調整が異なるので、全てのヘリオスタットにおける複数の凹面鏡の角度調整を行うことは困難な作業であった。

また、従来技術の場合、所定の集光範囲に反射光を集光させるように、各ヘリオスタットにおける個々の凹面鏡の角度調整を行う際に、反射光照射ポイントを絞りすぎて、集光範囲の限られた部分に反射光が集中してしまうことがある。その結果、反射光が集中しすぎた部分が高温に耐えられず破損してしまうことがあるので、その対策として熱変換装置を耐熱構造にすることでコストアップを招いてしまうことがあった。また、限られた部分に反射光が集中したことによる集光範囲の温度ムラに起因して熱変換効率が低下してしまうといった問題があった。

本発明の目的は、所定の集光範囲に応じて反射光を集光させる調整を行い易い太陽光集光用反射装置を提供することである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
一の方向に延在し、一の方向に並んだ複数の反射部材を支持して、前記複数の反射部材の反射面を略同一方向に向けている第１支持部材と、
前記一の方向と交差する方向に延在し、前記一の方向と交差する方向に略平行に並んだ複数の前記第１支持部材を支持する第２支持部材と、
前記第１支持部材を弾性変形させる第１変形調整部と、
前記第２支持部材を弾性変形させる第２変形調整部と、
を備えた太陽光集光用反射装置であって、
前記第１変形調整部が前記第１支持部材を撓ませる曲率と、前記第２変形調整部が前記第２支持部材を撓ませる曲率を調整することによって、前記複数の反射部材が、任意の曲率の擬似凹面に沿う配置に切り替えられることを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の太陽光集光用反射装置において、
前記第１変形調整部は、前記第１支持部材の長手方向中央側に設けられ、前記反射面と交差する方向に力を作用させて前記第１支持部材を撓ませ、
前記第２変形調整部は、前記第２支持部材の長手方向中央側に設けられ、前記反射面と交差する方向に力を作用させて前記第２支持部材を撓ませることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の太陽光集光用反射装置において、
前記反射部材は、前記反射面の曲率を切り替え可能に構成されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の太陽光集光用反射装置において、
前記第２支持部材は、前記第１支持部材の両端側に接続されていることを特徴とする。

本発明によれば、所定の集光範囲に応じて反射光を集光させる調整を行い易い太陽光集光用反射装置を得ることができる。

太陽光集光用反射装置を示す上面図（ａ）と、正面図（ｂ）と、側面図（ｃ）である。 反射部材を示す上面図（ａ）と、側面図（ｂ）である。 反射部材の断面図であり、反射板の撓みがない状態（ａ）と、反射板が撓まされた状態（ｂ）である。 第１支持部材と第１梁部材の接続構成を示す説明図であり、分解斜視図（ａ）と、組み付け後の斜視図（ｂ）である。 第２支持部材と第２梁部材の接続構成を示す説明図である。 擬似凹面鏡としての太陽光集光用反射装置を示す上面図（ａ）と、正面図（ｂ）と、側面図（ｃ）である。 集光タワーの集光範囲を示す説明図であり、円筒状の集光タワーとその集光範囲に形成された略矩形の集光形状（ａ）、円錐台状の集光タワーとその集光範囲に形成された略台形の集光形状（ｂ）、樽状の集光タワーとその集光範囲に形成された略六角形の集光形状（ｃ）を示している。

以下に、本発明を実施するための好ましい形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

太陽光集光用反射装置１００は、図１（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、支持構造体３０と、支持構造体３０上にマトリクス状に配された複数の反射部材４０と、支持構造体３０の向きを切り替え可能に保持する保持構造体５０と、を備えている。

本実施形態における太陽光集光用反射装置１００では、６×４に配列されている２４枚の反射部材４０が支持構造体３０に支持されている。
支持構造体３０は、図中Ｘ軸方向に延在する４本の第１支持部材１０および第１梁部材１１と、図中Ｙ軸方向に延在する２本の第２支持部材２０および第２梁部材２１等を備えており、反射部材４０側から順に、第１支持部材１０、第２支持部材２０、第１梁部材１１、第２梁部材２１が井桁状に組み付けられてなる構造体である。
保持構造体５０は、保持している支持構造体３０の向きを切り替えることで、支持構造体３０上に配設されている複数の反射部材４０の反射面の向きを切り替えるための装置である。

反射部材４０は、図２、図３に示すように、平板状の反射板４１と、略円筒形状の枠体４２と、反射板４１を枠体４２に取り付ける締結具４３等を備えている。
反射板４１は、可撓性を有する反射体であり、例えば、樹脂板上にフィルムミラーが貼付されて形成されている。反射板４１の略中央には、締結具４３取り付け用の小孔が設けられている。
枠体４２は、反射板４１の裏面に当接する当接面が円環状を呈する縁部と、締結具４３取り付け用の小孔が設けられた底部とを有している。
締結具４３は、例えば、ボルト４３１、ナット４３２、ワッシャー４３３で構成されている。

そして、反射板４１の小孔と枠体４２底部の小孔とを対向配置して、反射板４１の反射面側から小孔にボルト４３１を挿通し、枠体４２の底部側に突き出たボルト４３１にナット４３２を螺合することで、反射板４１を枠体４２に組み付けてなる反射部材４０が得られる。なお、ワッシャー４３３は、反射板４１の反射面に添えられてボルト４３１との間に介装されている。
特に、この反射部材４０は、図３（ａ）に示す、反射板４１と枠体４２の底部が略平行な状態から、さらにナット４３２を締め付けるようにすることで、図３（ｂ）に示すように、反射板４１の中央側を枠体４２の底部に向けて撓ませることができ、反射部材４０を平面鏡から擬似放物凹面鏡に切り替えることができる。
そして、ボルト４３１へ螺合するナット４３２の締め付け量によって反射板４１の撓みを調整することで、反射部材４０の反射板４１の反射面の曲率を切り替えることができ、任意の曲率の反射面を有する擬似放物凹面鏡とすることができる。

第１支持部材１０は、図１、図４に示すように、一の方向（図１中、Ｘ軸方向）に延在する長尺な矩形枠状の部材であり、一の方向に並んだ６枚の反射部材４０を支持して、それら反射部材４０の反射面を略同一方向に向けている。反射部材４０は、例えばネジ止めによって第１支持部材１０の上面に固定されている。
第１梁部材１１は、図１、図４に示すように、一の方向（図１中、Ｘ軸方向）に延在する長尺な部材であって、第１支持部材１０の下面側に配されており、第１変形調整部１２によって第１支持部材１０に連結されている。第１梁部材１１と第１支持部材１０の両端部には、それぞれ第２支持部材２０が介装されており、第１変形調整部１２によって連結された第１梁部材１１と第１支持部材１０が、第２支持部材２０を挟持するようになっている。
第１変形調整部１２は、図１、図４に示すように、例えば、ボルト１２１と、ナット１２２と、変形補助板１２３とを有している。変形補助板１２３は、第１支持部材１０の長手方向中央側の上面に掛け渡された状態で取り付けられている。その変形補助板１２３に設けられている小孔と、第１梁部材１１に設けられている小孔とを対向配置して、変形補助板１２３側から挿通して第１梁部材１１の下面側に突き出たボルト１２１にナット１２２を螺合することで、第１支持部材１０と第１梁部材１１が連結されている。

この第１支持部材１０は、弾性変形可能な部材であり、Ｚ軸方向の力を受けた場合、Ｚ軸方向に撓むようになっている。また、第１梁部材１１は、弾性変形してもしなくてもよいが、弾性変形可能である場合、第１梁部材１１は、第１支持部材１０よりもＺ軸方向に弾性変形しにくい強度を有している。なお、ここでいうＺ軸方向とは、第１支持部材１０の長手方向と交差する方向であり、反射部材４０の反射面に直交する方向である。
そして、第１支持部材１０の長手方向中央側に設けられ、第１支持部材１０と第１梁部材１１とを連結している第１変形調整部１２におけるボルト１２１に螺合させるナット１２２の締め付け量を調整することによって、第１支持部材１０を撓ませる曲率を調整することができる。
この際、第１支持部材１０と第１梁部材１１の両端側に介装されている第２支持部材２０がスペーサーとして機能し、第１支持部材１０の長手方向中央側を好適に撓ませることができる。
なお、第１変形調整部１２によって第１支持部材１０を撓ませた場合、第１支持部材１０の変形に追従するように、第１支持部材１０上の反射部材４０の配置（向き）が切り替わる。

第２支持部材２０は、図１、図５に示すように、一の方向と交差する方向（図１中、Ｙ軸方向）に延在する長尺な部材であり、一の方向と交差する方向に略平行に並んだ４つの第１支持部材１０を支持して、第１支持部材１０に取り付けられている複数（計２４枚）の反射部材の反射面を略同一方向に向けている。対をなす第２支持部材２０はそれぞれ、第１支持部材１０の端部に接続されており、第１支持部材１０と第１梁部材１１とに挟持されている。
第２梁部材２１は、図１、図５に示すように、一の方向と交差する方向（図１中、Ｙ軸方向）に延在する長尺な部材であり、トラス構造を有している。第２梁部材２１は、第２支持部材２０の下面側に配されており、第２変形調整部２２によって第２支持部材２０に連結されている。第２梁部材２１と第２支持部材２０の両端部には、それぞれスペーサー２３が介装されている。
第２変形調整部２２は、図１、図５に示すように、例えば、ボルト２２１とナット２２２を有している。そして、第２支持部材２０の中央側に設けられている小孔と、第２梁部材２１に設けられている小孔とを対向配置して、第２支持部材２０の側から挿通して第２梁部材２１側に突き出たボルト２２１にナット２２２を螺合することで、第２支持部材２０と第２梁部材２１が連結されている。

この第２支持部材２０は、弾性変形可能な部材であり、Ｚ軸方向の力を受けた場合、Ｚ軸方向に撓むようになっている。また、第２梁部材２１は、弾性変形してもしなくてもよいが、弾性変形可能である場合、第２梁部材２１は、第２支持部材２０よりもＺ軸方向に弾性変形しにくい強度を有している。なお、ここでいうＺ軸方向とは、第２支持部材２０の長手方向と交差する方向であり、反射部材４０の反射面に直交する方向である。
そして、第２支持部材２０の長手方向中央側に設けられ、第２支持部材２０と第２梁部材２１とを連結している第２変形調整部２２におけるボルト２２１に螺合させるナット２２２の締め付け量を調整することによって、第２支持部材２０を撓ませる曲率を調整することができる。
この際、第２支持部材２０と第２梁部材２１の両端側にスペーサー２３が介装されているので、第２支持部材２０の長手方向中央側を好適に撓ませることができる。即ち、第２支持部材２０の両端付近の位置を（スペーサー２３等によって）固定した上で、第２支持部材２０の長手方向中央付近に設けられた第２変形調整部２２が、反射面と交差する方向に力を作用することで、第２支持部材２０を撓ませることが可能となる。
なお、第２支持部材２０は第１支持部材１０の両端側に接続されており、その第２支持部材２０に設けられている第２変形調整部２２によって第２支持部材２０を撓ませた場合、第２の支持部材２０の変形に追従するように、第２の支持部材２０上の第１支持部材１０および反射部材４０の配置（向き）が切り替わる。つまり、第２の支持部材２０の変形に追従させて、４本の第１支持部材１０に固定されている反射部材４０の配置を切り替えることができる。

このように、第１変形調整部１２が第１支持部材１０を撓ませる曲率と、第２変形調整部２２が第２支持部材２０を撓ませる曲率を調整することで、太陽光集光用反射装置１００の支持構造体３０を変形させることができる。

保持構造体５０は、例えば、地中にその一部が埋設されている基礎部５１と、基礎部５１に略鉛直に立設されている支柱部５２と、支柱部５２の上端に略水平に配設されている水平梁部５３と、支柱部５２を軸心として回動させて支持構造体３０を水平回転させる支柱駆動部５４と、水平梁部５３を軸心として回動させて支持構造体３０の仰角を切り替える水平梁駆動部５５等を備えている。
この保持構造体５０の水平梁部５３の両端に、支持構造体３０の第２梁部材２１が固定されており、支持構造体３０が保持構造体５０に保持されて支えられている。
そして、支柱駆動部５４が支柱部５２を軸心に回動させることと、水平梁駆動部５５が水平梁部５３を軸心に回動させることの協働によって、支持構造体３０の向きを切り替えることができ、支持構造体３０上に配設されている複数の反射部材４０の反射面を所望する向きに切り替えることができる。
つまり、支柱駆動部５４と水平梁駆動部５５の協働によって、太陽光集光用反射装置１００は太陽を追尾することができ、複数の反射部材４０による反射光を、太陽熱発電プラントにおける集光タワーＴの所定の集光範囲Ｒに照射し、集光することができる。

次に、太陽光集光用反射装置１００の支持構造体３０を変形させることによる、反射部材４０の配置の切り替えについて説明する。

例えば、まず、図１（ｂ）に示すような、第１支持部材１０と第１梁部材１１が略平行な状態から、さらに第１変形調整部１２のボルト１２１に螺合しているナット１２２を締め付けるようにすることで、図６（ｂ）に示すように、第１支持部材１０の長手方向中央側を第１梁部材１１に向けて撓ませて、第１支持部材１０を変形させる。なお、４本の第１支持部材１０を撓ませる変形量は、全て同じでもそれぞれ異なっていてもよい。
次に、図１（ｃ）に示すような、第２支持部材２０と第２梁部材２１が略平行な状態から、さらに第２変形調整部２２のボルト２２１に螺合しているナット２２２を締め付けるようにすることで、図６（ｃ）に示すように、第２支持部材２０の長手方向中央側を第２梁部材２１に向けて撓ませて、第２支持部材２０を変形させる。なお、２本の第２支持部材２０を撓ませる変形量は、全て同じでもそれぞれ異なっていてもよい。
こうして、第１変形調整部１２によって第１支持部材１０を撓ませる曲率と、第２変形調整部２２によって第２支持部材２０を撓ませる曲率を調整することによって、支持構造体３０を変形させて、当初平面に沿う配置に配列されていた複数（計２４枚）の反射部材４０を、任意の曲率の擬似凹面に沿う配置に切り替えることができる。なお、この擬似凹面は放物面であることが好ましい。

そして、複数（計２４枚）の反射部材４０の配置を、任意の曲率の擬似凹面（好ましくは放物面）に沿う配置に切り替えることによって、図６に示すように、６×４に配列されている２４枚の反射部材４０を組み合わせてなる大型の反射面を擬似凹面に応じた凹曲面（好ましくは放物面）と見なすことができ、太陽光集光用反射装置１００を凹面鏡と見なすことができる。
このように、第１変形調整部１２が第１支持部材１０を撓ませる曲率と、第２変形調整部２２が第２支持部材２０を撓ませる曲率を調整して、複数（計２４枚）の反射部材４０の配置を擬似凹面に沿う配置に切り替えることによって、太陽光集光用反射装置１００を擬似凹面鏡として使用することが可能になる。
特に、第１支持部材１０と第２支持部材２０の撓み量を調整する簡便な作業によって、太陽光集光用反射装置１００を様々な曲率の擬似凹面鏡に容易に切り替えることができ、所望する曲率の擬似凹面鏡として太陽光集光用反射装置１００を使用することができる。

太陽光は完全な平行光ではなく、太陽の視直径に対応した０．５２°（遠日点の場合）〜０．５４°（近日点の場合）の角度範囲の傾きをもった光線であるため、平面鏡で反射した反射光は拡散してしまう。これに対し、凹面鏡であれば反射光の拡散を抑えることができ、反射光を所定のターゲットに向けて照射しやすくなる。
つまり、太陽光集光用反射装置１００を擬似凹面鏡とすることで、例えば、太陽熱発電プラントにおける集光タワーＴの所定の集光範囲Ｒに向けて反射光を照射しやすくなるメリットがある。
例えば、第１変形調整部１２が第１支持部材１０を撓ませる曲率と、第２変形調整部２２が第２支持部材２０を撓ませる曲率に応じて、反射光を所定のターゲットに向けて照射した集光形状を大きくしたり小さくしたりすることができる。また、各第１支持部材１０の曲率と各第２支持部材２０の曲率を個別に調整することで、反射光を所定のターゲットに向けて照射した集光形状を任意の形状（例えば、長方形、正方形、台形、略楕円形、略円形など）にすることが可能になる。
なお、ここでいう集光形状とは、太陽光集光用反射装置１００が反射光を所定のターゲットに向けて照射し、そのターゲット上に集光された光の像が成す形状であり、複数の反射部材４０の反射光が寄り集まった形状である。

次に、太陽光集光用反射装置１００による太陽光の反射であって、太陽熱発電プラントの集光タワーＴへの集光について説明する。

例えば、図７（ａ）に示すように、円筒状の集光タワーＴの周面に設けられた集光範囲Ｒに向けて、太陽光集光用反射装置１００が太陽光を反射して集光する場合、太陽光集光用反射装置１００から見た集光範囲Ｒは略矩形を呈するので、略矩形の集光形状をつくるように、２４枚の反射部材４０による反射光を集光範囲Ｒに向けて集光する。
このとき、第１支持部材１０と第２支持部材２０を撓ませず、平面に沿う配置に配列された２４枚の反射部材４０による反射光を集光範囲Ｒに向けて集光してもよく、また、集光範囲Ｒの大きさに応じた略矩形の集光形状をつくるように、第１支持部材１０と第２支持部材２０を撓ませて擬似凹面鏡とした２４枚の反射部材４０による反射光を集光範囲Ｒに向けて集光してもよい。
こうして２４枚の反射部材４０による反射光を集光して、図７（ａ）に示すように、集光タワーＴの集光範囲Ｒに略矩形の集光形状をつくることができる。そして、太陽光集光用反射装置１００は、その集光範囲Ｒに応じた最適な集光形状をつくるように反射光を集光させることで、太陽光による熱を効率的に利用することを可能にする。

また、図７（ｂ）に示すように、円錐台状の集光タワーＴの周面に設けられた集光範囲Ｒに向けて、太陽光集光用反射装置１００が太陽光を反射して集光する場合、太陽光集光用反射装置１００から見た集光範囲Ｒは略台形を呈するので、略台形の集光形状をつくるように、２４枚の反射部材４０による反射光を集光範囲Ｒに向けて集光する。
このとき、例えば、図６（ａ）中、上側の第１支持部材１０ほど撓み量を小さく、下側の第１支持部材１０ほど撓み量を大きくするように、４本の第１支持部材１０を撓ませる変形量を異ならせて擬似凹面鏡とした２４枚の反射部材４０による反射光を集光範囲Ｒに向けて集光する。なお、第２支持部材２０の撓み量は、適宜調整する。
こうして２４枚の反射部材４０による反射光を集光して、図７（ｂ）に示すように、集光タワーＴの集光範囲Ｒに略台形の集光形状をつくることができる。そして、太陽光集光用反射装置１００は、その集光範囲Ｒに応じた最適な集光形状をつくるように反射光を集光させることで、太陽光による熱を効率的に利用することを可能にする。

また、図７（ｃ）に示すように、樽状の集光タワーＴの周面に設けられた集光範囲Ｒに向けて、太陽光集光用反射装置１００が太陽光を反射して集光する場合、太陽光集光用反射装置１００から見た集光範囲Ｒは略六角形を呈するので、略六角形の集光形状をつくるように、２４枚の反射部材４０による反射光を集光範囲Ｒに向けて集光する。
このとき、例えば、図６（ａ）中、上側と下側の第１支持部材１０の撓み量を比較的大きく、内側２本の第１支持部材１０の撓み量を比較的小さくするように、各第１支持部材１０を撓ませる変形量を異ならせて擬似凹面鏡とした２４枚の反射部材４０による反射光を集光範囲Ｒに向けて集光する。なお、第２支持部材２０の撓み量は、適宜調整する。
こうして２４枚の反射部材４０による反射光を集光して、図７（ｃ）に示すように、集光タワーＴの集光範囲Ｒに略六角形（もしくは略楕円形）の集光形状をつくることができる。そして、太陽光集光用反射装置１００は、その集光範囲Ｒに応じた最適な集光形状をつくるように反射光を集光させることで、太陽光による熱を効率的に利用することを可能にする。

以上のように、本発明に係る太陽光集光用反射装置１００は、第１支持部材１０と第２支持部材２０の撓み量を調整して、支持構造体３０を変形させることで、支持構造体３０上に配設されている複数（計２４枚）の反射部材４０を擬似凹面に沿う配置に切り替えることができ、その太陽光集光用反射装置１００を擬似凹面鏡として使用することができる。そして、擬似凹面鏡とした太陽光集光用反射装置１００であれば、反射光の拡散を抑えて、太陽熱発電プラントにおける集光タワーＴの所定の集光範囲Ｒに向けて反射光を好適に照射し集光することができる。

特に、第１支持部材１０と第２支持部材２０の撓み量を調整して支持構造体３０を変形させる簡便な作業によって、太陽光集光用反射装置１００を様々な曲率の擬似凹面鏡に容易に切り替えることができるので、例えば、太陽熱発電プラントにおける反射装置の設置位置に応じて反射装置を造り替える必要がなく、太陽光集光用反射装置１００を所望する曲率の凹面を有する反射装置として使用することができる。尚、単なる擬似凹面でなく、擬似放物面を得やすい為、良好な集光性能を得ることが可能となる。
つまり、太陽熱発電プラントにおける太陽光集光用反射装置１００の設置位置（例えば、集光タワーＴとの距離、集光タワーＴからの方位など）に応じて、第１支持部材１０と第２支持部材２０の撓み量を調整して支持構造体３０を変形させることで、太陽熱発電プラントで使用する複数の太陽光集光用反射装置１００を、集光タワーＴの所定の集光範囲Ｒに向けて反射光を好適に照射して集光することができる凹面鏡とすることが可能になる。

また、支持構造体３０を変形させることによって複数の反射部材４０の配置を一斉に切り替えるようにして反射部材４０の角度調整を行うことができるので、従来技術のように、太陽光集光用反射装置１００における複数の反射部材４０の向きを個別に調整することに比べて、複数の反射部材４０の向き調整を容易に行うことができる。

また、支持構造体３０を変形させることによって複数の反射部材４０の配置を一斉に切り替えるようにして反射部材４０の角度調整を行うことで、複数の反射部材４０による反射光が集光タワーＴの集光範囲Ｒ内に収まるように集光することができるので、複数の反射部材４０による反射光が集光範囲Ｒの限られた部分に集中してしまうことはない。
これにより、集光タワーＴの集光範囲Ｒの温度分布を平準化することができ、熱変換効率を安定化させて発電効率を向上させることができる。そして、従来技術の問題点であった、反射光を集中させすぎたことで許容温度を超えた部分が破損してしまうトラブルを防止することができ、その破損防止のために集光範囲Ｒを耐熱構造にする必要がなくなるので、コストダウンに繋がる。

また、第１支持部材１０と第２支持部材２０を撓ませる曲率に応じて、太陽光集光用反射装置１００が反射光を所定のターゲットに向けて照射した集光形状の大きさを切り替えることができるとともに、各第１支持部材１０の曲率と各第２支持部材２０の曲率を個別に調整することで、反射光を所定のターゲットに向けて照射した集光形状を任意の形状にすることができる。即ち、ターゲット形状が、長方形や楕円等、点対称の形状でない場合であっても、第１支持部材１０と第２支持部材２０を撓ませる曲率をそれぞれ異ならせることで最適の集光形状を得ることができる。
これにより、太陽光集光用反射装置１００は、太陽熱発電プラントにおける集光タワーＴの集光範囲Ｒに応じた最適な集光形状をつくるように、反射光を集光させることが可能になる。
特に、太陽光集光用反射装置１００が、集光タワーＴの集光範囲Ｒに応じた最適な集光形状をつくるように反射光を集光させることで、集光範囲Ｒの温度分布を平準化することができ、熱変換効率を安定化させて発電効率を向上させることができる。

このように、太陽光集光用反射装置１００は、所定の集光範囲Ｒに応じた反射光を集光させる調整を行い易い反射装置であり、熱変換装置を備える集光タワーＴの集光範囲Ｒの温度分布を平準化するように好適に反射光を集光させることができ、太陽熱発電プラントにおける熱変換効率を安定化させて発電効率を向上させることができる優れた反射装置であるといえる。尚、集光タワーの集光範囲においては、集光効率を高めれば高める程良いというわけではなく、熱が高すぎると不具合を起こす可能性がある。その為、ある程度の高熱を得ながらも高熱にしすぎないようにするために、集光範囲において全面をできるだけ均一に照射し、温度分布を平準化することが好ましい。本発明は、第１支持部材１０と第２支持部材２０を撓ませる曲率をそれぞれ異ならせることで、そのような課題にも対応可能である。

なお、以上の実施の形態においては、反射部材４０の反射板４１は可撓性を有し、その反射面の曲率が切り替え可能であるとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、反射板４１は変形不能の平面鏡でもよく、また変形不能の凹面鏡でもよい。

また、以上の実施の形態においては、第１変形調整部１２は、ボルト１２１とナット１２２で構成されており、第１支持部材１０を第１梁部材１１に引き付ける方向に力を作用させて第１支持部材１０を撓ませる機構であり、また、第２変形調整部２２は、ボルト２２１とナット２２２で構成されており、第２支持部材２０を第２梁部材２１に引き付ける方向に力を作用させて第２支持部材２０を撓ませる機構であるとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、バネの弾性力や、磁石の磁力によって、第１支持部材１０や第２支持部材２０を撓ませる機構を採用してもよい。
また、第１支持部材１０を第１梁部材１１に引き付ける方向に力を作用させたり、第２支持部材２０を第２梁部材２１に引き付ける方向に力を作用させたりする機構であることに限らず、第１支持部材１０を第１梁部材１１に向けて押し付ける方向に力を作用させたり、第２支持部材２０を第２梁部材２１に向けて押し付ける方向に力を作用させたりする機構であってもよい。

また、反射部材４０の数や配列、支持部材や梁部材の数や形状等も任意であり、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。

１０ 第１支持部材
１１ 第１梁部材
１２ 第１変形調整部
１２１ ボルト
１２２ ナット
１２３ 変形補助板
２０ 第２支持部材
２１ 第２梁部材
２２ 第２変形調整部
２２１ ボルト
２２２ ナット
３０ 支持構造体
４０ 反射部材
４１ 反射板
４２ 枠体
４３ 締結具
５０ 保持構造体
１００ 太陽光集光用反射装置
Ｔ 集光タワー
Ｒ 集光範囲

Claims (4)

1. 一の方向に延在し、一の方向に並んだ複数の反射部材を支持して、前記複数の反射部材の反射面を略同一方向に向けている第１支持部材と、
   前記一の方向と交差する方向に延在し、前記一の方向と交差する方向に略平行に並んだ複数の前記第１支持部材を支持する第２支持部材と、
   前記第１支持部材を弾性変形させる第１変形調整部と、
   前記第２支持部材を弾性変形させる第２変形調整部と、
   を備えた太陽光集光用反射装置であって、
   前記第１変形調整部が前記第１支持部材を撓ませる曲率と、前記第２変形調整部が前記第２支持部材を撓ませる曲率を調整することによって、前記複数の反射部材が、任意の曲率の擬似凹面に沿う配置に切り替えられることを特徴とする太陽光集光用反射装置。
2. 前記第１変形調整部は、前記第１支持部材の長手方向中央側に設けられ、前記反射面と交差する方向に力を作用させて前記第１支持部材を撓ませ、
   前記第２変形調整部は、前記第２支持部材の長手方向中央側に設けられ、前記反射面と交差する方向に力を作用させて前記第２支持部材を撓ませることを特徴とする請求項１に記載の太陽光集光用反射装置。
3. 前記反射部材は、前記反射面の曲率を切り替え可能に構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽光集光用反射装置。
4. 前記第２支持部材は、前記第１支持部材の両端側に接続されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の太陽光集光用反射装置。

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