JP2014135365A - Sunbeam condensation power generation device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sunbeam condensation power generation device capable of efficiently condensing sunlight with excellence in cost.SOLUTION: A sunbeam condensation power generation device 1 includes a plurality of reflecting lines 2A-2D and one or more light-receiving line 3A. The plurality of reflecting lines 2A-2D are set in parallel in the south-north direction. On each reflecting line 2A-2D of each column, a plurality of reflecting mirrors 4 are installed to reflect the sunbeam. The plurality of reflecting mirrors 4 include heliostat mechanisms for tracking the motion of the sun to adjust the angles of reflection planes 6. The one or more light-receiving lines 3A is set at an upward fixed position orthogonally to the plurality of reflecting lines 2A-2D. One receiver 5 is installed on each light-receiving line 3A and has solar cells disposed thereon. The reflected light of the sunbeams from the plurality of reflecting mirrors 4 is condensed on the light-receiving planes of the solar cells.

Description

本発明は、反射鏡によってレシーバに向けて太陽光を反射させて集光する太陽光集光発電装置に関する。   The present invention relates to a solar light condensing power generation apparatus that reflects sunlight toward a receiver by a reflecting mirror and collects the sunlight.

従来より石油など化石燃料からエネルギーを得てきたが、近年では、これらの化石燃料の枯渇や、該化石燃料の使用により排出される二酸化炭素等の温室効果ガス、さらには化石燃料の購入のためのコスト(燃料費)が問題となっている。
そこで、再生可能であり、燃料費が不要の太陽光が、新たなエネルギー源の1つとして注目されている。
In the past, energy has been obtained from fossil fuels such as petroleum. In recent years, however, these fossil fuels have been depleted, greenhouse gases such as carbon dioxide emitted from the use of these fossil fuels, and also for the purchase of fossil fuels. Cost (fuel cost) is a problem.
Therefore, sunlight that can be regenerated and does not require fuel costs has attracted attention as one of new energy sources.

この太陽光をエネルギー源として利用する太陽熱集熱装置としては、太陽光の集光方式の違いから数種挙げられる(特許文献1等参照)。これらの中には、例えばトラフ型や線形フレネル型、タワー型と呼ばれるタイプの集熱装置がある。これらにより集熱した熱エネルギーを熱媒体に与え、該熱媒体を介してタービンをまわして発電を行う。   There are several types of solar heat collecting devices that use this sunlight as an energy source due to the difference in the sunlight condensing method (see Patent Document 1, etc.). Among these, for example, there are types of heat collecting devices called trough type, linear Fresnel type, and tower type. The heat energy collected by these is applied to the heat medium, and power is generated by turning the turbine through the heat medium.

ここで、トラフ型の集熱装置は、桶状の放物面鏡を用いて太陽光を反射し、該反射光をレシーバに集光して太陽熱を集熱するものである。
また、線形フレネル型の集熱装置は、南北方向に並列に設定した複数の反射ライン上に複数枚の反射鏡を設置するとともに、これらの反射鏡の上方に南北方向に設定した受光ライン上にレシーバを設置し、反射鏡により太陽光を反射してレシーバに集光して太陽熱を集熱するものである。
さらに、タワー型の集熱装置は、タワー周辺に配置した複数枚の反射鏡により反射した太陽光をタワーに設けたレシーバに集光して太陽熱を集熱するものである。
Here, the trough-type heat collecting device reflects sunlight by using a bowl-shaped parabolic mirror, collects the reflected light on a receiver, and collects solar heat.
In addition, the linear Fresnel-type heat collector has a plurality of reflecting mirrors installed on a plurality of reflecting lines set in parallel in the north-south direction, and on a light receiving line set in the north-south direction above these reflecting mirrors. A receiver is installed, and sunlight is reflected by a reflecting mirror and condensed on the receiver to collect solar heat.
Further, the tower-type heat collecting device collects solar heat by collecting sunlight reflected by a plurality of reflecting mirrors arranged around the tower on a receiver provided on the tower.

また、上記のような太陽熱集熱装置の他にも太陽光をエネルギー源として利用するものとして、太陽電池を配設したものがある。図18にその一例を示す。
図18に示すように、複数の太陽電池セルをつなぎ合わせた太陽電池パネルを地上に配設している。パネルの大きさとしては、例えば2m×2mのものが挙げられる。このパネルに太陽光を直射して発電するものである。
In addition to the solar heat collecting apparatus as described above, there is one in which a solar cell is disposed as one that uses sunlight as an energy source. An example is shown in FIG.
As shown in FIG. 18, a solar battery panel in which a plurality of solar battery cells are connected is disposed on the ground. As the size of the panel, for example, a panel having a size of 2 m × 2 m can be mentioned. This panel generates electricity by direct sunlight.

また、タワー型の集光方式を利用したもので、レシーバにCPC(Compound Parabolic Concentrator)およびGaAs系の太陽電池を配設したものが挙げられる。図19にこの装置のレシーバの一例を示す。CPCを用い、反射鏡によりレシーバに集光された反射光をさらに集光し、該集光した光を太陽電池の受光面に照射するものである。   In addition, a tower-type condensing method is used, and a receiver in which a CPC (Compound Parabolic Concentrator) and a GaAs-based solar cell are arranged in the receiver can be used. FIG. 19 shows an example of the receiver of this apparatus. The CPC is used to further collect the reflected light collected on the receiver by the reflecting mirror and irradiate the light receiving surface of the solar cell with the collected light.

特開2012−63086号公報JP 2012-63086 A

太陽電池を利用した発電装置として上記のようなものが挙げられるが、図18の装置の場合、太陽電池パネルを地上に極めて多数配設する必要があり、広大な土地面積が必要になる。また土地代もかかり、コストがかかりすぎてしまう。さらに各パネルの各々の太陽電池自体も膨大な数および面積が必要な上、各々への配線も必要であり、複雑な構成となってしまう。集光して太陽電池に照射するわけでもなく、効率が悪い。   Examples of the power generation device using solar cells include the above, but in the case of the device shown in FIG. 18, it is necessary to dispose a large number of solar cell panels on the ground, and a large land area is required. It also costs land and costs too much. Furthermore, each solar cell of each panel itself requires a huge number and area, and also requires wiring to each panel, resulting in a complicated configuration. It does not concentrate and irradiate the solar cell, which is inefficient.

また、図19のような装置では、CPC自体が高価であり、CPC等の配設により、やはりコスト面で問題が生じる。また、反射鏡、CPCの配設により、最終的に太陽光を400〜700倍に集光して太陽電池の受光面に照射するが、実際には、このような高倍率の集光によって太陽電池の温度が高くなりすぎるため、冷却が必要である。
上記のようなタワー型等の集光方式では、時間帯(例えば朝9時など、10時から14時以外の時間帯)によっては収差が大きく、結像のぼやけ・歪みが生じ、レシーバに効率良く集光することが難しく、日中、安定してレシーバに集光することができないため、図17に示すように、中央(集光像の中心)付近では光の強度が高く、中央付近以外では強度が低い末広がりの状態で集光され、中央付近以外のように低い強度の箇所では、そこに集められた光のエネルギーを有効利用するのは難しく、実質的に発電効率のロスとなってしまう。
In the apparatus as shown in FIG. 19, the CPC itself is expensive, and the arrangement of the CPC or the like causes a problem in terms of cost. Further, by arranging the reflecting mirror and the CPC, the sunlight is finally condensed 400 to 700 times and irradiated on the light receiving surface of the solar cell. Since the temperature of the battery becomes too high, cooling is necessary.
In the tower type condensing method as described above, the aberration is large depending on the time zone (for example, the time zone other than 10 o'clock to 14 o'clock, such as 9 o'clock in the morning), image blurring / distortion occurs, and the receiver is efficient Since it is difficult to focus well and cannot be stably focused on the receiver during the day, the light intensity is high near the center (the center of the focused image) as shown in FIG. In this case, the light is collected in a divergent state with low intensity, and it is difficult to effectively use the energy of the light collected at low intensity places other than near the center, resulting in a substantial loss of power generation efficiency. End up.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、コスト面で優れ、効率良く太陽光を集光して発電することができる太陽光集光発電装置を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of the said problem, Comprising: It aims at providing the solar condensing power generation apparatus which is excellent in cost and can condense sunlight efficiently and can generate electric power. .

上記目的を達成するために、本発明は、複数本の反射ラインと、1本以上の受光ラインとを有する太陽光集光発電装置であって、前記複数本の反射ラインは、南北方向に並列に設定されたものであり、各列の反射ライン上には太陽光を反射する複数枚の反射鏡が設置されており、該複数枚の反射鏡は太陽の動きに追従させて反射面の角度を調整するヘリオスタット機構を備えており、前記1本以上の受光ラインは、前記複数本の反射ラインに直交して上方の定位置に設定されたものであり、各受光ライン上には1基のレシーバが設置されており、該レシーバには太陽電池が配設されており、該太陽電池の受光面に、前記複数枚の反射鏡からの太陽光の反射光を集光するものであることを特徴とする太陽光集光発電装置を提供する。   In order to achieve the above object, the present invention provides a solar concentrating power generation apparatus having a plurality of reflection lines and one or more light receiving lines, wherein the plurality of reflection lines are arranged in parallel in the north-south direction. And a plurality of reflecting mirrors that reflect sunlight are installed on the reflection lines in each column, and the reflecting mirrors follow the movement of the sun to reflect the angle of the reflecting surface. The one or more light receiving lines are set at a fixed upper position perpendicular to the plurality of reflection lines, and one light receiving line is provided on each light receiving line. The receiver is provided with a solar cell, and the reflected light of sunlight from the plurality of reflecting mirrors is collected on the light receiving surface of the solar cell. A solar concentrating power generation device characterized by the above is provided.

このように、まず、太陽光を反射鏡により集光して太陽電池の受光面に照射することで、従来の図18のような装置とは異なり、太陽電池の数や面積、および土地面積を低減できるし、土地代、その他デバイスの配線等に要するコストを低減することができる。太陽電池を配設したパネルを多数配設するよりも、反射鏡を複数配設するとともに集光した先に太陽電池を配設することで太陽電池自体の数や面積を著しく抑制でき、コストの大幅な低減を図ることができる。   In this way, first, the sunlight is collected by the reflecting mirror and irradiated to the light receiving surface of the solar cell, so that the number and area of the solar cell and the land area are different from the conventional device as shown in FIG. It can be reduced, and the cost required for land cost and other device wiring can be reduced. Rather than arranging a large number of panels with solar cells, the number and area of the solar cells can be significantly reduced by arranging a plurality of reflecting mirrors and arranging the solar cells at the focused spot. Significant reduction can be achieved.

また、上記へリオスタット機構を備え、反射ラインと受光ラインとが上記関係であるクロスリニア型の太陽光集光発電装置であるため、日中においてどのような時間帯でも、太陽光の集光に関して収差を小さくすることができる。結像のぼやけ・歪みを抑制することができるため、前述したような中央付近のみ光の強度が高くなる従来の集光方式に比べて、図16に示すように強度が高い箇所がより広範囲になり、均一な集光が可能なものとなる。従来方式のような末広がりの形状ではなく、また、中央付近以外の箇所でも集光度が高く、そのためエネルギーロスが生じてしまうのを防ぐことができるし、日中に、安定して効率良く集光することが可能である。   In addition, since it is a cross linear solar concentrator that has the above-described heliostat mechanism and the reflection line and the light receiving line are in the above relationship, it is related to the condensing of sunlight at any time of day. Aberration can be reduced. Since blurring and distortion of the image formation can be suppressed, as shown in FIG. 16, there are a wide range of places where the intensity is high as compared with the conventional condensing method in which the intensity of light increases only near the center as described above. Thus, uniform light collection is possible. It does not have a divergent shape as in the conventional method, and the degree of light collection is high at locations other than near the center. Is possible.

また、レシーバに配設した太陽電池を用いて発電を行うことができるため、従来の太陽熱集熱装置等で発電する際に必要なタービン等が不要になる。タービン自体やその設置に要する土地面積、土地代をなくすことができるため、これらの点で本発明はさらに有効である。   Moreover, since it can generate electric power using the solar cell arrange | positioned at the receiver, the turbine etc. which are required when generating electric power with the conventional solar heat collecting apparatus etc. become unnecessary. Since the turbine itself, the land area required for its installation, and the land cost can be eliminated, the present invention is further effective in these respects.

このとき、前記ヘリオスタット機構は、前記複数枚の反射鏡の反射面を東西方向に個別に角度調整可能な東西角度調整手段と、南北方向に個別に角度調整可能な南北角度調整手段を有するものとすることができる。   At this time, the heliostat mechanism includes an east / west angle adjusting means capable of individually adjusting the reflection surfaces of the plurality of reflecting mirrors in the east / west direction and a north / south angle adjusting means capable of individually adjusting the angle in the north / south direction. It can be.

上記のように東西角度調整手段、南北角度調整手段を有し、反射鏡の反射面の角度を調整するための制御構造を、東西方向の角度を調整するものと南北方向の角度を調整するものとに分ければ、東西方向と南北方向の角度に分けて制御することで制御を単純なものとすることができるとともに、精度を大幅に高めることができる。すなわち簡便に、低コストで、しかも高精度で反射面の角度を調整することができる。したがって、太陽光を適切な角度でレシーバに向けて反射し易く、この点からも集光率の向上およびそれによる発電効率の向上を図ることができる。   The control structure for adjusting the angle of the reflecting surface of the reflector, adjusting the angle in the east-west direction and adjusting the angle in the north-south direction, having the east-west angle adjusting means and the north-south angle adjusting means as described above In this case, the control can be simplified by controlling the angle in the east-west direction and the north-south direction, and the accuracy can be greatly increased. That is, the angle of the reflecting surface can be adjusted easily, at low cost, and with high accuracy. Therefore, it is easy to reflect sunlight toward the receiver at an appropriate angle, and from this point, it is possible to improve the light collection rate and thereby improve the power generation efficiency.

また、複数の反射鏡の反射面の角度を、東西方向、南北方向共に個別に角度調整可能であるため、太陽光をレシーバに向けてより正確に反射させるにあたって、反射鏡の設置位置の違いに応じて行うべき僅かな角度の調整も可能である。このため、より一層、高精度に集光することができる。   In addition, the angle of the reflecting surfaces of multiple reflecting mirrors can be adjusted individually in both the east-west direction and the north-south direction, so when reflecting sunlight more accurately toward the receiver, It is possible to adjust the slight angle accordingly. For this reason, it can condense with much higher precision.

上記のような集光系を有する設備の規模は、数kWから数十kWを1ユニットにすることができるので、レシーバや設置する反射鏡の範囲を必要に応じて小規模のものから大規模のものを選択することができる。この場合、小規模のものの場合には、太陽光集光発電装置やその設置に要する土地面積も小さくすることができるため、コストの低減を図ることができるし、太陽光集光発電装置設置のための広大な土地を比較的用意しにくい国においても設置可能になる。   The scale of the equipment having the light collecting system as described above can be several units from several kW to several tens of kW, so the range of receivers and reflectors to be installed can be changed from small to large as necessary. Can choose. In this case, in the case of a small-scale device, the solar concentrating power generation device and the land area required for its installation can be reduced, so that the cost can be reduced, and the solar concentrating power generation device is installed. Can be installed even in countries where it is relatively difficult to prepare a vast land for the purpose.

このとき、前記東西角度調整手段は、回転リングと微調整手段とを有し、前記回転リングは前記複数枚の反射鏡とフレームを介して連結されており、前記回転リングの回転により前記フレームを介して1本の反射ライン上にある前記複数枚の反射鏡の反射面の角度が同時に調整されるものであり、かつ、前記微調整手段は前記複数枚の反射鏡毎にそれぞれ配置されており、該微調整手段により、前記回転リングの回転により同時に調整された複数枚の反射鏡の反射面の角度が、各々の反射鏡の位置に応じて個別に追加微調整されるものであり、前記南北角度調整手段は、アクチュエータを有し、該アクチュエータは前記反射鏡毎にそれぞれ配置され、各アクチュエータはアームを有し、該アームと前記反射鏡とが連結されており、前記アームの前進後退運動により各反射鏡の反射面の角度が個別に調整されるものとすることができる。   At this time, the east-west angle adjusting means includes a rotating ring and a fine adjusting means, and the rotating ring is connected to the plurality of reflecting mirrors via a frame, and the frame is rotated by rotation of the rotating ring. The angle of the reflecting surfaces of the plurality of reflecting mirrors on one reflecting line is adjusted at the same time, and the fine adjustment means is arranged for each of the plurality of reflecting mirrors. The angle of the reflecting surfaces of the plurality of reflecting mirrors simultaneously adjusted by the rotation of the rotating ring is additionally finely adjusted individually according to the position of each reflecting mirror by the fine adjusting means, The north-south angle adjusting means has an actuator, the actuator is arranged for each of the reflecting mirrors, each actuator has an arm, and the arm and the reflecting mirror are connected to each other. Angle of the reflecting surface of the reflector by forward and backward movement can be made to be adjusted individually.

従来ではTボーンのみで反射面を任意の角度に調整しており、そのために制御が複雑なものになってしまっていたが、上記のような回転リングと微調整手段、アクチュエータによって、反射面の角度調整を、より一層、簡便に精度高く行うことができる。   Conventionally, the reflective surface is adjusted to an arbitrary angle using only the T bone, which makes the control complicated. However, the rotating ring, the fine adjustment means, and the actuator as described above are used to adjust the reflective surface. The angle adjustment can be performed more easily and accurately.

しかも、東西方向の角度調整に関して、反射面の角度を複数の反射鏡について同時調整するための回転リングと個別に追加微調整するための微調整手段を備えている。このようなものであれば、個別調整のために微調整手段が大規模化するのを防ぐことができるし、より高精度に角度調整し易い。   In addition, with regard to the angle adjustment in the east-west direction, a rotating ring for simultaneously adjusting the angle of the reflecting surface with respect to a plurality of reflecting mirrors and a fine adjustment means for performing additional fine adjustment individually are provided. If it is such, it can prevent that a fine adjustment means enlarges for an individual adjustment, and it is easy to adjust an angle more accurately.

また、前記各列の反射ライン上にある前記複数枚の反射鏡を支持して連結する連結部材を有しており、該連結部材が、南北方向において、一端が他端よりも相対的に上方に位置するよう傾けて配設されていることで、該連結部材により支持された前記複数枚の反射鏡は、前記一端の側に設置された反射鏡が前記他端の側に設置された反射鏡よりも相対的に上方に位置しているものとすることができる。   And a connecting member that supports and connects the plurality of reflecting mirrors on the reflection line of each row, and the connecting member has one end relatively above the other end in the north-south direction. The plurality of reflecting mirrors supported by the connecting member are arranged so as to be positioned at a position where the reflecting mirror installed on the one end side is the reflecting mirror installed on the other end side. It can be located relatively above the mirror.

上記のような連結部材が配設されていることで、南北方向において、前記一端の側に設置された反射鏡が前記他端の側に設置された反射鏡よりも相対的に上方に位置しているため、前記一端の側の反射鏡により反射された太陽光の反射光が、前記他端の側の反射鏡によって遮られてレシーバへ届かなくなるのを防ぐことができる(ブロッキングの防止)。したがって、さらに効率良く太陽光を集光して発電をすることができる。
また、例えばトラフ型などの従来の装置に比べ、反射鏡の反射面を太陽光に対し、より直角に近くなるよう配置することができる。すなわち反射効率を高めることができ、効率の良い集光を図ることができる。
By arranging the connecting member as described above, in the north-south direction, the reflecting mirror installed on the one end side is positioned relatively higher than the reflecting mirror installed on the other end side. Therefore, it is possible to prevent the reflected light of the sunlight reflected by the reflecting mirror on the one end side from being blocked by the reflecting mirror on the other end side and reaching the receiver (blocking prevention). Therefore, it is possible to generate power by collecting sunlight more efficiently.
Further, for example, the reflecting surface of the reflecting mirror can be arranged to be closer to the right angle with respect to sunlight as compared with a conventional device such as a trough type. That is, reflection efficiency can be increased and efficient light collection can be achieved.

また、前記複数枚の反射鏡をそれぞれ撮影して各反射鏡の実画像を取得する撮像装置と、前記レシーバに太陽光を反射させるため反射面が理想角度に調整された場合の各反射鏡の理想画像を、実際の太陽の位置からシミュレーションにより取得する演算処理装置と、前記各反射鏡の実画像と理想画像とを比較して画像ズレを求める画像処理装置と、前記撮像装置、前記演算処理装置、前記画像処理装置、前記ヘリオスタット機構を制御する中央制御装置とをさらに備えており、前記ヘリオスタット機構は、前記画像ズレに基づいて、前記中央制御装置により制御されて、前記各反射鏡の反射面の角度を理想角度に調整するものであり、かつ、暦および真太陽時に応じた太陽の動きに対する各反射鏡の角度調整データを内蔵しており、該内蔵データに基づいて、前記理想角度に調整された各反射鏡の反射面の角度を調整するものとすることができる。   In addition, an imaging device that captures each of the plurality of reflecting mirrors to acquire a real image of each reflecting mirror, and each reflecting mirror when the reflecting surface is adjusted to an ideal angle to reflect sunlight to the receiver. An arithmetic processing device that obtains an ideal image by simulation from an actual sun position, an image processing device that compares an actual image of each reflector with an ideal image, and obtains an image shift, the imaging device, and the arithmetic processing And a central control device that controls the heliostat mechanism, and the heliostat mechanism is controlled by the central control device based on the image shift, and each of the reflecting mirrors is controlled by the central control device. The angle of the reflecting surface of each reflector is adjusted to the ideal angle, and the angle adjustment data of each reflector with respect to the calendar and the movement of the sun according to the true sun time is built-in. Based on the data, it can be made to adjust the angle of the reflecting surface of each reflecting mirror is adjusted to the ideal angle.

このようなものであれば、従来のTボーンを用いた装置ではTボーン設置のために高精度の測量等が必要であったが、それとは異なり、反射鏡の設置を簡便に低コストで行うことができるものであるとともに、集光の開始時には反射面を理想角度に簡便に調整可能なものである。撮像装置によって実際の反射面の状態を確認することも可能である。
また、集光時には上記のような内蔵の角度調整データに基づいて調整するものであるので、従来法のように太陽の位置から逐次計算をする必要もなく簡便である。逐次計算が必要ないため、太陽の動きに遅れることなく高精度かつ低コストで反射面の角度調整をすることができるものとなる。
If this is the case, the conventional T-bone-equipped device required high-precision surveying and the like for the T-bone installation, but unlike that, the reflector can be installed simply and at low cost. In addition, the reflecting surface can be easily adjusted to an ideal angle at the start of light collection. It is also possible to confirm the actual state of the reflecting surface by the imaging device.
Further, since the adjustment is performed based on the built-in angle adjustment data as described above at the time of condensing, there is no need to sequentially calculate from the position of the sun as in the conventional method. Since sequential calculation is not required, the angle of the reflecting surface can be adjusted with high accuracy and low cost without delaying the movement of the sun.

また、前記レシーバは、熱交換器を用いた冷却機構を備えたものとすることができる。   The receiver may include a cooling mechanism using a heat exchanger.

このようなものであれば、レシーバに配設された太陽電池が集光によって温度が高くなりすぎるのを防止することができ、高温により太陽電池が劣化するのを抑制することができる。
また、熱交換器で得られた熱エネルギーをコジェネレーションエネルギーとして利用することができる。
If it is such, it can prevent that the solar cell arrange | positioned at the receiver becomes too high in temperature by condensing, and can suppress that a solar cell deteriorates by high temperature.
Moreover, the heat energy obtained by the heat exchanger can be used as cogeneration energy.

以上のように、本発明によれば、効率よく、低コストで、かつ高精度に太陽光を集光して太陽電池により発電することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to efficiently collect sunlight with high accuracy and to generate power with a solar cell at low cost.

本発明の太陽光集光発電装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the solar condensing power generation apparatus of this invention. ヘリオスタット機構の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of a heliostat mechanism. 東西角度調整手段の一例を示す概略図である。(A)回転リングおよびフレームの上面図である。(B)回転リングおよびフレームの側面図である。(C)微調整手段の一例を示す説明図である。(D)微調整手段の他の一例を示す説明図である。(E)微調整手段の他の一例を示す説明図である。It is the schematic which shows an example of the east-west angle adjustment means. (A) It is a top view of a rotation ring and a flame | frame. (B) It is a side view of a rotation ring and a flame | frame. (C) It is explanatory drawing which shows an example of a fine adjustment means. (D) It is explanatory drawing which shows another example of a fine adjustment means. (E) It is explanatory drawing which shows another example of a fine adjustment means. 南北角度調整手段の一例を示す概略図である。(A)図2におけるA矢視図である。(B)図2におけるB矢視図である。It is the schematic which shows an example of the north-south angle adjustment means. (A) It is an A arrow view in FIG. (B) It is a B arrow line view in FIG. 連結部材の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of a connection member. 連結部材により支持された各々の反射鏡の位置関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the positional relationship of each reflecting mirror supported by the connection member. 本発明の太陽光集光発電装置の他の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows another example of the solar condensing power generation apparatus of this invention. 撮像装置による反射鏡の実画像の模式図を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the schematic diagram of the real image of the reflective mirror by an imaging device. 演算処理装置による反射鏡の理想画像の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the ideal image of the reflective mirror by an arithmetic processing unit. 画像処理装置で求められる画像ズレの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the image shift calculated | required with an image processing apparatus. 第二の実施態様を用いた集光方法の一例を示すフロー図である。It is a flowchart which shows an example of the condensing method using a 2nd embodiment. レシーバの一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of a receiver. クロスリニア型の集光方式の原理に関しての、太陽、レシーバ、反射鏡の位置関係の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the positional relationship of the sun, a receiver, and a reflective mirror regarding the principle of a cross linear type condensing system. クロスリニア型の集光方式の原理に関しての、太陽、レシーバ、反射鏡の位置関係の他の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows another example of the positional relationship of the sun, a receiver, and a reflective mirror regarding the principle of a cross linear condensing method. クロスリニア型の集光方式の原理に関しての、太陽、レシーバ、反射鏡の位置関係の他の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows another example of the positional relationship of the sun, a receiver, and a reflective mirror regarding the principle of a cross linear condensing method. 本発明の集光方式における集光された光の強度分布を示すグラフである。It is a graph which shows intensity distribution of the condensed light in the condensing system of the present invention. 従来の集光方式における集光された光の強度分布を示すグラフである。It is a graph which shows intensity distribution of the condensed light in the conventional condensing system. 従来の太陽電池を利用した発電装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the electric power generating apparatus using the conventional solar cell. 従来の太陽電池を利用した発電装置の他の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows another example of the electric power generating apparatus using the conventional solar cell. 従来のTボーン方式のヘリオスタット機構の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the conventional T-bone system heliostat mechanism. 従来の装置の反射鏡の位置を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the position of the reflective mirror of the conventional apparatus.

以下では、本発明の実施の形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
<第一の実施態様>
図1に本発明の太陽光集光発電装置の一例を示す。
まず、太陽光集光発電装置1の全体的な仕組みについて説明する。複数本の反射ライン2と1本以上の受光ライン3とが設定されている。各々の反射ライン2上には複数枚の反射鏡4が設置されており、受光ライン3上にはレシーバ5が設置されている。太陽光が反射鏡4に照射して反射され、該反射光をレシーバ5へ集光することで、太陽光を集光するものである。
そしてレシーバ5には太陽電池41が配設されており、その受光面に太陽光が集光され、発電が行われる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described, but the present invention is not limited thereto.
<First embodiment>
FIG. 1 shows an example of a solar concentrating power generator according to the present invention.
First, the overall mechanism of the solar light collecting power generator 1 will be described. A plurality of reflection lines 2 and one or more light receiving lines 3 are set. A plurality of reflecting mirrors 4 are installed on each reflection line 2, and a receiver 5 is installed on the light receiving line 3. Sunlight is irradiated and reflected on the reflecting mirror 4, and the reflected light is collected on the receiver 5 to collect sunlight.
And the solar cell 41 is arrange | positioned at the receiver 5, Sunlight is condensed on the light-receiving surface, and electric power generation is performed.

このように反射鏡を使って太陽光を集光した先に太陽電池を配設することで、従来の図18の方式よりも、効率よく簡便に、しかも大幅に低いコストで発電を行うことができる。太陽電池を多数配設するパネルを沢山設置するよりも、低コストの反射鏡を設置し、レシーバに設けた太陽電池に集光することで、高効率・低コストの発電を達成することが可能である。   By arranging the solar cell at the point where sunlight is collected using the reflecting mirror in this way, it is possible to generate power more efficiently and easily than the conventional method of FIG. 18 at a significantly lower cost. it can. It is possible to achieve high-efficiency and low-cost power generation by installing a low-cost reflector and concentrating on the solar cell installed in the receiver, rather than installing many panels with many solar cells. It is.

また従来のような太陽熱発電と異なり太陽電池を有しており、発電のためのタービン等の大がかりな装置が不要である。このため、さらに低コストのものとすることができる。タービン等の設置に必要な土地等も不要になる。   Further, unlike conventional solar thermal power generation, it has a solar cell, and does not require a large-scale device such as a turbine for power generation. For this reason, the cost can be further reduced. Land necessary for installation of turbines, etc. is also unnecessary.

以下、各部について詳述する。
複数本の反射ライン2は、南北方向に沿って互いに並列に設定されている。図1には4本の反射ライン2A〜2Dが設定されている例を示したが、反射ライン2の本数は複数本であればよく、特に限定されない。
Hereinafter, each part is explained in full detail.
The plurality of reflection lines 2 are set in parallel with each other along the north-south direction. Although FIG. 1 shows an example in which four reflection lines 2A to 2D are set, the number of the reflection lines 2 may be a plurality, and is not particularly limited.

また、1本以上の受光ライン3は、各々が、反射ライン2の上方の定位置に設定されている。さらには反射ライン2に直交するように(すなわち東西方向に沿うように)設定されている。
図1には1本の受光ライン3Aが設定されている例を示したが、2本以上とすることもでき、適宜決定することができる。例えば、図1に示す反射鏡4やレシーバ5等を1ユニットとし、このユニットを複数用意して並列配置することができる。
また、受光ライン3と反射ライン2との垂直方向の距離も特に限定されず、例えば太陽光を集光し易いように各種条件に合わせて適宜決定することができる。
Each of the one or more light receiving lines 3 is set at a fixed position above the reflection line 2. Furthermore, it is set so as to be orthogonal to the reflection line 2 (that is, along the east-west direction).
Although FIG. 1 shows an example in which one light receiving line 3A is set, the number of light receiving lines 3A can be two or more, and can be determined as appropriate. For example, the reflecting mirror 4 and the receiver 5 shown in FIG. 1 can be a single unit, and a plurality of such units can be prepared and arranged in parallel.
Further, the distance in the vertical direction between the light receiving line 3 and the reflecting line 2 is not particularly limited, and can be appropriately determined according to various conditions so as to easily collect sunlight, for example.

このように反射ラインおよび受光ラインの関係から分かるように、太陽光集光発電装置1はクロスリニア型のものであり、低コストで、効率良く太陽光を集光することが可能である。   As can be seen from the relationship between the reflection line and the light receiving line, the solar light collecting power generation apparatus 1 is of a cross linear type, and can efficiently collect sunlight at a low cost.

しかも、従来のタワー型は500−1000℃の高温のものしか得られないが、本発明のクロスリニア型のものでは、200℃の低温型から700℃の高温型のものを選択可能である。したがって、低集光(低温型)から高集光(高温型)のいずれにおいても、レシーバ5に配設した太陽電池41が劣化するのを抑制し、かつ、広い集光範囲で動作する太陽電池の種類を幅広く適用できる。設置場所等の諸条件に合致させて、最高のコストパフォーマンスを得ることができる。   Moreover, the conventional tower type can only be obtained at a high temperature of 500-1000 ° C, but the cross linear type of the present invention can be selected from a low temperature type of 200 ° C to a high temperature type of 700 ° C. Therefore, in any of the low concentration (low temperature type) to the high concentration (high temperature type), it is possible to suppress the deterioration of the solar cell 41 disposed in the receiver 5 and to operate in a wide concentration range. Can be widely applied. The best cost performance can be obtained by matching the conditions such as the installation location.

次に、複数枚の反射鏡4について説明する。反射鏡4は太陽光を反射できる反射面6を有しているものであれば良く、反射鏡4の形状等は特に限定されない。例えば、太陽光の反射面6が平らなものとすることもできるし、凹面状のものとすることもできる。大きさも限定されず、例えば反射面6が3m×1.5m程度の面積を有するものとすることができる。
反射鏡4は反射ライン2A〜2Dの各列上に複数枚ずつ設置されている。図1には各列あたり6枚ずつ設置されている例を示したが、この枚数に限定されない。例えば設置箇所の広さに応じて決めることができる。
Next, the plurality of reflecting mirrors 4 will be described. The reflecting mirror 4 only needs to have a reflecting surface 6 capable of reflecting sunlight, and the shape of the reflecting mirror 4 is not particularly limited. For example, the sunlight reflecting surface 6 can be flat or concave. The size is not limited, and for example, the reflecting surface 6 can have an area of about 3 m × 1.5 m.
A plurality of reflecting mirrors 4 are installed on each row of the reflecting lines 2A to 2D. Although FIG. 1 shows an example in which six sheets are installed in each row, the number is not limited to this. For example, it can be determined according to the size of the installation location.

また、反射鏡4にはヘリオスタット機構7が備えられている。ここで図2にヘリオスタット機構7の一例を示す。
ヘリオスタット機構7は太陽の動きに追従させて反射面6の角度を調整するものである。反射鏡4の反射面6に関して、東西方向の角度を調整する手段(東西角度調整手段8)と、南北方向の角度を調整する手段(南北角度調整手段9)とを有している。なお、ここでは反射ライン2A上の反射鏡4A〜4Aの場合についての例を挙げているが、他の反射ライン2B〜2Dにおいても同様にこれらの手段が備えられている。
従来では図20のようなTボーンのみを用いて任意の角度に反射面の角度を調整していたが、本発明におけるヘリオスタット機構7では、東西方向の角度と南北方向の角度とで調整手段が異なっている。これらの手段は、互いに独立して各々の方向の角度を調整できるようになっている。したがって、制御が簡単でありながら、高精度で角度調整ができる。
The reflecting mirror 4 is provided with a heliostat mechanism 7. Here, an example of the heliostat mechanism 7 is shown in FIG.
The heliostat mechanism 7 adjusts the angle of the reflecting surface 6 by following the movement of the sun. With respect to the reflecting surface 6 of the reflecting mirror 4, it has means for adjusting the angle in the east-west direction (east-west angle adjusting means 8) and means for adjusting the angle in the north-south direction (north-south angle adjusting means 9). Although here is an example for the case of the reflecting mirror 4A 1 to 4A 6 on reflection line 2A, it is provided with these means also in other reflective line 2B-2D.
Conventionally, the angle of the reflecting surface is adjusted to an arbitrary angle using only the T-bone as shown in FIG. 20, but the heliostat mechanism 7 according to the present invention adjusts the angle between the east-west angle and the north-south angle. Is different. These means can adjust the angle of each direction independently of each other. Therefore, the angle can be adjusted with high accuracy while the control is simple.

(東西角度調整手段について)
(回転リング)
まず、東西角度調整手段8について説明する。図3に東西角度調整手段8の一例を示す。図3(A)は東西角度調整手段8の上面図であり、図3(B)はその側面図である。なお、1本の反射ライン2A上に設置された反射鏡4(4A〜4A)も併せて記載している。
(About east-west angle adjustment means)
(Rotating ring)
First, the east / west angle adjusting means 8 will be described. FIG. 3 shows an example of the east / west angle adjusting means 8. 3A is a top view of the east-west angle adjusting means 8, and FIG. 3B is a side view thereof. Incidentally, one the installed reflector on a reflective line 2A of 4 (4A 1 ~4A 6) are also described together.

図3(A)に示すように、東西角度調整手段8は、まず、回転リング10とフレーム11を備えている。
また、図2、図3(A)に示すように、フレーム11は、南北方向に直列に並べられた反射鏡4A〜4Aの全てを囲うようにして配置されており、各反射鏡4A〜4Aの東側および西側の側面と連結されている。なお、ここでは各反射鏡4A〜4Aの側面の中央部において連結されており、該連結部を結ぶ軸(図3(A)の点線)を中心にして各反射鏡4A〜4Aは南北方向に回転可能になっている。
As shown in FIG. 3A, the east-west angle adjusting means 8 includes a rotating ring 10 and a frame 11 first.
Also, FIG. 2, as shown in FIG. 3 (A), the frame 11 is disposed so as to surround all of the reflecting mirror 4A 1 to 4A 6 arranged in series in the north-south direction, each of the reflecting mirrors 4A It is coupled with the east and west sides of 1 to 4A 6. Here, the reflecting mirrors 4A 1 to 4A 6 are connected at the center of the side surfaces thereof, and the reflecting mirrors 4A 1 to 4A 6 are centered on an axis (dotted line in FIG. 3A) connecting the connecting parts. Can rotate in the north-south direction.

また、図3(A)に示すように、回転リング10はフレーム11を例えば外側から囲うようにして、フレーム11の両端と中央部に配置されており、各々、フレーム11と連結されている。すなわち、回転リング10と反射鏡4A〜4Aはフレーム11を介して連結されている。
なお、ここでは回転リング10の数が3つの場合を例に挙げたが、これに限定されず1つ以上あれば良い。例えばフレーム11の中央のみに配置しても良いが、特には複数あるのが好ましく、図3の場合よりも多く配置することもできる。
反射鏡4A〜4Aを適切に保持できるとともに、同時に回転させることができれば良く、フレーム11の形状や大きさ、回転リング10の数や大きさ等は適宜決定することができる。反射鏡の重量等も考慮してフレーム11等に撓みが生じないように、材質等もその都度決定することができる。
As shown in FIG. 3A, the rotating ring 10 is arranged at both ends and the center of the frame 11 so as to surround the frame 11 from the outside, for example, and is connected to the frame 11. That is, the rotating ring 10 and the reflecting mirrors 4A 1 to 4A 6 are connected via the frame 11.
In addition, although the case where the number of the rotating rings 10 was three was mentioned here as an example, it is not limited to this, What is necessary is just one or more. For example, it may be arranged only at the center of the frame 11, but it is particularly preferable that there are a plurality of frames 11, and more can be arranged than in the case of FIG. 3.
The reflecting mirrors 4A 1 to 4A 6 can be appropriately held and can be rotated at the same time, and the shape and size of the frame 11, the number and size of the rotating ring 10 can be appropriately determined. In consideration of the weight of the reflecting mirror and the like, the material and the like can be determined each time so that the frame 11 or the like is not bent.

さらに図3(B)に示すように、各々の回転リング10には、回転リング10を東西方向に回転させるためのローラー12が備えられている。回転リング10を回転させる手段としては特に限定されないが、このようなローラー12であれば、回転リング10を簡便に回転させることができ、フレーム11を介して連結されている反射鏡4(4A〜4A)を同時に東西方向に回転させることができる。
ここでは回転リング10ごとに2つのローラー12が配置されている。該ローラー12によって回転リング10は回転可能に下方から支えられている。ローラー12の数や大きさ等は特に限定されず、適宜決定することができる。
Further, as shown in FIG. 3B, each rotary ring 10 is provided with a roller 12 for rotating the rotary ring 10 in the east-west direction. The means for rotating the rotating ring 10 is not particularly limited. However, with such a roller 12, the rotating ring 10 can be easily rotated, and the reflecting mirror 4 (4A 1 ) connected via the frame 11 is used. to 4A 6) it can be the to simultaneously rotate in the east-west direction.
Here, two rollers 12 are arranged for each rotating ring 10. The rotating ring 10 is rotatably supported by the roller 12 from below. The number and size of the rollers 12 are not particularly limited, and can be determined as appropriate.

また、これらの回転リング10のうちの少なくとも1つにおいて、ローラー12にモーター13が接続されている。モーター13によって、ローラー12の回転駆動を制御して、所望のタイミング、回転数でローラー12を回転させることができる。これにより、回転リング10をmR〜数十mRの精度で正確に回転制御することが可能である。
配置するモーター13の数は適宜決定することができる。
また、回転の度合い(回転範囲)も特に限定されないが、日中に反射鏡4が太陽光をレシーバ5に反射させることができるよう、反射鏡4を、12時間あたり90°回転させることが可能なモーター13やローラー12を用意するのが良い。
A motor 13 is connected to the roller 12 in at least one of the rotating rings 10. The motor 13 can control the rotational drive of the roller 12 to rotate the roller 12 at a desired timing and number of rotations. Thereby, it is possible to accurately control the rotation of the rotating ring 10 with an accuracy of mR to several tens of mR.
The number of motors 13 to be arranged can be determined as appropriate.
Further, the degree of rotation (rotation range) is not particularly limited, but the reflecting mirror 4 can be rotated 90 ° per 12 hours so that the reflecting mirror 4 can reflect sunlight to the receiver 5 during the day. It is good to prepare the motor 13 and the roller 12 which are the same.

このような東西角度調整手段8が、各列の反射ライン上ごとに備えられている。このため、1本の反射ライン上に設置されている複数枚の反射鏡を全て同時に東西方向に回転させることができ、それらの東西方向の角度調整を同時に行うことが可能である。しかも複数ある反射ラインを各反射ラインごとに独立して反射鏡の角度調整をすることができる。   Such an east / west angle adjusting means 8 is provided for each line of reflection lines. For this reason, it is possible to rotate all the reflecting mirrors installed on one reflection line simultaneously in the east-west direction, and to simultaneously adjust the angles in the east-west direction. Moreover, the angle of the reflecting mirror can be adjusted independently for each reflecting line.

(微調整手段)
また、東西角度調整手段は、さらに、微調整手段を備えている。ここで微調整手段の有効性について詳述する。
前述したように、従来の集光方式では収差が大きくなり、太陽光を集光するにあたって非効率的な面がある。そこでまず本発明者は、クロスリニア型の集光方式を用いることにより、収差を小さくすることができ、効率良く太陽光を集光できることを見出した。
(Fine adjustment means)
The east / west angle adjusting means further includes fine adjusting means. Here, the effectiveness of the fine adjustment means will be described in detail.
As described above, in the conventional condensing method, the aberration becomes large, and there is an inefficient surface for condensing sunlight. Therefore, first, the present inventor has found that by using a cross linear type condensing method, aberration can be reduced and sunlight can be efficiently condensed.

また、太陽光集光発電装置は、一般に、その設置に広大な土地を要するためコストがかかる。このような設置に必要な土地面積を最小限に抑え、コストを低減するには集光率を一層高める必要がある。そこで、本発明者はクロスリニア型の集光方式における集光率を高める方法について鋭意研究を行ったところ、反射鏡の角度調整に着目した。   In addition, a solar concentrating power generation device is generally expensive because it requires a large amount of land for installation. In order to minimize the land area required for such installation and reduce costs, it is necessary to further increase the light collection rate. Therefore, the present inventor conducted intensive research on a method for increasing the light collection rate in the cross linear type light collection method, and paid attention to angle adjustment of the reflecting mirror.

まず、クロスリニア型の集光方式の原理について簡単に説明する。図13に、春分のときの太陽、レシーバ、反射鏡の位置関係の一例を示す。天球の中心Oに位置する一枚の反射鏡によって、太陽光がレシーバに向けて反射されている。また、投影面には、天球において、太陽光が反射鏡に入射し、該反射鏡で反射された反射光がレシーバへと向かう道筋が投影されている。   First, the principle of the cross linear condensing method will be briefly described. FIG. 13 shows an example of the positional relationship between the sun, the receiver, and the reflector at the time of equinox. Sunlight is reflected toward the receiver by a single reflecting mirror located at the center O of the celestial sphere. On the projection surface, a path is projected on the celestial sphere where sunlight enters the reflecting mirror and the reflected light reflected by the reflecting mirror travels toward the receiver.

クロスリニア型ではこのような反射鏡が複数枚、南北方向に沿って設置されることになる。その様子を示したのが図14である。図14では2つの反射鏡について示した。図14に示すように、各々の反射鏡に対し、各々の天球においては同じ方向から太陽光が入射されることになるため、投影面における光の道筋は、いずれの反射鏡に関しても同様のパターンとなるが、反射鏡の反射面の角度はレシーバから遠い位置のものほど小さくなると考えられる。   In the cross linear type, a plurality of such reflecting mirrors are installed along the north-south direction. This is shown in FIG. FIG. 14 shows two reflecting mirrors. As shown in FIG. 14, since sunlight is incident on each reflecting mirror from the same direction in each celestial sphere, the path of light on the projection plane has the same pattern for any reflecting mirror. However, the angle of the reflecting surface of the reflecting mirror is considered to be smaller as the position is farther from the receiver.

しかしながら、図15に示すように厳密には、レシーバへ反射させるための反射面の角度(南北方向および東西方向)は反射鏡の位置によって僅かではあるが異なってくる。すなわち、太陽光をレシーバRに反射するため、反射鏡Mは、反射面が、∠SMRを二等分する直線MPに垂直になるよう角度調整される。一方、反射鏡Mでは、反射面が、∠SMRを二等分する直線MP’に垂直になるよう角度調整され、反射鏡Mの反射面の角度とは異なる。 However, strictly speaking, as shown in FIG. 15, the angle of the reflecting surface (the north-south direction and the east-west direction) for reflection to the receiver varies slightly depending on the position of the reflecting mirror. That is, in order to reflect sunlight to the receiver R, the reflecting mirror M 1 is angle-adjusted so that the reflecting surface is perpendicular to the straight line M 1 P that bisects the ∠SM 1 R. On the other hand, in the reflecting mirror M 2 , the angle of the reflecting surface is adjusted to be perpendicular to a straight line M 2 P ′ that bisects ∠SM 2 R, and is different from the angle of the reflecting surface of the reflecting mirror M 1 .

したがって、設置位置の異なる複数枚の反射鏡を全て同じ向きに角度調整すると、たとえある反射鏡に関してはレシーバに向けて太陽光を最適な角度で反射できるとしても、別の反射鏡に関しては最適な角度からは僅かながらずれた角度で反射することになる。
そこで本発明者は、東西方向および南北方向の反射面の角度調整を、各々、個別に調整可能にすれば、より一層精度高く集光することができることを見出した。
Therefore, if you adjust the angle of multiple reflectors with different installation positions in the same direction, even if one reflector can reflect sunlight toward the receiver at the optimum angle, it is optimal for another reflector. The light is reflected at an angle slightly deviated from the angle.
Therefore, the present inventor has found that if the angle adjustment of the reflection surfaces in the east-west direction and the north-south direction can be individually adjusted, light can be collected with higher accuracy.

微調整手段は、上記のように回転リング10等により同時調整される複数枚の反射鏡4の各々に設けられている。そして、各々の反射鏡の位置に応じて、反射面の東西方向の角度を追加的に微調整するものである。微調整手段の構成は特に限定されず、反射鏡4の反射面の角度を微調整できるものであれば良い。   The fine adjustment means is provided in each of the plurality of reflecting mirrors 4 that are simultaneously adjusted by the rotating ring 10 or the like as described above. Then, according to the position of each reflecting mirror, the angle in the east-west direction of the reflecting surface is additionally finely adjusted. The configuration of the fine adjustment means is not particularly limited as long as the angle of the reflection surface of the reflecting mirror 4 can be finely adjusted.

図3(C)に微調整手段18の一例を示す。
ここでは、図3(C)に示すように回動用部材19、回動用アクチュエータ20、回動用軸棒21からなるものとする。
湾曲面を有する回動用部材19はフレーム11に連結されており、回動用アクチュエータ20が備えられている。回動用部材19には、湾曲面に沿って長溝が設けられている。そして該長溝に回動用軸棒21の一端が嵌合されているとともに、回動用軸棒21のその一端は長溝に沿って移動可能となっている。また、回動用軸棒21の他端はフレーム11に連結されている。ただし、これに限定されず、他端側にも同様に別の回動用部材を設け、その長溝に他端を勘合させることもできる。
An example of the fine adjustment means 18 is shown in FIG.
Here, as shown in FIG. 3C, it is assumed that the rotating member 19, the rotating actuator 20, and the rotating shaft 21 are included.
A turning member 19 having a curved surface is connected to the frame 11 and is provided with a turning actuator 20. The rotating member 19 is provided with a long groove along the curved surface. One end of the pivot shaft 21 is fitted in the long groove, and the one end of the pivot shaft 21 is movable along the long groove. The other end of the pivot shaft 21 is connected to the frame 11. However, the present invention is not limited to this, and another rotation member can be provided on the other end side in the same manner, and the other end can be fitted into the long groove.

そしてさらに、回動用軸棒21は図3(A)の点線に沿って反射鏡4と連結して設けられており、反射鏡4は、回動用軸棒21を中心軸として、前述したように南北方向に回転可能になっている。このように反射鏡4は回動用軸棒21および回動用部材19を介してフレーム11に連結されている。   Further, the pivot shaft 21 is connected to the reflecting mirror 4 along the dotted line in FIG. 3A, and the reflecting mirror 4 has the pivot shaft 21 as the central axis as described above. It can rotate in the north-south direction. Thus, the reflecting mirror 4 is connected to the frame 11 via the pivot shaft 21 and the pivot member 19.

また回動用軸棒21には回動用アクチュエータ20の回動用アーム22の先端が取り付けられている。該アクチュエータ20の前進後退運動により、回動用軸棒21を長溝に沿って移動させることができる。それによって、回動用軸棒21を、連結されている反射鏡4ごと、東西方向に回動させることができる。
なお、回動用アーム22の前進後退の範囲(ストローク範囲)は特に限定されない。ただし、上述したように回転リング10等を用い、複数の反射鏡4の角度を同時に大まかに調整可能であるので、各反射鏡の位置の違いを起因とする僅かな角度の差を追加調整できる程度に回動用軸棒21を移動可能なものであれば良い。例えば、反射面の角度を東西方向に3°程度の範囲で調整できるものとすることができる。
Further, the tip of a turning arm 22 of the turning actuator 20 is attached to the turning shaft 21. By the forward and backward movement of the actuator 20, the pivot shaft 21 can be moved along the long groove. Thereby, the pivot shaft 21 can be rotated in the east-west direction together with the reflecting mirrors 4 connected thereto.
In addition, the range (stroke range) of the forward / backward movement of the turning arm 22 is not particularly limited. However, as described above, the angle of the plurality of reflecting mirrors 4 can be roughly adjusted simultaneously using the rotating ring 10 or the like, so that a slight difference in angle caused by the difference in position of each reflecting mirror can be additionally adjusted. What is necessary is just to be able to move the pivot shaft 21 to the extent. For example, the angle of the reflecting surface can be adjusted in the range of about 3 ° in the east-west direction.

本発明においては、東西角度調整手段8は図3(C)のような微調整手段18をさらに備えているので、複数枚の反射鏡を回転リングで大まかに角度調整した後、さらに微調整手段18を用い、反射鏡ごとに追加的に角度の微調整をすることができる。すなわち、微調整手段18を備えていない場合よりも、東西方向の反射面の角度をより一層高精度に、しかも簡便に調整することができる。これにより、さらに効率良く、集光をすることができる。
なお、微調整手段は図3(C)に示す形態に限られず、他の形態のものとすることもできる。例えば図3(D)に示すように、反射鏡の両側に、アクチュエータ等によって上下に移動可能なレールを配設し、各々のレールの上下動により、レールに連結された反射鏡の回動用軸棒を上下動させることで反射鏡の東西方向の角度を微調整するものとしても良い。
また、図3(E)に示すように、反射鏡の回動用軸棒の一端を上下動させるための機構を設け、該一端を上下動させ、他端を支点として反射鏡を回転させて角度の微調整をするものとしても良い。他端は支点としての役割を果たせるよう適切な方法でフレームに連結させることができる。
In the present invention, the east / west angle adjusting means 8 further includes a fine adjusting means 18 as shown in FIG. 3C. Therefore, after roughly adjusting the angle of a plurality of reflectors with a rotating ring, the fine adjusting means is further adjusted. 18, the angle can be additionally finely adjusted for each reflecting mirror. That is, the angle of the reflection surface in the east-west direction can be adjusted with higher accuracy and more simply than when the fine adjustment means 18 is not provided. Thereby, it can condense more efficiently.
Note that the fine adjustment means is not limited to the form shown in FIG. 3C, and other forms may be employed. For example, as shown in FIG. 3D, rails that can be moved up and down by an actuator or the like are arranged on both sides of the reflecting mirrors, and the pivot shafts of the reflecting mirrors connected to the rails by the vertical movement of each rail. The angle in the east-west direction of the reflector may be finely adjusted by moving the bar up and down.
Further, as shown in FIG. 3E, a mechanism is provided for vertically moving one end of the pivot shaft of the reflecting mirror, the one end is vertically moved, and the reflecting mirror is rotated with the other end as a fulcrum. It is also possible to make fine adjustments. The other end can be connected to the frame in an appropriate manner so that it can serve as a fulcrum.

なお、東西角度調整手段8に関して、当然、図3の形態(回転リングおよび微調整手段)に限らず、1つの手段を用い、各々の反射鏡4の反射面の東西方向の角度を個別に調整可能なものとすることもできる。しかしながら、たった1つの手段で各々の反射鏡の東西方向の細かな角度調整をしようとすると、その手段が大規模化したり、制御が複雑化しやすい。上記のような、回転リング10(大まかな角度調整)および微調整手段18(細かな角度調整)の組み合わせによって、無駄に複雑化・大規模化するのを防ぐことができる。しかも精度の高い角度調整を行いやすい。   Of course, the east-west angle adjusting means 8 is not limited to the form shown in FIG. 3 (rotating ring and fine adjusting means), and one means is used to individually adjust the east-west angle of the reflecting surface of each reflecting mirror 4. It can also be possible. However, if it is attempted to finely adjust the angle of each reflector in the east-west direction with only one means, the means tends to be large-scale or control is complicated. By combining the rotary ring 10 (rough angle adjustment) and the fine adjustment means 18 (fine angle adjustment) as described above, it is possible to prevent unnecessary complexity and scale. Moreover, it is easy to adjust the angle with high accuracy.

(南北角度調整手段について)
次に南北角度調整手段9について説明する。図4に南北角度調整手段9の一例を示す。図4(A)は図2のA矢視図であり、各々の位置関係が把握しやすいように、回転リング10、フレーム11、反射鏡4も併せて記載している。また図4(B)は図2のB矢視図であり、フレーム11、反射鏡4も併せて記載している。
南北角度調整手段9は反射鏡4に対して個別に設けられており、アーム14を有するアクチュエータ15を備えている。このアクチュエータ15はアーム14を前進後退運動させるものである。またアーム14は反射鏡4に連結されている。
(About north-south angle adjustment means)
Next, the north-south angle adjusting means 9 will be described. FIG. 4 shows an example of the north-south angle adjusting means 9. FIG. 4A is a view taken in the direction of the arrow A in FIG. 2, and also illustrates the rotating ring 10, the frame 11, and the reflecting mirror 4 so that the positional relationship of each can be easily grasped. FIG. 4B is a view taken in the direction of arrow B in FIG. 2 and also shows the frame 11 and the reflecting mirror 4 together.
The north-south angle adjusting means 9 is individually provided for the reflecting mirror 4 and includes an actuator 15 having an arm 14. The actuator 15 moves the arm 14 forward and backward. The arm 14 is connected to the reflecting mirror 4.

ここではアーム14は、先端が反射鏡4の裏面に連結されており、その前進後退運動により反射鏡4の裏面を押し引きすることができ、それによってフレーム11との連結部同士を結ぶ軸を中心にして反射鏡4を南北方向に回転させることが可能である。アーム14の前進後退の距離によって、反射鏡4の反射面6の南北方向の角度を調整することができる。   Here, the tip of the arm 14 is connected to the back surface of the reflecting mirror 4, and the back surface of the reflecting mirror 4 can be pushed and pulled by its forward / backward movement, whereby an axis connecting the connecting portions with the frame 11. The reflecting mirror 4 can be rotated in the north-south direction around the center. The angle of the reflecting surface 6 of the reflecting mirror 4 in the north-south direction can be adjusted by the distance of the arm 14 moving forward and backward.

アーム14の前進後退の範囲(ストローク範囲)は特に限定されないが、少なくとも、1年を通して太陽光をレシーバに向けて適切に反射できるようなものであれば良い。地軸の傾きにより、1年を通して太陽の高度は(23.4°×2)の範囲で変化するため、反射面6の角度を少なくともその範囲の分は調整できるように、アーム14のストローク範囲を決定すると良い。   The forward / backward range (stroke range) of the arm 14 is not particularly limited as long as it can appropriately reflect sunlight toward the receiver throughout the year. Due to the inclination of the earth's axis, the altitude of the sun changes in a range of (23.4 ° × 2) throughout the year, so that the stroke range of the arm 14 is adjusted so that the angle of the reflecting surface 6 can be adjusted at least by that range. It is good to decide.

またアーム14は、前述のように反射鏡4の裏面を押したり引いたりして反射鏡4を回転させるが、同時に反射鏡4を裏面側から支持している。
従来用いられているTボーン方式では、図20に示すように各部を回転させることによって、太陽の動きに合わせて反射鏡を任意に回転させている。このようなTボーン方式では風によって反射鏡が揺れてしまい、レシーバへの反射に悪影響が生じることがあったが、図4のアーム14による支持のおかげで、風が吹いたとしても反射鏡4が揺れるのを効果的に防ぐことができる。したがって、反射鏡4の揺れによってレシーバへの反射が適切に行われなくなるのを防ぐことができ、集光率が下がるのを抑制することができる。
Further, the arm 14 rotates the reflecting mirror 4 by pushing or pulling the back surface of the reflecting mirror 4 as described above, and simultaneously supports the reflecting mirror 4 from the back surface side.
In the conventionally used T-bone method, the reflecting mirror is arbitrarily rotated in accordance with the movement of the sun by rotating each part as shown in FIG. In such a T-bone system, the reflecting mirror may be shaken by the wind, and the reflection to the receiver may be adversely affected. However, thanks to the support by the arm 14 in FIG. Can be effectively prevented from shaking. Therefore, it is possible to prevent the reflection to the receiver from being appropriately performed due to the shaking of the reflecting mirror 4, and it is possible to prevent the light collection rate from being lowered.

なお、反射鏡4の裏面でアーム14と連結している場合について説明したが、当然これに限定されず、アーム14と反射鏡4の連結部は適宜決定することができる。例えば反射鏡4の側面でアーム14と連結させることも可能である。
また、反射鏡4とアーム14は必ずしも連結されている必要はない。反射鏡を適切に支持しつつ回転させることができるような仕組みであれば良い。
In addition, although the case where it connected with the arm 14 on the back surface of the reflective mirror 4 was demonstrated, naturally it is not limited to this, The connection part of the arm 14 and the reflective mirror 4 can be determined suitably. For example, it can be connected to the arm 14 on the side surface of the reflecting mirror 4.
Further, the reflecting mirror 4 and the arm 14 are not necessarily connected. Any mechanism that can be rotated while appropriately supporting the reflecting mirror may be used.

また、前述したように反射鏡4はフレーム11ごと東西方向に回転するものであるので、アクチュエータ15自体は、例えばフレーム11に固定させると良い。このようにすれば、反射面6の東西方向の角度調整のために回転リング10によってフレーム11および反射鏡4が東西方向に回転したとしても、アクチュエータ15はフレーム11に固定されているので、東西方向に回転する前と同様にして、アクチュエータ15のアーム14で反射面6の南北方向の角度調整を行うことが可能である。   Since the reflecting mirror 4 rotates in the east-west direction together with the frame 11 as described above, the actuator 15 itself may be fixed to the frame 11, for example. In this way, even if the frame 11 and the reflecting mirror 4 are rotated in the east-west direction by the rotating ring 10 in order to adjust the angle of the reflecting surface 6 in the east-west direction, the actuator 15 is fixed to the frame 11, so The angle of the reflecting surface 6 in the north-south direction can be adjusted by the arm 14 of the actuator 15 in the same manner as before rotating in the direction.

このような南北角度調整手段9が、各々の反射鏡ごとに備えられている。このため、反射鏡4を個別に南北方向に回転させて、その反射面6の南北方向の角度調整を行うことが可能である。しかも反射鏡ごとに互いに独立して角度調整することができる。   Such a north-south angle adjusting means 9 is provided for each reflecting mirror. For this reason, the reflecting mirror 4 can be individually rotated in the north-south direction, and the angle of the reflecting surface 6 in the north-south direction can be adjusted. Moreover, the angle can be adjusted independently for each reflecting mirror.

以上、東西角度調整手段8と南北角度調整手段9について、反射鏡4を回転させて反射面6の角度を調整するための仕組みについて説明してきた。
図20のような従来のTボーン方式では、そのTボーンのみで反射面を様々な方向に回転させて任意の角度に調整しなければならず、そのために制御が複雑であった。
しかしながら、本発明では、反射面の角度調整を、回転リングや微調整手段を有する東西角度調整手段とアクチュエータを有する南北角度調整手段で分担している。すなわち、東西角度調整手段は東西方向の角度調整だけ行えば良く、また、南北角度調整手段は南北方向の角度調整だけ行えば良いので、各々は、単純な制御構造で簡便に反射面の角度を調整することができ、それらの組合わせで任意の角度に反射面の角度を高い精度で調整可能である。しかも、それぞれの機構は簡単であるため、低コストなものとなる。
The mechanism for adjusting the angle of the reflecting surface 6 by rotating the reflecting mirror 4 has been described above for the east-west angle adjusting means 8 and the north-south angle adjusting means 9.
In the conventional T-bone system as shown in FIG. 20, the reflecting surface must be rotated in various directions using only the T-bone and adjusted to an arbitrary angle, which makes control complicated.
However, in the present invention, the angle adjustment of the reflecting surface is shared by the east-west angle adjusting means having a rotating ring and fine adjusting means and the north-south angle adjusting means having an actuator. That is, the east-west angle adjustment means only needs to adjust the angle in the east-west direction, and the north-south angle adjustment means only needs to adjust the angle in the north-south direction. The angle of the reflecting surface can be adjusted with high accuracy to an arbitrary angle by combining them. Moreover, since each mechanism is simple, the cost is low.

なお、単に反射面6を任意の角度に調整できるだけでなく、ヘリオスタット機構7として、実際に、太陽の動きに追従するように角度が調整されるものでなければならない。
このような角度調整を円滑にすすめるため、例えば、東西角度調整手段8および南北角度調整手段9に、暦および真太陽時に応じた太陽の動きに対する反射鏡4の角度調整データを内蔵しておくと良い。前述したように、東西角度調整手段8においては、モーター13によりローラー12が回転駆動制御されて、回転リング10の回転が制御されるとともに、微調整手段18の回動用アクチュエータが制御され、反射鏡4の反射面6の東西方向の角度調整が行われる。また太陽の動きは暦および真太陽時から予め推測することができる。
It should be noted that not only the reflecting surface 6 can be adjusted to an arbitrary angle, but also the heliostat mechanism 7 must be adjusted so that the angle actually follows the movement of the sun.
In order to facilitate such angle adjustment, for example, the angle adjustment data of the reflecting mirror 4 with respect to the movement of the sun according to the calendar and true sun time is built in the east / west angle adjustment means 8 and the north-south angle adjustment means 9. good. As described above, in the east-west angle adjusting means 8, the roller 12 is rotationally controlled by the motor 13 to control the rotation of the rotating ring 10, and the rotating actuator of the fine adjusting means 18 is controlled to reflect the reflecting mirror. The angle adjustment of the 4 reflective surfaces 6 in the east-west direction is performed. The movement of the sun can be estimated in advance from the calendar and true sun.

そこで、モーター13として、その駆動制御のためのコンピュータを備えるものとし、該コンピュータには上記太陽の動きに追従して反射鏡4の反射面6の角度が適切に調整されるようにするための、回転リング10の回転度合いやモーター13の制御値(角度調整データ)のパターンをインプットしておく。回動用アーム22の前進後退運動の制御に関しても同様、回動用アクチュエータ20のメモリ上、あるいは備え付けたコンピュータ内に制御パターンをインプットしておく。そして、実際に太陽光をレシーバ5に反射させる際には、コンピュータ内の角度調整データに基づいてモーター13を駆動させ、回転リング10の回転を制御し、また、回動用アクチュエータ20の回動用アーム22の前進後退運動を制御することで、簡便に反射面6の角度調整を行うことができる。
特に東西角度調整手段8においては、東から西へ移動する太陽に対して、回転リングにより一定速度で回転させ、微調整手段で追加的に微調整すれば良く、極めて安定した制御が可能である。従来のTボーン方式では太陽の位置に対応させるために、反射鏡が大きく回転することもあり、回転速度を急激に高める必要性が生じたりもするが、本発明ではそのような急激な回転の必要性を低減することができる。
なお、コンピュータを別個用意するのではなく、例えばモーター13に内蔵されるメモリと制御回路に角度調整データを入力して制御させることもできる。
Therefore, the motor 13 is provided with a computer for driving and controlling the motor 13 so that the angle of the reflecting surface 6 of the reflecting mirror 4 is appropriately adjusted following the movement of the sun. The rotation degree of the rotating ring 10 and the control value (angle adjustment data) pattern of the motor 13 are input. Similarly, the control pattern is input to the memory of the turning actuator 20 or the computer provided for the control of the forward and backward movement of the turning arm 22. When the sunlight is actually reflected by the receiver 5, the motor 13 is driven based on the angle adjustment data in the computer to control the rotation of the rotating ring 10, and the rotation arm of the rotation actuator 20. By controlling the forward and backward movement of 22, it is possible to easily adjust the angle of the reflecting surface 6.
In particular, in the east-west angle adjusting means 8, the sun moving from east to west may be rotated at a constant speed by a rotating ring and additionally finely adjusted by a fine adjusting means, and extremely stable control is possible. . In the conventional T-bone method, the reflecting mirror may rotate greatly in order to correspond to the position of the sun, and it may be necessary to rapidly increase the rotation speed. In the present invention, such a rapid rotation is required. The need can be reduced.
Instead of preparing a computer separately, for example, angle adjustment data can be input and controlled in a memory and a control circuit built in the motor 13.

また、南北角度調整手段9についても同様である。すなわち、アクチュエータ15のメモリ上、あるいは備えつけたコンピュータ内に、上記太陽の動きに追従して反射鏡4の反射面6の角度が適切に調整されるようにするための、アクチュエータ15のアーム14の前進後退運動の制御値(角度調整データ)のパターンをインプットしておく。そして該角度調整データに基づいてアクチュエータ15のアーム14の前進後退運動を制御することによって、簡便に反射面6の角度調整を行うことができる。   The same applies to the north-south angle adjusting means 9. That is, the arm 14 of the actuator 15 for adjusting the angle of the reflecting surface 6 of the reflecting mirror 4 appropriately following the movement of the sun in the memory of the actuator 15 or in the computer provided. The pattern of the control value (angle adjustment data) of forward / backward movement is input in advance. Then, by controlling the forward / backward movement of the arm 14 of the actuator 15 based on the angle adjustment data, the angle of the reflecting surface 6 can be easily adjusted.

当然、従来のように、逐次、太陽の位置を計算し、さらにその太陽の位置に対応した反射面の角度を計算して東西角度調整手段8および南北角度調整手段9を制御しても良い。しかしながら、上記のようにパターン化された内蔵データを利用するのであれば、従来のような逐次計算は必要なく、また、そのような逐次計算を行ってから反射面の角度調整を行うのではないので、より一層、太陽の動きに遅れることなくいち早く対応させることが可能であるし、簡便である上に精度も高く、集光率の上昇につなげることができる。コスト等に応じて適宜決定することができる。   Of course, as in the prior art, the position of the sun may be calculated sequentially, and the angle of the reflecting surface corresponding to the position of the sun may be calculated to control the east-west angle adjusting means 8 and the north-south angle adjusting means 9. However, if the built-in data patterned as described above is used, the conventional sequential calculation is not necessary, and the angle of the reflecting surface is not adjusted after performing such a sequential calculation. Therefore, it is possible to quickly cope with the movement of the sun without delay, and it is simple and highly accurate, leading to an increase in the light collection rate. It can be determined appropriately according to the cost and the like.

また、東西角度調整手段8および南北角度調整手段9は各々独立して制御可能であるが、これに限定されず、図1に示すように中央制御装置16を設け、それぞれの、東西角度調整手段8のモーター13、回動用アクチュエータ20、や南北角度調整手段9のアクチュエータ15と接続し、中央制御装置16によって、回転リング10の回転、回動用アクチュエータ20の回動用アーム22の前進後退運動、およびアクチュエータ15のアーム14の前進後退運動を統一的に制御することも可能である。例えば、集光開始時やメンテナンス時の反射面6の初期角度の調整を行うときに中央制御装置16で制御することができる。太陽の位置に基づいて、適切な反射面6の角度やその角度に調整するためのモーター13等の制御データを計算し、該計算結果に基づき、中央制御装置16によって反射面6の初期角度を調整することができる。
そして、初期角度を調整した後、引き続き中央制御装置16により角度調整を行っても良いし、あるいは前述したように内蔵データを利用して角度調整を行うこともできる。
Further, the east-west angle adjusting means 8 and the north-south angle adjusting means 9 can be controlled independently. However, the present invention is not limited to this, and a central controller 16 is provided as shown in FIG. 8 is connected to the motor 13, the turning actuator 20, and the actuator 15 of the north-south angle adjusting means 9, and the central control device 16 rotates the rotating ring 10, the forward / backward movement of the turning arm 22 of the turning actuator 20, and It is also possible to control the forward and backward movement of the arm 14 of the actuator 15 in a unified manner. For example, the central control device 16 can control the initial angle of the reflecting surface 6 at the start of light collection or maintenance. Based on the position of the sun, the control data of the motor 13 and the like for adjusting the angle of the reflective surface 6 and the angle to an appropriate angle is calculated, and the initial angle of the reflective surface 6 is calculated by the central controller 16 based on the calculation result. Can be adjusted.
Then, after adjusting the initial angle, the central control device 16 may continue to adjust the angle, or the angle adjustment may be performed using the built-in data as described above.

また、本発明では、各列の反射ライン上にある複数枚の反射鏡4を支持して連結する連結部材を有している。連結部材の一例を図5に示す。また、連結部材により支持された各々の反射鏡の位置関係を図6に示す。なお、図5、6においては、ヘリオスタット機構のアクチュエータや回転リングの記載は省略している。ここではまず、北半球に太陽光集光発電装置1を設置する場合について説明する。
この連結部材17は特に限定されず、各列の反射ライン2上にある複数枚の反射鏡4(図5では、反射ライン2A上の反射鏡4A〜4A)を支持して連結するものであれば良い。そして、連結部材17を一端(北端)が他端(南端)よりも相対的に上方に位置するよう傾けて配設することができるものであれば良い(図6参照)。傾きの角度としては特に限定されないが、例えば15〜20°程度とすることができる。このように傾けて配設されているため、該連結部材17により支持された複数枚の反射鏡4は、相対的に上方に位置する一端の側(北側)に設置された反射鏡が、相対的に下方に位置する他端の側(南側)に設置された反射鏡よりも相対的に上方に位置している。
Moreover, in this invention, it has the connection member which supports and connects the several reflective mirror 4 on the reflective line of each row | line. An example of the connecting member is shown in FIG. FIG. 6 shows the positional relationship between the reflecting mirrors supported by the connecting member. 5 and 6, the description of the actuator and the rotating ring of the heliostat mechanism is omitted. Here, first, the case where the solar concentrating power generation apparatus 1 is installed in the northern hemisphere will be described.
The connecting member 17 is not particularly limited, and supports and connects a plurality of reflecting mirrors 4 (reflecting mirrors 4A 1 to 4A 6 on the reflecting line 2A in FIG. 5) on the reflecting lines 2 in each row. If it is good. And what is necessary is just to be able to arrange | position the connection member 17 so that it may incline so that one end (north end) may be located relatively higher than the other end (south end) (refer FIG. 6). Although it does not specifically limit as an angle of inclination, For example, it can be set as about 15-20 degrees. Since the plurality of reflecting mirrors 4 supported by the connecting member 17 are arranged so as to be inclined as described above, the reflecting mirrors installed on one end side (north side) positioned relatively upward are relatively In other words, it is positioned relatively higher than the reflecting mirror installed on the other end side (south side).

なお、ここではヘリオスタット機構7のフレーム11を連結部材17として兼用しているが、これに限定されず、フレーム11の他、複数枚の反射鏡4を連結する部材を別個に用意し、該部材を連結部材として備えたものとすることも当然可能である。複数枚の反射鏡4を直接的あるいは間接的に連結することができ、連結部材を傾けることで複数枚の反射鏡の高さ位置を一斉に調整できるものとすることができる。   Here, the frame 11 of the heliostat mechanism 7 is also used as the connecting member 17. However, the present invention is not limited to this, and a member for connecting a plurality of reflecting mirrors 4 in addition to the frame 11 is separately prepared. Of course, it is also possible to provide a member as a connecting member. The plurality of reflecting mirrors 4 can be connected directly or indirectly, and the height position of the plurality of reflecting mirrors can be adjusted simultaneously by tilting the connecting member.

ここで、連結部材17は、南北方向の傾きの角度が一定の値に固定されて傾けて配設することもできるが、南北方向に自在に回転可能なものとし、南北方向の傾きの角度を適宜調整可能なものとすることもできる。必要に応じて角度調整のための部材、手段を配設することができる。
太陽光をレシーバに効率良く反射するにあたっては、太陽の高度を考慮する必要があるが、この太陽の高度は、日中はもちろんのこと、暦や、装置を配設する場所の緯度によって変化する。そこで、日中の変化に対してヘリオスタット機構7で反射面6の角度を調整する他、暦や緯度の変化にも対応しやすいように、上記のように連結部材17の南北方向の傾きの角度を調整可能なものとすると良い。また、午前中など太陽の高度が低いときにも連結部材17の傾きの角度を調整しても良い。従来では、例えば暦に関しては春分のときの太陽の高度に合わせて反射鏡の設置状態を調整している。しかしながら、南北方向の角度を調整可能なものであれば、一年を通してより適切に太陽の動きに対応させることができ、一層効率良く集光することができる。
Here, the connecting member 17 may be disposed with the inclination angle in the north-south direction fixed at a constant value, but it can be freely rotated in the north-south direction. It can also be adjusted as appropriate. Members and means for adjusting the angle can be provided as necessary.
In order to reflect sunlight efficiently to the receiver, it is necessary to consider the altitude of the sun. This altitude changes depending on the calendar and the latitude of the place where the device is installed, as well as during the day. . Therefore, in addition to adjusting the angle of the reflecting surface 6 with the heliostat mechanism 7 in response to changes in the daytime, the inclination of the connecting member 17 in the north-south direction as described above is also easy to cope with changes in the calendar and latitude. The angle should be adjustable. Further, the inclination angle of the connecting member 17 may be adjusted when the altitude of the sun is low, such as in the morning. Conventionally, for example, regarding the calendar, the installation state of the reflecting mirror is adjusted in accordance with the altitude of the sun at the time of spring equinox. However, if the angle in the north-south direction can be adjusted, it can be more appropriately adapted to the movement of the sun throughout the year, and light can be collected more efficiently.

ここで連結部材17を備え、傾けて配設する理由についてさらに詳述する。
図6のように、複数枚の反射鏡4において、北側に設置された反射鏡が南側に設置された反射鏡よりも相対的に上方に位置しているため、ブロッキングが発生するのを防止し易い。そのため効率良く太陽光を集光することができる。
しかも、反射鏡4同士を例えば等間隔で配設することができる。このため、複数枚の反射鏡の設置が簡単になる。また、これらの反射鏡4を連結する連結部材17は、等間隔で反射鏡4との連結部を設ければ良く、その製造が簡便である。
さらには、このような等間隔の配置であってもブロッキングを生じないようにすることができる。
Here, the reason why the connecting member 17 is provided and tilted will be described in detail.
As shown in FIG. 6, in the plurality of reflecting mirrors 4, the reflecting mirror installed on the north side is positioned relatively higher than the reflecting mirror installed on the south side, thereby preventing blocking. easy. Therefore, sunlight can be collected efficiently.
In addition, the reflecting mirrors 4 can be arranged at regular intervals, for example. This makes it easy to install a plurality of reflecting mirrors. Moreover, the connection member 17 which connects these reflective mirrors 4 should just provide a connection part with the reflective mirror 4 at equal intervals, and the manufacture is simple.
Furthermore, blocking can be prevented even with such an equidistant arrangement.

一方、本発明のような連結部材を備えておらず、複数枚の反射鏡が同じ高さ位置で設置されている従来の装置の場合(図21参照)、ブロッキングを防止するためには、北側に向かうほど反射鏡同士の間隔を広げて設置する必要がある。このような位置関係の場合、反射鏡の設置にも手間がかかってしまう。また、反射鏡の設置範囲が拡がって装置全体が大きくなってしまうし、単位面積当たりの反射鏡の枚数は少なくなり、集光率が良くない。本発明ではこのような問題点も解決することができる。   On the other hand, in the case of a conventional apparatus that does not include a connecting member as in the present invention and a plurality of reflecting mirrors are installed at the same height (see FIG. 21), in order to prevent blocking, the north side It is necessary to increase the distance between the reflecting mirrors as it goes to the side. In such a positional relationship, it takes time to install the reflecting mirror. In addition, the installation range of the reflecting mirrors is expanded and the entire apparatus is enlarged, the number of reflecting mirrors per unit area is reduced, and the light collection rate is not good. The present invention can also solve such problems.

また、例えばトラフ型などの従来の装置に比べ、反射鏡の反射面を太陽光に対し、より直角に近くなるよう配置し易く、反射効率を高めることができ、効率の良い集光が可能である。すなわち、トラフ型などでは桶状の放物面鏡は、鏡全体の南北方向の角度が調整されることもないため、特に太陽の高度が低い場合、太陽光が低角度で放物面鏡に入射することになり集光率が悪くなる。
しかしながら、本発明の場合は連結部材17が傾けられていることで、太陽光をより直角に近くなるよう高角度で反射鏡に入射させて反射させることができ、集光率を向上させることができる。
なお、トラフ型において放物面鏡を傾けて配設しようとすると、それに伴いレシーバも傾ける必要が生じてしまうため、本発明に比べて多くの手間がかかってしまう。
In addition, compared to conventional devices such as trough type, for example, the reflecting surface of the reflecting mirror can be easily arranged so as to be closer to the right angle to sunlight, the reflection efficiency can be increased, and efficient light collection is possible. is there. In other words, trough-shaped parabolic mirrors do not adjust the north-south angle of the entire mirror, so that when the sun's altitude is low, the sunlight becomes a parabolic mirror at a low angle. Incident light and the light collection rate are deteriorated.
However, in the case of the present invention, the connecting member 17 is inclined, so that sunlight can be reflected at a high angle so as to be closer to a right angle, thereby improving the light collection rate. it can.
Note that if the parabolic mirror is inclined and disposed in the trough type, it is necessary to tilt the receiver accordingly, which is more time-consuming than the present invention.

連結部材17もまた、図6に示すように中央制御装置16に接続されていたり、連結部材17を上下に回転させるモーター等に各種データが内蔵されており、暦や緯度等によって、南北方向の傾きの角度を適宜調整可能になっている。
なお、南半球に太陽光集光発電装置を設置する場合は、図6の態様とは逆に、連結部材の南端が北端よりも相対的に上方に位置するよう傾けて配設することができる。
The connecting member 17 is also connected to the central control device 16 as shown in FIG. 6, or various data are incorporated in a motor or the like that rotates the connecting member 17 up and down. The inclination angle can be adjusted as appropriate.
In addition, when installing a solar concentrating power generation apparatus in the southern hemisphere, contrary to the aspect of FIG. 6, the connecting member can be disposed so as to be inclined so that the south end of the connecting member is positioned relatively higher than the north end.

(レシーバについて)
次にレシーバ5について説明する。図12にレシーバの一例を示す。
レシーバ5は、各受光ライン上に一基設けられており、主に、レシーバ本体42、太陽電池41、冷却機構43から構成されている。
まず、レシーバ本体42自体は特に限定されるものではなく、その形状、大きさは適宜決定することができる。例えば従来のクロスリニア型のものと同様のものを用いることができる。適切な開口部を有し、太陽光の反射光を効率よく集光することができるものであれば良い。
(About the receiver)
Next, the receiver 5 will be described. FIG. 12 shows an example of the receiver.
One receiver 5 is provided on each light receiving line, and mainly includes a receiver main body 42, a solar cell 41, and a cooling mechanism 43.
First, the receiver main body 42 itself is not particularly limited, and its shape and size can be determined as appropriate. For example, a conventional cross linear type can be used. What is necessary is just to have an appropriate opening part and can concentrate the reflected light of sunlight efficiently.

また、太陽電池41の種類も特に限定されず、適宜決定することができる。受光面44に太陽光の反射光が集光され、適切に発電できるものであれば良い。例えば、GaAs系のものを用いることができる。また、シリコン系の太陽電池であれば比較的安価であり、コストを低減することができる。
なお、前述したように図19のような装置では700倍程度に太陽光が集光される。一方、本発明では200倍程度に太陽光を集光することができるが、図19と同様のエネルギーを得るためには、例えば受光ラインを3本以上設定し、3基以上のレシーバに集光することになる。このとき、設置する反射鏡の数も3倍以上必要になる。このような場合には、コストが高くなるのを防止するため、比較的安価なシリコン系の太陽電池を用いると良い。
Moreover, the kind of solar cell 41 is not specifically limited, It can determine suitably. Any light source can be used as long as reflected light of sunlight is collected on the light receiving surface 44 and can appropriately generate power. For example, a GaAs type material can be used. In addition, a silicon-based solar cell is relatively inexpensive and can reduce costs.
As described above, sunlight is condensed about 700 times in the apparatus as shown in FIG. On the other hand, in the present invention, sunlight can be condensed about 200 times. However, in order to obtain the same energy as in FIG. 19, for example, three or more light receiving lines are set and condensed on three or more receivers. Will do. At this time, the number of reflecting mirrors to be installed is also required to be three times or more. In such a case, it is preferable to use a relatively inexpensive silicon solar cell in order to prevent the cost from increasing.

また、必要以上に温度が高くなって太陽電池41が劣化するのを防止するため、冷却機構43が設けられている。この冷却機構43は、太陽電池41、レシーバ本体42を冷却できるものであれば良く特に限定されないが、熱交換器45を用いたものとすることができる。熱媒体(空気や二酸化炭素など)を熱交換器45内に通して効率良く熱交換できるものであれば良い。   In addition, a cooling mechanism 43 is provided to prevent the solar cell 41 from deteriorating due to an unnecessarily high temperature. The cooling mechanism 43 is not particularly limited as long as it can cool the solar cell 41 and the receiver main body 42, but can use the heat exchanger 45. Any heat medium (such as air or carbon dioxide) that can efficiently exchange heat by passing through the heat exchanger 45 may be used.

なお、熱交換器45で得られた熱エネルギーをコジェネレーションエネルギーとして利用することもできる。例えば、冷暖房、植物園、工場などに用いることが可能である。熱エネルギー量によっては発電に用いることもできる。   In addition, the thermal energy obtained with the heat exchanger 45 can also be utilized as cogeneration energy. For example, it can be used for air conditioning, botanical gardens, factories, and the like. Depending on the amount of thermal energy, it can also be used for power generation.

<第二の実施態様>
図7に本発明の太陽光集光発電装置の他の一例を示す。
全体として、太陽光集光発電装置101はヘリオスタット機構7を備えた複数枚の反射鏡4、レシーバ5の他、さらに撮像装置31、演算処理装置32、画像処理装置33、中央制御装置36を有している。
そして反射鏡4は、中央制御装置36の制御のもと、ヘリオスタット機構7、撮像装置31、演算処理装置32、画像処理装置33によって反射面6の角度が調整可能である。また、これらの装置によって、実際の太陽の位置から、レシーバ5へ太陽光を反射させるための理想角度に反射面6が調整される。理想角度に調整された後は、暦および真太陽時に応じた太陽の動きに対する反射鏡4の角度調整データに基づいて角度調整されることで、太陽光をレシーバ5へ集光するものである。
<Second embodiment>
FIG. 7 shows another example of the solar concentrating power generation device of the present invention.
As a whole, the solar concentrating power generation device 101 includes an imaging device 31, an arithmetic processing device 32, an image processing device 33, and a central control device 36 in addition to a plurality of reflecting mirrors 4 and receivers 5 each having a heliostat mechanism 7. Have.
The angle of the reflecting surface 6 of the reflecting mirror 4 can be adjusted by the heliostat mechanism 7, the imaging device 31, the arithmetic processing device 32, and the image processing device 33 under the control of the central control device 36. Moreover, the reflective surface 6 is adjusted to the ideal angle for reflecting sunlight to the receiver 5 from the position of an actual sun by these apparatuses. After the adjustment to the ideal angle, the angle is adjusted based on the calendar and the angle adjustment data of the reflecting mirror 4 with respect to the movement of the sun according to the time of true sun, so that sunlight is condensed on the receiver 5.

図7の太陽光集光発電装置101において、反射鏡、レシーバ、東西角度調整手段、南北角度調整手段等に関しては図1に示す太陽光集光発電装置1と同様のものとすることができる。
ここでは、図1の太陽光集光発電装置1と異なる点について詳述する。
In the sunlight concentrating power generation device 101 of FIG. 7, the reflector, the receiver, the east-west angle adjusting means, the north-south angle adjusting means, and the like can be the same as those of the solar light collecting power generator 1 shown in FIG.
Here, a different point from the solar condensing power generation device 1 of FIG. 1 is explained in full detail.

まず、撮像装置31について説明する。
図7に示すように、撮像装置31は複数枚の反射鏡4をそれぞれ撮影することができ、各反射鏡4の実画像を取得することができるものであれば良く、特に限定されない。例えばCCDカメラ34などを用いることができる。CCDカメラであれば画質も十分である。反射鏡4を判別でき、後述するように画像処理装置33で理想画像と比較できる程度の実画像を取得できるものであれば良く、コスト等に応じて適宜決定することができる。
また、撮像装置31の配置位置や数も特に限定されず、太陽光集光発電装置101の規模、反射鏡4の枚数等に応じてその都度決定することができる。
First, the imaging device 31 will be described.
As shown in FIG. 7, the imaging device 31 is not particularly limited as long as it can capture a plurality of reflecting mirrors 4 and can acquire an actual image of each reflecting mirror 4. For example, a CCD camera 34 or the like can be used. A CCD camera has sufficient image quality. As long as the reflecting mirror 4 can be discriminated and an actual image that can be compared with the ideal image can be acquired by the image processing device 33 as will be described later, the reflecting mirror 4 can be appropriately determined according to the cost.
Further, the arrangement position and the number of the imaging devices 31 are not particularly limited, and can be determined each time according to the scale of the solar light collecting power generation device 101, the number of the reflecting mirrors 4 and the like.

ここで、撮像装置31による反射鏡4の実画像の模式図を図8に示す。円形の撮影範囲の右側に写っているのが反射鏡4である。倍率等は、後述する理想画像と適切な比較ができるように設定されている。
なお、ここでは反射鏡4の一部が撮影されるような設定となっているが、当然これに限定されず、反射鏡4の全体が撮影されるように設定することも可能である。効率良く比較できるように各種条件に応じて適宜決定することができる。
Here, the schematic diagram of the real image of the reflecting mirror 4 by the imaging device 31 is shown in FIG. Reflecting mirror 4 is shown on the right side of the circular imaging range. The magnification and the like are set so that appropriate comparison with an ideal image described later can be performed.
Here, the setting is such that a part of the reflecting mirror 4 is photographed, but naturally it is not limited to this, and it is possible to set so that the entire reflecting mirror 4 is photographed. It can be appropriately determined according to various conditions so that the comparison can be made efficiently.

次に演算処理装置32について説明する。
上記のように撮像装置31は反射鏡4の実画像を取得するものであるが、演算処理装置32は、反射鏡4の理想画像を取得するものである。この反射鏡4の理想画像とは、レシーバ5に太陽光を反射させるために反射面6が理想角度に調整された場合のものであり、実際の太陽の位置からシミュレーションにより取得することができる。撮像装置31の配置位置から見て上記理想画像を適切に取得するプログラムがインプットされているものであれば良く、プログラム自体は特に限定されない。
Next, the arithmetic processing unit 32 will be described.
As described above, the imaging device 31 acquires a real image of the reflecting mirror 4, while the arithmetic processing device 32 acquires an ideal image of the reflecting mirror 4. The ideal image of the reflecting mirror 4 is obtained when the reflecting surface 6 is adjusted to an ideal angle in order to reflect the sunlight to the receiver 5 and can be obtained by simulation from the actual position of the sun. Any program may be used as long as a program for appropriately acquiring the ideal image as viewed from the position where the imaging device 31 is arranged, and the program itself is not particularly limited.

図9は、演算処理装置32による反射鏡4の理想画像の一例である。ここでは、円形の範囲内において、反射鏡が中央寄りに位置している状態が理想とされている。   FIG. 9 is an example of an ideal image of the reflecting mirror 4 by the arithmetic processing device 32. Here, the state where the reflecting mirror is located closer to the center within the circular range is ideal.

また、画像処理装置33について説明する。
画像処理装置33は撮像装置31および演算処理装置32と接続されており、撮像装置31で取得された反射鏡4の実画像と、演算処理装置32で取得された反射鏡4の理想画像とが送信されてくる。そして、送信されてきた2つの画像を例えば重ね合わせることによって比較し、2つの画像のズレが求められる。
画像処理装置33は、このような画像ズレを適切に求めることができるプログラムがインプットされているものであれば良く、プログラム自体は特に限定されない。
The image processing device 33 will be described.
The image processing device 33 is connected to the imaging device 31 and the arithmetic processing device 32, and an actual image of the reflecting mirror 4 acquired by the imaging device 31 and an ideal image of the reflecting mirror 4 acquired by the arithmetic processing device 32 are obtained. Will be sent. Then, the two images transmitted are compared, for example, by superimposing them, and the difference between the two images is obtained.
The image processing device 33 is not particularly limited as long as a program that can appropriately determine such an image shift is input.

図10は、画像処理装置33で求められる画像ズレの一例である。ここでは、撮像装置31の実画像と演算処理装置32の理想画像とが重ね合わせて比較されている。反射鏡の位置が、理想画像に対して実画像の方が右側にずれていることがわかる。   FIG. 10 is an example of an image shift obtained by the image processing device 33. Here, the actual image of the imaging device 31 and the ideal image of the arithmetic processing device 32 are overlaid and compared. It can be seen that the position of the reflecting mirror is shifted to the right in the actual image with respect to the ideal image.

次に中央制御装置36について説明する。
中央制御装置36は、ヘリオスタット機構7、撮像装置31、演算処理装置32、画像処理装置33と接続されており、各装置の制御を統一的に行うことが可能である。
中央制御装置36は、所望のタイミングで、撮像装置31、演算処理装置32、画像処理装置33に対して指令を送り、反射鏡4の実画像の取得、理想画像の取得、実画像と理想画像の比較および画像ズレの取得を実施させることができる。
Next, the central controller 36 will be described.
The central control device 36 is connected to the heliostat mechanism 7, the imaging device 31, the arithmetic processing device 32, and the image processing device 33, and can control each device in a unified manner.
The central control device 36 sends commands to the imaging device 31, the arithmetic processing device 32, and the image processing device 33 at a desired timing, and acquires the real image of the reflecting mirror 4, the acquisition of the ideal image, the real image and the ideal image. Comparison and acquisition of image deviation.

また、中央制御装置36には、画像処理装置33で求まった画像ズレに基づいて、反射鏡4の反射面6の実際の角度から理想角度へ調整するための、ヘリオスタット機構7の東西角度調整手段8等の各部(モーター13、回動用アクチュエータ20、アクチュエータ15)の制御値を算出するプログラムがインプットされている。そして、該プログラムによって算出された制御値は中央制御装置36によりヘリオスタット機構7へと送信され、該制御値に基づいて、ヘリオスタット機構7が制御されて、反射鏡4の反射面6の角度が理想角度に調整される。   Further, the central control unit 36 adjusts the east-west angle of the heliostat mechanism 7 for adjusting the actual angle of the reflecting surface 6 of the reflecting mirror 4 to the ideal angle based on the image shift obtained by the image processing device 33. A program for calculating a control value of each part (motor 13, turning actuator 20, actuator 15) such as means 8 is input. Then, the control value calculated by the program is transmitted to the heliostat mechanism 7 by the central controller 36, and the heliostat mechanism 7 is controlled based on the control value, and the angle of the reflecting surface 6 of the reflecting mirror 4 is controlled. Is adjusted to the ideal angle.

例えば、図10の理想画像と一致するように(すなわち、画像ズレがなくなるように)、ヘリオスタット機構7が制御されて反射鏡4の反射面6が理想角度に調整される。   For example, the heliostat mechanism 7 is controlled so that the reflection surface 6 of the reflecting mirror 4 is adjusted to the ideal angle so as to coincide with the ideal image of FIG.

前述したようにヘリオスタット機構7の東西角度調整手段8および南北角度調整手段9は各々独立して制御可能であるが、さらには、上記のように中央制御装置36の指令に基づいて反射鏡4の反射面6の角度を調整することもできる。   As described above, the east-west angle adjusting means 8 and the north-south angle adjusting means 9 of the heliostat mechanism 7 can be independently controlled. Further, as described above, based on the command of the central controller 36, the reflecting mirror 4 The angle of the reflecting surface 6 can also be adjusted.

このように、上記撮像装置31等を備えたものであれば、反射鏡4の反射面6の角度を、太陽の位置に対応した理想角度に簡便に調整することができる。しかも低コストで角度調整することができる上、調整に要する時間も短縮することができるし、撮像装置31によって実際の反射面6の状態も確認することができる。
さらには、太陽光集光発電装置101の建設の際には、後に撮像装置31等を用いて適宜反射面6の角度調整ができるので、反射鏡4の設置自体に関し、従来に比べて手間やコストを抑えることができる。
As described above, if the imaging device 31 is provided, the angle of the reflecting surface 6 of the reflecting mirror 4 can be easily adjusted to an ideal angle corresponding to the position of the sun. In addition, the angle can be adjusted at low cost, the time required for the adjustment can be shortened, and the actual state of the reflecting surface 6 can be confirmed by the imaging device 31.
Furthermore, when the solar concentrating power generation apparatus 101 is constructed, the angle of the reflecting surface 6 can be appropriately adjusted later by using the imaging device 31 or the like. Cost can be reduced.

なお、上記各装置、機構は有線によって互いに接続して通信制御することもできるが、送信機および受信機を配設して無線により通信制御することもできる。無線での制御であれば、有線の場合に比べてコストを低減することもできるし、太陽光集光発電装置101が大規模化したときにも早急かつ簡便に対応させることが可能である。   The devices and mechanisms described above can be connected to each other by wire to control communication, but can also be wirelessly controlled by providing a transmitter and a receiver. If the control is performed wirelessly, the cost can be reduced as compared with the case of wired communication, and it is possible to quickly and easily cope with the increase in the size of the solar light collecting power generation apparatus 101.

ここで、第二の実施態様である図7の本発明の太陽光集光発電装置101を用いて太陽光の集光を実施する方法について説明する。図11は、その工程の一例であり、アライメント工程と集光工程とに大きく分かれている。
まずアライメント工程を行うことにより、集光工程の開始時における、太陽の位置に対する理想角度に反射鏡4の反射面6の角度を調整し、その後に集光工程を行って太陽光の集光を行う。
Here, the method of condensing sunlight using the solar concentrating power generation apparatus 101 of the present invention of FIG. 7 which is the second embodiment will be described. FIG. 11 shows an example of the process, which is roughly divided into an alignment process and a condensing process.
First, by performing an alignment process, the angle of the reflecting surface 6 of the reflecting mirror 4 is adjusted to an ideal angle with respect to the position of the sun at the start of the condensing process, and then the condensing process is performed to collect sunlight. Do.

以下、各工程について詳述する。
(アライメント工程)
複数枚の反射鏡4の反射面6の角度を理想角度にアライメント(調整)する。
より具体的には、まず、中央制御装置36から撮像装置31、演算処理装置32、画像処理装置33に指令を送る。
すなわち、CCDカメラ34等の撮像装置31によって各反射鏡4を撮影する。それによって各々の実画像を取得する(図8参照)。
また一方で、演算処理装置32によって各反射鏡4の理想画像を取得する(図9参照)。
そして、撮像装置31から実画像を、演算処理装置32から理想画像を画像処理装置33に送り、該画像処理装置33によって実画像と理想画像の比較を行う。それにより画像ズレを取得する(図10参照)。
Hereinafter, each process is explained in full detail.
(Alignment process)
The angles of the reflecting surfaces 6 of the plurality of reflecting mirrors 4 are aligned (adjusted) to an ideal angle.
More specifically, first, a command is sent from the central controller 36 to the imaging device 31, the arithmetic processing device 32, and the image processing device 33.
That is, each reflecting mirror 4 is photographed by the imaging device 31 such as the CCD camera 34. Thereby, each real image is acquired (see FIG. 8).
On the other hand, the ideal image of each reflecting mirror 4 is acquired by the arithmetic processing unit 32 (see FIG. 9).
Then, the real image is sent from the imaging device 31 and the ideal image is sent from the arithmetic processing device 32 to the image processing device 33, and the real image and the ideal image are compared by the image processing device 33. Thereby, an image shift is acquired (see FIG. 10).

次に、画像処理装置33は、画像ズレに関するデータを中央制御装置36へ送る。そして、各々の反射鏡4ごとに、反射面6の実際の角度が理想角度に調整されるように、中央制御装置36によって、画像ズレのデータを基にヘリオスタット機構7の制御値を算出する。つまり、東西角度調整手段8のモーター13や回動用アクチュエータ20、南北角度調整手段9のアクチュエータ15の適切な制御値を算出する。
そして、該制御値に基づいてモーター13や回動用アクチュエータ20、アクチュエータ15を制御し、回転リング10を回転させたり、回動用アーム22、アーム14を前進又は後進させることで、各反射鏡4の反射面6を理想角度に調整する。
このような方法であれば、簡便かつ直ちに反射鏡4の反射面6の角度を理想角度に調整することができる。
Next, the image processing device 33 sends data regarding image shift to the central control device 36. Then, the control value of the heliostat mechanism 7 is calculated by the central controller 36 based on the image shift data so that the actual angle of the reflecting surface 6 is adjusted to the ideal angle for each reflecting mirror 4. . That is, appropriate control values for the motor 13 of the east-west angle adjusting means 8, the actuator 20 for rotation, and the actuator 15 of the north-south angle adjusting means 9 are calculated.
Based on the control value, the motor 13, the turning actuator 20, and the actuator 15 are controlled, and the rotating ring 10 is rotated, and the turning arm 22 and the arm 14 are moved forward or backward, whereby each reflecting mirror 4 is moved. The reflecting surface 6 is adjusted to an ideal angle.
With such a method, the angle of the reflecting surface 6 of the reflecting mirror 4 can be easily and immediately adjusted to the ideal angle.

(集光工程)
上記のようにアライメント工程を行って各反射鏡4の反射面6を理想角度に調整した後、実際に太陽光を反射鏡4によりレシーバ5に反射させて太陽光の集光を行う。
集光工程開始時などの太陽の位置に対応して反射面6の角度を理想角度に調整したものの、今度は太陽の動きに追従するように反射面6の角度を調整する必要がある。
(Condensing process)
After performing the alignment process as described above and adjusting the reflection surface 6 of each reflecting mirror 4 to an ideal angle, sunlight is actually reflected by the reflecting mirror 4 to the receiver 5 to collect sunlight.
Although the angle of the reflecting surface 6 is adjusted to an ideal angle corresponding to the position of the sun such as at the start of the condensing process, it is necessary to adjust the angle of the reflecting surface 6 so as to follow the movement of the sun.

そこで本発明では、暦および真太陽時に応じた太陽の動きに対する各反射鏡4の角度調整データに基づいて、ヘリオスタット機構7を制御して反射面6の角度を調整しつつ、太陽光の集光を行う。例えばヘリオスタット機構7に内蔵した角度調整データを用いることができる。
このようにすれば、従来のような太陽の位置に対する反射面の角度の逐次計算が必要ないため簡便であるし、太陽の動きにいち早く対応させることができる。高精度に調整できる上、制御にかかるコストも低減できる。
Therefore, in the present invention, the collection of sunlight is performed while controlling the heliostat mechanism 7 and adjusting the angle of the reflecting surface 6 based on the angle adjustment data of each reflecting mirror 4 with respect to the movement of the sun according to the calendar and true sun. Do light. For example, angle adjustment data built in the heliostat mechanism 7 can be used.
In this way, since it is not necessary to sequentially calculate the angle of the reflecting surface with respect to the position of the sun as in the prior art, it is simple and can respond quickly to the movement of the sun. In addition to being able to adjust with high accuracy, control costs can be reduced.

なお、アライメント工程は、太陽光集光発電装置101の建設時、特には反射鏡4やレシーバ5を設置したときに行うことができる。本発明では反射鏡4自体の設置等はそれほど精密に行う必要がなく、従来に比べて比較的簡単に行うことができる。このため、建設作業に伴う手間やコストを削減することができる。
そして、アライメント工程によって一旦理想角度に調整した後は、角度調整データに基づいて集光工程を行えば良いだけであるので一層簡便である。
The alignment process can be performed when the solar concentrating power generation apparatus 101 is constructed, particularly when the reflecting mirror 4 and the receiver 5 are installed. In the present invention, it is not necessary to set the reflecting mirror 4 or the like so precisely, and it can be performed relatively easily as compared with the conventional case. For this reason, the effort and cost accompanying construction work can be reduced.
And after adjusting to an ideal angle once by an alignment process, since it is only necessary to perform a condensing process based on angle adjustment data, it is still simpler.

また、太陽光集光発電装置101の建設時のみならず、例えば定期的にアライメント工程を行うこともできる。集光工程では実際の太陽の位置から反射面6の角度を調整するのではなく、角度調整データに基づいて調整を行うので、太陽光集光発電装置101を長期運転する場合には、反射面6の角度が適切かどうか定期的に点検を行って調整すると良い。このような定期点検を行うことで、装置に不具合等が生じて反射面6が不適切な角度になっていた場合には適切な角度に調整し直すことができ、集光率が下がるのを防ぐことができる。それによって安定した運転をすることができる。   Further, not only when the solar concentrating power generation apparatus 101 is constructed, for example, the alignment process can be performed periodically. In the condensing process, the angle of the reflecting surface 6 is not adjusted from the actual position of the sun, but adjustment is performed based on the angle adjustment data. It is advisable to periodically check and adjust whether the angle 6 is appropriate. By carrying out such regular inspection, if the reflection surface 6 is at an inappropriate angle due to a malfunction or the like in the apparatus, it can be adjusted again to an appropriate angle, and the light collection rate is reduced. Can be prevented. As a result, stable operation can be achieved.

以下、実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
(実施例)
図1に示すような本発明のクロスリニア型の太陽光集光発電装置を用いて太陽光を太陽電池に集光するシミュレーションを行った。シミュレーションの条件を以下のように設定した。
1本の受光ラインを設定してレシーバを設置し(地上から20mの高さ)、80本の反射ライン上に(ライン間の距離は1.5m)、一列あたり30枚の反射鏡(大きさは1.5m×1.5m)を設置した(全反射鏡の面積は5400m)。
また、反射鏡は全てレシーバに対して北側に配置した。レシーバに近い側の第一番目の反射鏡の先端とレシーバとの水平方向の距離が5mになるようにした。
反射鏡の角度調整は、図1の東西角度調整手段および南北角度調整手段を用いた。内蔵の、暦および真太陽時に応じた太陽の動きに対する各反射鏡の角度調整データに基づいて、回転リングの回転、微調整手段の回動用アクチュエータの回動用アームの前進後退運動、アクチュエータのアームの前進後退運動を制御して反射鏡の角度調整を行った。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are shown and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not limited to these.
(Example)
The simulation which condenses sunlight on a solar cell using the cross linear type solar condensing power generation device of the present invention as shown in FIG. 1 was performed. The simulation conditions were set as follows.
Set up a single light receiving line and install a receiver (height 20m above the ground), 80 reflective lines (distance between lines is 1.5m), 30 reflectors per line (size (1.5 m × 1.5 m) was installed (the area of the total reflection mirror was 5400 m 2 ).
All reflectors were placed on the north side of the receiver. The horizontal distance between the tip of the first reflecting mirror on the side closer to the receiver and the receiver was set to 5 m.
The angle adjustment of the reflecting mirror was performed using the east-west angle adjusting means and the north-south angle adjusting means shown in FIG. Based on the built-in calendar and the angle adjustment data of each reflector with respect to the movement of the sun according to the time of true sun, the rotation of the rotating ring, the forward and backward movement of the turning arm of the turning actuator of the fine adjustment means, The angle of the reflector was adjusted by controlling the forward and backward movement.

また、その他の条件は以下の通りである。
ブロッキング(反射鏡同士による反射光の遮り)は0〜0.2(すなわち2割以下)とした。
また、日時や場所としては、春分の午前10時で、赤緯36.8401632度(スペインアルメリア)とした。
Other conditions are as follows.
Blocking (blocking of reflected light by the reflecting mirrors) was set to 0 to 0.2 (that is, 20% or less).
The date and time was 10:00 am Equinox and the declination was 36.8401632 degrees (Spain Almeria).

(比較例)
図19に示すような従来のタワー型の太陽光集光発電装置を用いて太陽光を太陽電池に集光するシミュレーションを行った。シミュレーションの条件を以下のように設定した。
(Comparative example)
The simulation which condenses sunlight on a solar cell was performed using the conventional tower type solar concentrating power generation apparatus as shown in FIG. The simulation conditions were set as follows.

大きさが1.5m×1.5mの反射鏡を2400枚設置した(全反射鏡の面積は5400m)。
また、反射鏡同士の間隔を調整することにより、ブロッキングの割合が実施例とほぼ同様になるようにした。
なお、日時や場所は実施例と同様にした。
2400 reflectors having a size of 1.5 m × 1.5 m were installed (the area of the total reflector is 5400 m 2 ).
Further, by adjusting the interval between the reflecting mirrors, the blocking ratio was made substantially the same as in the example.
The date and time and place were the same as in the example.

実施例、比較例のシミュレーションの結果を見ると、実施例では、図16に示すように配設した太陽電池にムラなく安定して太陽光を集光することができたが、比較例では図17のように広がり太陽電池に効率的に動作する集光範囲が40%に留まる結果になった。そのような効率の良い集光のため、集光工程の全体を通して比較例より約50%高効率で太陽エネルギーを得ることができた。
一方、コスト面に関しては実施例のほうがより低減することができた。比較例では、図19のようにCPC等の設置も必要であり、コスト高になってしまう。
Looking at the results of the simulations of the examples and comparative examples, in the examples, it was possible to collect sunlight stably and uniformly on the solar cells arranged as shown in FIG. As a result, the light condensing range which spreads like 17 and operates efficiently in the solar cell is 40%. Due to such efficient light collection, solar energy could be obtained with about 50% higher efficiency than the comparative example throughout the light collection process.
On the other hand, with respect to cost, the embodiment could be further reduced. In the comparative example, it is necessary to install a CPC or the like as shown in FIG.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.

1、101…本発明の太陽光集光発電装置、 2、2A〜2D…反射ライン、
3、3A…受光ライン、 4、4A〜4A…反射鏡、
5…レシーバ、
6…反射面、 7…ヘリオスタット機構、 8…東西角度調整手段、
9…南北角度調整手段、 10…回転リング、 11…フレーム、
12…ローラー、 13…モーター、 14…アーム、 15…アクチュエータ、
16、36…中央制御装置、 17…連結部材、
18…微調整手段、 19…回動用部材、 20…回動用アクチュエータ、
21…回動用軸棒、 22…回動用アーム、
31…撮像装置、 32…演算処理装置、 33…画像処理装置、
34…CCDカメラ、
41…太陽電池、 42…レシーバ本体、 43…冷却機構、 44…受光面、
45…熱交換器。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,101 ... Solar condensing power generation apparatus of this invention, 2, 2A-2D ... Reflection line,
3, 3A ... light receiving line, 4, 4A 1 to 4A 6 ... reflector,
5 ... Receiver,
6 ... reflective surface, 7 ... heliostat mechanism, 8 ... east-west angle adjusting means,
9 ... North-south angle adjusting means, 10 ... Rotating ring, 11 ... Frame,
12 ... Roller, 13 ... Motor, 14 ... Arm, 15 ... Actuator,
16, 36 ... Central controller, 17 ... Connecting member,
18 ... fine adjustment means, 19 ... rotating member, 20 ... rotating actuator,
21 ... Axial rod for rotation, 22 ... Arm for rotation,
31 ... Imaging device, 32 ... Arithmetic processing device, 33 ... Image processing device,
34 ... CCD camera,
41 ... Solar cell 42 ... Receiver body 43 ... Cooling mechanism 44 ... Light receiving surface
45 ... Heat exchanger.

Claims (6)

複数本の反射ラインと、1本以上の受光ラインとを有する太陽光集光発電装置であって、
前記複数本の反射ラインは、南北方向に並列に設定されたものであり、各列の反射ライン上には太陽光を反射する複数枚の反射鏡が設置されており、該複数枚の反射鏡は太陽の動きに追従させて反射面の角度を調整するヘリオスタット機構を備えており、
前記1本以上の受光ラインは、前記複数本の反射ラインに直交して上方の定位置に設定されたものであり、各受光ライン上には1基のレシーバが設置されており、
該レシーバには太陽電池が配設されており、該太陽電池の受光面に、前記複数枚の反射鏡からの太陽光の反射光を集光するものであることを特徴とする太陽光集光発電装置。
A solar concentrating power generation device having a plurality of reflection lines and one or more light receiving lines,
The plurality of reflection lines are set in parallel in the north-south direction, and a plurality of reflection mirrors that reflect sunlight are installed on the reflection lines in each row, and the plurality of reflection mirrors Has a heliostat mechanism that adjusts the angle of the reflecting surface to follow the movement of the sun,
The one or more light receiving lines are set at a fixed position above and perpendicular to the plurality of reflection lines, and one receiver is installed on each light receiving line,
The receiver is provided with a solar cell, and condenses sunlight reflected light from the plurality of reflecting mirrors on a light receiving surface of the solar cell. Power generation device.
前記ヘリオスタット機構は、前記複数枚の反射鏡の反射面を東西方向に個別に角度調整可能な東西角度調整手段と、南北方向に個別に角度調整可能な南北角度調整手段を有するものであることを特徴とする請求項1に記載の太陽光集光発電装置。   The heliostat mechanism includes an east-west angle adjusting means capable of individually adjusting the reflection surfaces of the plurality of reflectors in the east-west direction and a north-south angle adjusting means capable of individually adjusting the angle in the north-south direction. The solar concentrating power generation apparatus according to claim 1. 前記東西角度調整手段は、回転リングと微調整手段とを有し、
前記回転リングは前記複数枚の反射鏡とフレームを介して連結されており、前記回転リングの回転により前記フレームを介して1本の反射ライン上にある前記複数枚の反射鏡の反射面の角度が同時に調整されるものであり、かつ、前記微調整手段は前記複数枚の反射鏡毎にそれぞれ配置されており、該微調整手段により、前記回転リングの回転により同時に調整された複数枚の反射鏡の反射面の角度が、各々の反射鏡の位置に応じて個別に追加微調整されるものであり、
前記南北角度調整手段は、アクチュエータを有し、
該アクチュエータは前記反射鏡毎にそれぞれ配置され、各アクチュエータはアームを有し、該アームと前記反射鏡とが連結されており、前記アームの前進後退運動により各反射鏡の反射面の角度が個別に調整されるものであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の太陽光集光発電装置。
The east / west angle adjusting means has a rotating ring and a fine adjusting means,
The rotating ring is connected to the plurality of reflecting mirrors through a frame, and an angle of a reflecting surface of the plurality of reflecting mirrors on one reflecting line through the frame by the rotation of the rotating ring. Are adjusted at the same time, and the fine adjustment means is arranged for each of the plurality of reflecting mirrors, and a plurality of reflections adjusted simultaneously by the rotation of the rotating ring by the fine adjustment means. The angle of the reflecting surface of the mirror is additionally fine-tuned individually according to the position of each reflecting mirror,
The north-south angle adjusting means has an actuator,
The actuator is arranged for each reflecting mirror, each actuator has an arm, the arm and the reflecting mirror are connected, and the angle of the reflecting surface of each reflecting mirror is individually determined by the forward and backward movement of the arm. The solar light concentrating power generation device according to claim 1 or 2, wherein the solar concentrating power generation device is adjusted.
前記各列の反射ライン上にある前記複数枚の反射鏡を支持して連結する連結部材を有しており、
該連結部材が、南北方向において、一端が他端よりも相対的に上方に位置するよう傾けて配設されていることで、該連結部材により支持された前記複数枚の反射鏡は、前記一端の側に設置された反射鏡が前記他端の側に設置された反射鏡よりも相対的に上方に位置しているものであることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の太陽光集光発電装置。
Having a connecting member for supporting and connecting the plurality of reflecting mirrors on the reflection line of each row;
The connecting member is disposed so as to be inclined so that one end thereof is positioned relatively higher than the other end in the north-south direction, so that the plurality of reflecting mirrors supported by the connecting member has the one end 4. The reflector according to claim 1, wherein the reflector installed on the side of the second side is positioned relatively above the reflector installed on the side of the other end. 5. The solar concentrating power generation device according to item.
前記複数枚の反射鏡をそれぞれ撮影して各反射鏡の実画像を取得する撮像装置と、
前記レシーバに太陽光を反射させるため反射面が理想角度に調整された場合の各反射鏡の理想画像を、実際の太陽の位置からシミュレーションにより取得する演算処理装置と、
前記各反射鏡の実画像と理想画像とを比較して画像ズレを求める画像処理装置と、
前記撮像装置、前記演算処理装置、前記画像処理装置、前記ヘリオスタット機構を制御する中央制御装置とをさらに備えており、
前記ヘリオスタット機構は、前記画像ズレに基づいて、前記中央制御装置により制御されて、前記各反射鏡の反射面の角度を理想角度に調整するものであり、かつ、暦および真太陽時に応じた太陽の動きに対する各反射鏡の角度調整データを内蔵しており、該内蔵データに基づいて、前記理想角度に調整された各反射鏡の反射面の角度を調整するものであることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の太陽光集光発電装置。
An imaging device that captures each of the plurality of reflecting mirrors and acquires a real image of each reflecting mirror;
An arithmetic processing device that acquires an ideal image of each reflecting mirror when the reflecting surface is adjusted to an ideal angle in order to reflect sunlight to the receiver, by simulation from the actual sun position;
An image processing device for obtaining an image shift by comparing an actual image and an ideal image of each of the reflecting mirrors;
A central control device for controlling the imaging device, the arithmetic processing device, the image processing device, and the heliostat mechanism;
The heliostat mechanism is controlled by the central control unit based on the image shift and adjusts the angle of the reflecting surface of each reflecting mirror to an ideal angle, and corresponds to the calendar and true sun time. The angle adjustment data of each reflecting mirror with respect to the movement of the sun is incorporated, and the angle of the reflecting surface of each reflecting mirror adjusted to the ideal angle is adjusted based on the built-in data. The solar concentrating power generation device according to any one of claims 1 to 4.
前記レシーバは、熱交換器を用いた冷却機構を備えたものであることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の太陽光集光発電装置。   The solar light collecting power generation apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the receiver includes a cooling mechanism using a heat exchanger.
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