JP2015049005A - 太陽熱集熱装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本実施形態の太陽熱集熱装置は、トラフ型の反射鏡を太陽高度に対して追尾させながら太陽光線を集光することで集熱する集熱器を備える。反射鏡は、長手方向が第1の水平方向に沿って配置されている。集熱器は、第1の水平方向に直交する第2の水平方向に、複数列、並んで設置されている。第2の水平方向に並ぶ複数列の集熱器は、反射鏡を追尾させる太陽高度の範囲のうち最も高い高度に太陽が移動した時に隣の列の影がかからないような距離まで隣の列との間隔が狭められて配列されている。
【選択図】図1
Description
[A]太陽熱集熱装置の全体構成
図1,図2は、第1実施形態に係る太陽熱集熱装置を示す側面図である。
反射鏡11は、図1,図2に示すように、従来技術と同様に、トラフ型の曲面鏡であって、入射した太陽光線Lを反射面で反射して焦点FPに集光させることによって、太陽熱を集熱する(図14参照)。具体的には、反射鏡11は、長手方向に垂直な断面が、放物線形状である。反射鏡11は、長手方向に垂直な断面が線対称であり、反射面の焦点FPと放物線の頂点PPとを結んだ放物線軸PXが対称軸である。
集熱管12は、図1,図2に示すように、従来技術の場合と同様に、反射鏡11の焦点FPにおいて、反射鏡11の長手方向(第1の水平方向H1)に沿うように設置されている(図14参照)。集熱管12は、第2の水平方向H2に配置された複数の反射鏡11に対応して、複数が、間を隔てて配置されている。集熱管12は、大地GRに設置された支柱20に支持されている。
第2の水平方向H2に並ぶ複数の集熱器1の配列と、太陽を追尾するときの様子とについて、図1,図2を参照して、更に詳細に説明する。
以上のように、本実施形態の太陽熱集熱装置は、集熱器1を備えている。集熱器1は、トラフ型の反射鏡11を太陽高度に対して追尾させながら太陽光線Lを集光することで、太陽熱を集熱する。ここでは、反射鏡11の長手方向が第1の水平方向H1に沿って配置されており、その第1の水平方向H1に直交する第2の水平方向H2に、集熱器1が、複数列、並んで設置されている。そして、複数列の集熱器1は、追尾範囲のうち最も高い高度、即ち真上に移動した太陽を追尾したときに、第2の水平方向H2において、隙間なく並ぶように配列されている(図1参照)。
本実施形態では、反射鏡の回転駆動角度に制約がある場合や、正午前後しか集熱しないプラントの場合において、反射鏡の長手方向を、例えば、東西方向に配置する場合について説明する。
図3,図4,図5は、第2実施形態に係る太陽熱集熱装置を示す側面図である。
第2の水平方向H2に並ぶ複数の集熱器1の配列と、太陽を追尾するときの様子とについて、図3から図5を参照して、更に詳細に説明する。
以上のように、本実施形態の太陽熱集熱装置は、集熱器1を備えている。集熱器1は、トラフ型の反射鏡11を太陽高度に対して追尾させながら太陽光線Lを集光することで、太陽熱を集熱する。ここでは、反射鏡11の長手方向が第1の水平方向H1に沿って配置されており、その第1の水平方向H1に直交する第2の水平方向H2に、集熱器1が、複数列、並んで設置されている。そして、複数列の集熱器1は、追尾範囲のうち最も高い高度に移動した太陽を追尾したときに、第2の水平方向H2において、隣の列の影がかからないような距離まで隣の列との間隔が狭められて配列されている(図3参照)。
[A]太陽熱集熱装置の全体構成
図6,図7は、第3実施形態に係る太陽熱集熱装置を示す側面図である。
追設集熱器1bにおいて、反射鏡11bは、既設の集熱器1の反射鏡11bと同様に、トラフ形状の曲面鏡である。反射鏡11bは、反射面に入射した太陽光線Lを反射して焦点FPbに集光させることによって、太陽熱を集熱する。反射鏡11bは、長手方向に垂直な断面が、放物線形状であり、放物線の焦点FPbと、放物線の頂点PPbとを結んだ放物線軸PXbを対称軸として対称になっている。
追設集熱器1bにおいて、集熱管12bは、既設の集熱器1(第1集熱器)の集熱管12と同様に、反射鏡11bの長手方向(第1の水平方向H1)に対して平行に延在している。集熱管12bは、反射鏡11bの焦点FPbに位置しており、大地GRに設置された支柱20bに支持されている。
第2水平方向H2に並ぶ集熱器1および追設集熱器1bの配列と、太陽を追尾するときの様子とについて、図6,図7を参照して、更に詳細に説明する。
以上のように、本実施形態の太陽熱集熱装置は、既設の集熱器1(第1集熱器)の他に、追設集熱器1b(第2集熱器)を有する。集熱器1(第1集熱器)は、従来技術と同様に、複数が第2の水平方向H2に配列されており、その複数の集熱器1(第1集熱器)は、反射鏡11を追尾させる太陽高度の範囲のうち最も低い高度に太陽が移動したときに隣の列の影がかからないような距離まで隣の列との間隔が狭められている。これに対して、追設集熱器1b(第2集熱器)は、第2の水平方向H2において複数の集熱器1(第1集熱器)の間に配列されている。
本実施形態では、1つの追設集熱器1bを既設の集熱器1の間に設置する場合について示したが、これに限らない。集熱器1の間に、追設集熱器1bを複数設置してもよい。
本実施形態では、第2実施形態の場合と同様に、反射鏡の回転駆動角度に制約がある場合や、正午前後しか集熱しないプラントにおいて、反射鏡の長手方向を、例えば、東西方向に配置する場合について説明する。
図8,図9,は、第4実施形態に係る太陽熱集熱装置を示す側面図である。
第2水平方向H2に並ぶ集熱器1および追設集熱器1bの配列と、太陽を追尾するときの様子とについて、図8,図9を参照して、更に詳細に説明する。
以上のように、本実施形態の太陽熱集熱装置は、既設の集熱器1(第1集熱器)の他に、追設集熱器1b(第2集熱器)を有する。集熱器1(第1集熱器)は、従来技術と同様に、複数が第2の水平方向H2に配列されており、その複数の集熱器1(第1集熱器)は、反射鏡11を追尾させる太陽高度の範囲のうち最も低い高度に太陽が移動したときに隣の列の影がかからないような距離まで隣の列との間隔が狭められている。これに対して、追設集熱器1b(第2集熱器)は、第2の水平方向H2において複数の集熱器1(第1集熱器)の間に配列されている。
本実施形態では、2つの追設集熱器1bを既設の集熱器1の間に設置する場合について示したが、これに限らない。集熱器1の間に、追設集熱器1bが1つであってもよく、3つ以上であってもよい。
[A]太陽熱集熱装置の全体構成
図10,図11,図12は、第5実施形態に係る太陽熱集熱装置を示す側面図である。
本実施形態において、太陽を追尾するときの様子について、図10から図12を参照して、更に詳細に説明する。
以上のように、本実施形態では、反射鏡11は、対称部111と、その対称部111の両端のうち一方から延長された延長部112とを含む。
本実施形態では、第2実施形態および第4実施形態の場合と同様に、反射鏡の回転駆動角度に制約がある場合や、正午前後しか集熱しないプラントにおいて、反射鏡の長手方向を、例えば、東西方向に配置する場合について説明する。
図13は、第6実施形態に係る太陽熱集熱装置を示す側面図である。
本実施形態において、太陽を追尾するときの様子について、図10,図11,図13を参照して、更に詳細に説明する。
以上のように、本実施形態では、反射鏡11は、対称部111と、その対称部111の両端のうち一方から延長された延長部112とを含む。
上記の各実施形態では、集熱管が焦点位置に配置されているが、反射鏡の回転中心と焦点が異なる位置である太陽熱集熱装置であってもよい。
Claims (6)
- トラフ型の反射鏡を太陽高度に対して追尾させながら太陽光線を集光することで集熱する集熱器を備え、前記反射鏡の長手方向が第1の水平方向に沿って配置されており、当該第1の水平方向に直交する第2の水平方向に、前記集熱器が、複数列、並んで設置されている、太陽熱集熱装置であって、
前記第2の水平方向に並ぶ複数列の集熱器は、前記反射鏡を追尾させる太陽高度の範囲のうち最も高い高度に太陽が移動した時に隣の列の影がかからないような距離まで隣の列との間隔が狭められて配列されていることを特徴とする、
太陽熱集熱装置。 - トラフ型の反射鏡を太陽高度に対して追尾させながら太陽光線を集光することで集熱する集熱器を備え、前記反射鏡の長手方向が第1の水平方向に沿って配置されており、当該第1の水平方向に直交する第2の水平方向に、前記集熱器が、複数列、並んで設置されている、太陽熱集熱装置であって、
前記第2の水平方向に並ぶ複数列の集熱器は、
前記反射鏡を追尾させる太陽高度の範囲のうち最も低い高度に太陽が移動した時に隣の列の影がかからないような距離まで隣の列との間隔が狭められて複数が前記第2の水平方向に配列されている第1集熱器と、
前記第2の水平方向において前記複数の第1集熱器の間に配列されている第2集熱器と
を含むことを特徴とする、
太陽熱集熱装置。 - 前記反射鏡を追尾させる太陽高度の範囲のうち最も高い高度に太陽が移動した時に、仮に、前記第2集熱器がなければ前記第1集熱器の列間にて集光できない太陽光線の全てを、前記第2集熱器のみ、あるいは、前記第2集熱器と前記第1集熱器とによって集光するように、前記第2集熱器が配置されていることを特徴とする、
請求項2に記載の太陽熱集熱装置。 - 前記第2の水平方向に並ぶ複数列の集熱器において、前記第1集熱器、および、前記第2集熱器は、前記反射鏡を追尾させる太陽高度の範囲のうち最も高い高度に太陽が移動した時に隣の列の影がかからないような距離まで隣の列との間隔が狭められて配列されている
請求項2に記載の太陽熱集熱装置。 - トラフ型の反射鏡を太陽高度に対して追尾させながら太陽光線を集光することで集熱する集熱器を備え、前記反射鏡の長手方向が第1の水平方向に沿って配置されており、当該第1の水平方向に直交する第2の水平方向に、前記集熱器が、複数列、並んで設置されている、太陽熱集熱装置であって、
前記反射鏡は、
長手方向に垂直な断面が放物線である反射面の焦点と当該放物線の頂点とを結んだ軸を対称軸として対称な対称部と、
前記対称部の両端のうち一方から延長された延長部と
を含むことを特徴とする、
太陽熱集熱装置。 - 前記反射鏡を追尾させる太陽高度の範囲のうち最も高い高度が真上であることを特徴とする、
請求項1から5のいずれかに記載の太陽熱集熱装置。
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