JP2015105791A - Heliostat direction correcting method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽を自動追尾するヘリオスタットにより太陽光を反射して集光し、その集光した反射光によって発電を行う発電システムにおいて、前記ヘリオスタットが適切な方向に向くようにするための方向補正方法に関する。 The present invention provides a power generation system in which sunlight is reflected and collected by a heliostat that automatically tracks the sun, and power is generated by the reflected light that is collected, so that the heliostat is directed in an appropriate direction. The present invention relates to a direction correction method.
近年、石油等の化石燃料の高騰や枯渇化の問題、あるいは地球環境の保護等の観点から、例えば風力や地熱、太陽熱等の化石燃料を使用しないクリーンエネルギーの研究や開発が行われている。
このようなクリーンエネルギーにおいて、特に太陽光を集光し、その集光した光によって熱媒体を加熱し、その熱媒体を熱源として水蒸気を発生させ、その水蒸気によって蒸気タービンを駆動させることにより発電を行う太陽熱発電が出力面で有利であることから特に注目されている。
In recent years, research and development of clean energy that does not use fossil fuels such as wind power, geothermal heat, and solar heat has been conducted from the viewpoints of the problem of soaring and depletion of fossil fuels such as oil, or protection of the global environment.
In such clean energy, in particular, sunlight is collected, the heat medium is heated by the collected light, steam is generated using the heat medium as a heat source, and the steam turbine is driven by the steam to generate power. The solar thermal power generation to be performed is particularly attracting attention because it is advantageous in terms of output.
このような太陽熱発電を行う発電システムとしては、太陽を自動追尾して太陽光を反射するヘリオスタットと、該ヘリオスタットにより反射された反射光を集光する集光部が上部に設けられたタワーとを備え、該集光部に集光された反射光によって前記熱媒体を加熱するタワー式のものが知られている。
あるいは、前記ヘリオスタットと、上部側に、該ヘリオスタットにより反射された反射光をさらに下方向けに反射させる、第1の集光部となるセンターミラーが設置されたタワーと、該センターミラーによって反射された反射光を集光する第2の集光部となるレシーバとを備え、該レシーバに集光された反射光によって熱媒体を加熱する、ビームダウン式のものも知られている。
As a power generation system that performs such solar thermal power generation, a heliostat that automatically tracks the sun and reflects sunlight, and a tower provided with a condensing unit that condenses the reflected light reflected by the heliostat There is known a tower type that heats the heat medium with reflected light collected on the light collecting portion.
Alternatively, the heliostat, a tower provided with a center mirror serving as a first condensing part that reflects the reflected light reflected by the heliostat further downward on the upper side, and reflected by the center mirror There is also known a beam-down type that includes a receiver serving as a second condensing unit that collects the reflected light and heats the heat medium by the reflected light collected on the receiver.
この種の太陽熱発電を行う発電システムは、いずれも、ヘリオスタッドが、移動する太陽をしっかりと自動追尾すると共に、常に適切な方向を向いて太陽光、特に赤外線(赤外光)を予め定められた方向に確実に反射することにより、その反射光を前記集光部に確実且つ安定的に照射することがきわめて重要である。
しかしながら、実際には、ヘリオスタットは、その設置位置の誤差や、設置した地盤の変化等によって適正な方向を向かない場合がある。
また、ヘリオスタットにおいては、太陽光を反射させるパネル部材の向きを変えて太陽を自動追尾させる位置調整装置が、設計誤差や成形上の誤差を有していたり、あるいは経年劣化による誤差等が生じたりするなどして、ヘリオスタッドが当初の予定通りの方向を向かない、あるいは向かなくなる可能性がある。
In any power generation system that performs this type of solar thermal power generation, heliostad tracks the moving sun firmly and automatically, and always faces sunlight in the appropriate direction, especially infrared (infrared) light. It is extremely important to irradiate the light collecting portion with certainty and stability by reliably reflecting in the opposite direction.
However, in practice, the heliostat may not turn in the proper direction due to an error in its installation position, a change in the installed ground, or the like.
In a heliostat, the position adjustment device that automatically tracks the sun by changing the direction of the panel member that reflects sunlight has design errors, molding errors, or errors due to aging. The heliostad may or may not turn as originally planned.
そうすると、ヘリオスタットが太陽光を集光部に向けて反射させることができなくなり、熱媒体を加熱するための熱量が不足し、発電システムが予定している出力を確保することが困難になる。
特に、広大な敷地にヘリオスタットを数千〜数万台設置するような大規模な発電システムの場合、ヘリオスタットの位置によっては集光部との間が数km離れてしまうため、ヘリオスタットが反射する反射光の方向がわずかにずれただけでも該反射光が集光部に当たらないという事態が生じる。
As a result, the heliostat cannot reflect sunlight toward the condensing unit, the amount of heat for heating the heat medium is insufficient, and it becomes difficult to secure the output planned by the power generation system.
In particular, in the case of a large-scale power generation system in which thousands to tens of thousands of heliostats are installed on a vast site, depending on the position of the heliostat, the distance from the light collecting unit may be several kilometers away. Even when the direction of the reflected light to be reflected is slightly deviated, the reflected light does not strike the light collecting portion.
そのため、前記ヘリオスタットにおいては、ヘリオスタットの方向、より具体的には実際に太陽光を反射するパネル部材の反射面の方向を定期的に補正する作業が必要となる。
このようなヘリオスタットの方向の補正を行う手段として、例えば特許文献1や特許文献2に記載されているような技術が存在する。
Therefore, in the heliostat, it is necessary to periodically correct the direction of the heliostat, more specifically, the direction of the reflecting surface of the panel member that actually reflects sunlight.
As means for correcting the direction of such a heliostat, for example, there are techniques described in Patent Document 1 and
前記特許文献1には、ヘリオスタットにより反射される反射光の光軸上に太陽光の追尾ガイドを設置すると共に、該追尾ガイドのガイド軸の同軸上に光学望遠鏡を取付けて、該光学望遠鏡を用いて目視で反射光の照射方向を確認した上で、照射方向が適正な位置となるように前記追尾ガイドのガイド軸の方向を補正することにより、ヘリオスタットの方向を補正する技術が開示されている。
しかしながら、ヘリオスタットを用いて太陽光の反射光を集光する発電システムの場合、多数のヘリオスタットを用いるのが通常であるため、各ヘリオスタットが反射する反射光の照射方向を光学望遠鏡によって目視でそれぞれ確認し、追尾ガイドの調整を行うのは膨大な労力が必要であり、また、人間の目視に依存することから補正の精度にばらつきが生じる可能性もある。
In Patent Document 1, a tracking guide for sunlight is installed on the optical axis of reflected light reflected by the heliostat, and an optical telescope is mounted on the same axis as the guide axis of the tracking guide. A technique for correcting the direction of the heliostat by correcting the direction of the guide shaft of the tracking guide so that the irradiation direction is in an appropriate position after visually confirming the irradiation direction of the reflected light by using is disclosed. ing.
However, in the case of a power generation system that collects reflected sunlight using a heliostat, it is normal to use a large number of heliostats, so the irradiation direction of the reflected light reflected by each heliostat can be visually observed with an optical telescope. In this case, it takes a great deal of labor to check each of them and adjust the tracking guide, and since it depends on human visual observation, there is a possibility that the accuracy of correction may vary.
一方、前記特許文献2には、ヘリオスタットからの反射光が照射されている位置と、該ヘリオスタットの方向制御に際して出力されている指令照射位置との差異に基づいて、ヘリオスタットの方向を補正する方法が開示されている。
具体的には、集光部が設けられているタワーに該集光部とは別の集光用のターゲットを設置した上で、そのターゲットに対してヘリオスタットから反射光を照射した状態でターゲットと反射光の照射位置との位置関係をカメラで撮影する。そして、その撮影データから得られた反射光の重心位置と、ヘリオスタットの方向を制御するコントローラから出力されている指令照射位置との誤差を算出し、その算出された誤差データに基づいて方向補正データを作成し前記コントローラにより補正制御を行う。
しかしながら、この特許文献2に記載の方法の場合、各ヘリオスタットから集光用のターゲットに対して反射光を照射して、該ターゲットと反射光の照射位置との位置関係のデータを個別に取得する必要がある。また、前記ターゲットに対する反射光の照射位置を確実に把握するためには、そのターゲットに対して一度に多くのヘリオスタットから反射光を照射することができない。
そのため、ヘリオスタットの方向の補正には多くの時間を要し、また補正作業も非常に面倒である。
On the other hand, in
Specifically, after a light collecting target other than the light collecting unit is installed on the tower provided with the light collecting unit, the target is irradiated with reflected light from the heliostat. The camera captures the positional relationship between the reflected light and the irradiation position of the reflected light. Then, an error between the center of gravity position of the reflected light obtained from the imaging data and the command irradiation position output from the controller that controls the direction of the heliostat is calculated, and direction correction is performed based on the calculated error data. Data is created and correction control is performed by the controller.
However, in the case of the method described in
Therefore, it takes a lot of time to correct the direction of the heliostat, and the correction work is very troublesome.
本発明の技術的課題は、太陽を自動追尾するヘリオスタットにより太陽光を反射して集光し、その集光した反射光によって発電を行う発電システムにおいて、前記ヘリオスタットの適切な方向への補正を簡単且つ確実に行うことが可能なヘリオスタットの方向補正方法を提供することにある。 The technical problem of the present invention is to correct the heliostat in an appropriate direction in a power generation system that reflects and collects sunlight with a heliostat that automatically tracks the sun and generates power by the reflected light. It is an object of the present invention to provide a method for correcting the direction of a heliostat that can be performed easily and reliably.
前記課題を解決するため、本発明のヘリオスタットの方向補正方法は、太陽からの赤外線を反射する反射面を形成する反射部材、及び太陽光によって発電を行う太陽電池を備えたパネル部材と、該パネル部材の向きを、移動する太陽を自動追尾するように変更して方向調整する方向調整装置とを有するヘリオスタットと、該ヘリオスタットにより反射された反射光が集光される集光部を有し、該集光部に集光した反射光による熱によって発電を行う太陽熱発電装置とを備えた発電システムにおける、前記ヘリオスタットの方向を補正する方法であって、前記方向調整装置により前記パネル部材の向きを変えて、前記ヘリオスタットが前記太陽熱発電装置における集光部に反射光を照射可能な範囲内において該パネル部材の太陽電池の発電量が最も高くなる向きを検出し、その太陽電池の発電量が最大となる向きを、そのパネル部材が向くべき実測上の適正な向きとして決定すると共に、前記ヘリオスタットの位置座標と時刻とから算出される理論上の太陽の位置に基づいて前記パネル部材が向くべき理論上の適正な向きを算出し、これらの実測上の適正な向きと理論上の適正な向きとのずれ量に基づいて、そのパネル部材の向きを前記方向調整装置によって補正するものである。 In order to solve the above problems, a method for correcting the direction of a heliostat according to the present invention includes a reflective member that forms a reflective surface that reflects infrared rays from the sun, a panel member that includes a solar cell that generates power by sunlight, A heliostat having a direction adjusting device for changing the direction of the panel member so as to automatically track the moving sun and a light collecting portion for collecting the reflected light reflected by the heliostat. And a method of correcting the direction of the heliostat in a power generation system including a solar thermal power generation device that generates power by heat generated by reflected light collected on the light collecting unit, the panel member being adjusted by the direction adjusting device. And the solar cell power generation amount of the panel member is within a range in which the heliostat can irradiate reflected light to the condensing part of the solar thermal power generation device. Is determined from the position coordinates and time of the heliostat as well as determining the direction in which the amount of power generated by the solar cell is maximized as an appropriate measured direction that the panel member should face. The theoretically appropriate direction that the panel member should face is calculated based on the theoretical position of the sun, and on the basis of the amount of deviation between these actually measured direction and the theoretically appropriate direction, The direction of the panel member is corrected by the direction adjusting device.
さらに、本発明においては、前記パネル部材の太陽電池の発電量が最も高くなる向きの検出は、該パネル部材の向きをそのパネル部材の俯仰方向と旋回方向とのいずれか一方の方向に連続的に変更しながら、その変更した俯仰方向又は旋回方向において前記太陽電池の発電量が最も高くなるパネル部材の向きを特定した後、該パネル部材の向きを他方の方向に連続的に変更しながら、その変更した旋回方向又は俯仰方向の方向において前記太陽電池の発電量が最も高くなるパネル部材の向きを特定することにより行うことができる。 Further, in the present invention, the detection of the direction in which the power generation amount of the solar cell of the panel member is the highest is detected by continuously changing the direction of the panel member in either the elevation direction or the turning direction of the panel member. While specifying the direction of the panel member where the power generation amount of the solar cell is the highest in the changed elevation direction or turning direction, while continuously changing the direction of the panel member in the other direction, This can be done by specifying the orientation of the panel member where the power generation amount of the solar cell is highest in the changed turning direction or elevation direction.
または、前記パネル部材の太陽電池の発電量が最も高くなる向きの検出は、該パネル部材の俯仰方向と旋回方向との向きを、予め定めたそのパネル部材の俯仰方向及び旋回方向の範囲において一定角度ずつ変更すると共に、各角度の位置における前記太陽電池の発電量をそれぞれ計測した後、その計測した発電量に基づいて前記パネル部材の俯仰方向及び旋回方向についての発電量をそれぞれ推定し、その推定した発電量から発電量が最も高くなるパネル部材の向きを特定することにより行うことができる。 Alternatively, the detection of the direction in which the power generation amount of the solar cell of the panel member becomes the highest is determined by fixing the orientation of the panel member in the elevation direction and the turning direction within a predetermined range of the elevation direction and the turning direction of the panel member. After changing each angle and measuring the power generation amount of the solar cell at each angle position, respectively, estimating the power generation amount in the elevation direction and the turning direction of the panel member based on the measured power generation amount, This can be done by specifying the orientation of the panel member that produces the highest power generation amount from the estimated power generation amount.
この場合においては、前記パネル部材の俯仰方向及び旋回方向についての前記太陽電池の発電量の推定は、該パネル部材の俯仰方向及び旋回方向について計測した各発電量をそれぞれ外挿又は内挿することにより行うことが好ましい。 In this case, the estimation of the power generation amount of the solar cell in the elevation direction and the turning direction of the panel member is performed by extrapolating or interpolating each power generation amount measured in the elevation direction and the rotation direction of the panel member, respectively. Is preferably performed.
あるいは、前記パネル部材の太陽電池の発電量が最も高くなる向きの検出は、該パネル部材の向きをそのパネル部材の俯仰方向と旋回方向とのいずれか一方の方向に連続的に変更しながら、その変更した俯仰方向又は旋回方向の前記太陽電池の発電量を連続的に計測すると共に、前記パネル部材の向きを他方の方向に変更しながら、その変更した旋回方向又は俯仰方向の前記太陽電池の発電量を計測した後、前記パネル部材の俯仰方向と旋回方向とのそれぞれについて、発電量が同じ2つのパネル部材の向きを各々特定して、それらの特定した2つのパネル部材の向きの中間の向きを、前記太陽電池の発電量が最も高くなるパネル部材の向きと擬制することにより行うことができる。 Alternatively, the detection of the direction in which the amount of power generated by the solar battery of the panel member becomes the highest is performed while continuously changing the orientation of the panel member in either the elevation direction or the turning direction of the panel member, While continuously measuring the power generation amount of the solar cell in the changed elevation direction or turning direction, and changing the direction of the panel member in the other direction, the solar cell in the changed turning direction or elevation direction After measuring the power generation amount, the orientation of the two panel members having the same power generation amount is specified for each of the elevation direction and the turning direction of the panel member, and the intermediate direction between the specified two panel members is determined. The orientation can be controlled by imitating the orientation of the panel member that produces the highest amount of power generated by the solar cell.
また、本発明においては、前記パネル部材の向きの補正は、該パネル部材の俯仰方向及び旋回方向の向きを前記方向調整装置で補正することによって行うことができる。
さらに、本発明においては、前記パネル部材の向きの補正は、一定時間空けて少なくとも2回以上、該パネル部材の太陽電池の発電量が最も高くなる向きの検出を行って、その各検出の時刻におけるパネル部材の実測上の適正な向きと理論上の適正な向きとのずれ量をそれぞれ算出すると共に、それらの算出したずれ量の差に基づいて、前記パネル部材の俯仰方向及び旋回方向への回転時に発生するずれ角度を算出し、該パネル部材のそれらの俯仰方向及び旋回方向の各ずれ角度を加味することにより行うようにすることができる。
Moreover, in this invention, correction | amendment of the direction of the said panel member can be performed by correct | amending the direction of the elevation direction and turning direction of this panel member with the said direction adjustment apparatus.
Furthermore, in the present invention, the correction of the direction of the panel member is performed by detecting the direction in which the power generation amount of the solar cell of the panel member becomes the highest at least twice over a predetermined time, and the time of each detection. And calculating the deviation amount between the actually measured orientation of the panel member and the theoretically appropriate orientation of the panel member, and based on the difference between the calculated deviation amounts, It is possible to calculate the deviation angle generated at the time of rotation and take into account the deviation angles of the panel member in the elevation direction and the turning direction.
さらに、本発明においては、前記パネル部材の向きの補正は、該パネル部材の太陽電池が発電した電力によって前記方向調整装置を駆動させることにより行うことが好ましい。 Furthermore, in the present invention, the correction of the orientation of the panel member is preferably performed by driving the direction adjusting device with electric power generated by the solar cell of the panel member.
本発明によれば、ヘリオスタットのパネル部材に設けられている太陽電池の発電量が最も高くなる向きを検出し、その太陽電池の発電量が最も高くなる向きを該パネル部材が向くべき適正な向きとして、パネル部材の向きを前記方向調整装置によって補正を行う。そのため、従来に比べて、パネル部材の適切な向きの特定をきわめて容易に行うことができ、また人的な労力をほとんど必要としないため、ヘリオスタットの方向の補正を簡単に行うことができる。
また、前記ヘリオスタットは、そのヘリオスタットが備えている太陽電池の発電量に基づいて方向の補正を行うため、例えば多数のヘリオスタットを備えた発電システムであっても、他のヘリオスタットの存在に左右されることなく各ヘリオスタットが独自に方向の補正を行うことが可能である。したがって、発電システムが備えているヘリオスタットの方向の補正を同じタイミングで行うことができ、発電システム全体としてのヘリオスタットの補正時間を従来に比べて大幅に短縮することができる。
According to the present invention, the direction in which the power generation amount of the solar cell provided in the panel member of the heliostat is the highest is detected, and the panel member should be directed in the direction in which the power generation amount of the solar cell is the highest. As the orientation, the orientation of the panel member is corrected by the direction adjusting device. Therefore, it is possible to identify the appropriate orientation of the panel member very easily as compared with the conventional case, and it is possible to easily correct the direction of the heliostat because almost no human labor is required.
In addition, since the heliostat performs direction correction based on the power generation amount of the solar cell included in the heliostat, even if the power generation system includes a large number of heliostats, the presence of other heliostats is present. It is possible for each heliostat to independently correct the direction without being influenced by. Therefore, the correction of the direction of the heliostat included in the power generation system can be performed at the same timing, and the correction time of the heliostat as the entire power generation system can be significantly shortened compared to the conventional case.
以下、本発明のヘリオスタッドの方向補正方法について詳細に説明するに、図1〜図4は本発明の第1の実施の形態に係る方向補正方法を実施するための発電システムの一例を示すものである。
即ち、前記発電システム1は、移動する太陽2を自動追尾して太陽光3を反射させる複数のヘリオスタット4と、該ヘリオスタット4により反射させた反射光5を集光し、その集光した反射光5による熱によって発電を行う太陽熱発電装置6とを備えている。
1 to 4 show an example of a power generation system for carrying out the direction correction method according to the first embodiment of the present invention. It is.
That is, the power generation system 1 collects a plurality of heliostats 4 that automatically track the moving
前記太陽熱発電装置6は、前記ヘリオスタット4により反射した反射光5を集光して、その集光した反射光5の熱により、水や油、溶融塩等の熱媒体を加熱する集光部7を備えたもので、この実施の形態においては、所定の高さを有するタワー8の上部に前記集光部7が設けられた、いわゆるタワー式の構成としている。
具体的に、この太陽熱熱発電装置6は、鉄塔等の前記タワー8と、該タワー8の上端部に設けられた前記集光部7と、該集光部7において加熱された高温の熱媒体を収容する、地上に設けられた図示しない高温貯蔵タンクとを備えている。さらに、該高温貯蔵タンクに貯蔵された熱媒体の熱エネルギーにより発生させた蒸気によって蒸気タービンを駆動させて発電を行う図示しない発電機を備えている。なお、熱媒体が溶融塩の場合、蒸気発生に使用されて温度が低下した熱媒体を収容して、前記集光部に再度供給させる低温貯蔵タンクがさらに備えられている。
The solar thermal
Specifically, the solar thermal
また、前記各ヘリオスタット4は、いずれも、移動する太陽を追尾するパネル部材11と、該パネル部材11の向きを、移動する太陽2を自動追尾するように変更して方向調整する方向調整装置12とを、それぞれ有している。
前記パネル部材11は、太陽2からの赤外線を反射する反射面13aを形成する反射部材13と、太陽光3によって発電を行う太陽電池14とを備えた板体状のものであり、一方側の板面を表面、他方側の板面を裏面として、該表面側において太陽光3を受光し、且つ表面側の方向にその太陽光3を反射している。
Each of the heliostats 4 includes a
The
前記反射部材13は、地表に到達する太陽光中の赤外領域の波長(780〜2500nm程度)を反射して、その反射光を前記集光部7に照射させるものである。
一方、前記太陽電池14は、地表に到達する太陽光中、前記反射部材13により反射されない領域の波長、例えば可視光線や紫外線等を利用して発電するもので、その発電量を計測することが可能となっている。この太陽電池14の発電量については、前記方向調整装置12における後述する駆動制御装置23で計測されると共に、その発電量の情報は該駆動制御装置23から後述するさらに上位の制御装置45に出力される。したがって、各ヘリオスタット4については、パネル部材11の太陽電池14の発電状況が監視された状態となっている。
The
On the other hand, the
前記パネル部材11の具体的な構成としては、太陽光3中の赤外線を前記反射部材13により反射することができ、且つ太陽光3によって発電できる前記太陽電池14を備えていれば、基本的にどのような構成でもよい。
この実施の形態においては、図3に示すように、紫外線により発電する透明な太陽電池14、いわゆる人工水晶太陽電池の裏面側(パネル部材11の受光面側とは反対の面側)に、赤外線を反射する反射フィルムや反射ミラー等の反射部材13を取付けている。そして、太陽光3中の紫外線を利用して太陽電池(人工水晶太陽電池)14で発電する一方、該太陽電池14を透過した赤外線等を前記反射部材13により反射する構成としている。
As a specific configuration of the
In this embodiment, as shown in FIG. 3, the transparent
なお、前記パネル部材11としては、公知の太陽電池の表面(受光面)に、反射部材として、赤外線のみを反射する赤外線反射フィルムを取付け、この赤外線反射フィルムにより赤外線を反射させる一方で、該赤外線反射フィルムを透過した紫外線や可視光等を利用して太陽電池で発電を行う構成としてもよい。
この場合、太陽電池としては公知のものを用いることができ、前述の人工水晶太陽電池、あるいはシリコン系半導体(例えばアモルファスシリコン、単結晶シリコン、多結晶シリコン等)や化合物半導体(ガリウムヒ素系、インジウムガリウムヒ素、カルコパイライト系等)、有機半導体材料(色素増感系、有機薄膜系等)から構成された各種太陽電池を用いることができる。
In addition, as the said
In this case, a known solar cell can be used, such as the above-described artificial crystal solar cell, or a silicon-based semiconductor (for example, amorphous silicon, single crystal silicon, polycrystalline silicon, etc.) or a compound semiconductor (gallium arsenide-based, indium Various solar cells composed of gallium arsenide, chalcopyrite, etc.) and organic semiconductor materials (dye sensitization, organic thin film, etc.) can be used.
ここで、前記パネル部材11については、前述のいずれの構成であっても、該パネル部材11自体に雨風等の屋外環境に耐えうるだけの強度を付与されている。
この実施の形態の場合、前記太陽電池14や反射部材13とは別に、前記反射部材13の裏面側に、剛性に優れた金属等により形成された格子枠状の基体部15を設けた構成としている。
なお、前記基体部15はパネル部材全体に剛性を付与できれば板体状等の任意の構成のものであってよい。また、パネル部材11に強度を付与する手段としては、前記基体部15を設けることなく、太陽電池や反射部材自体に剛性を持たせた構成としてもよい。
Here, the
In the case of this embodiment, in addition to the
In addition, the said base |
さらに、この実施の形態においては、各ヘリオスタット4において必要な電力、例えば、前記方向調整装置12における後述の俯仰手段21や旋回手段22の各電動モータ28,37の駆動や制御等に使用する電力や、駆動制御装置23を駆動させるために必要な電力はすべて各ヘリオスタット4が備えている太陽電池14により発電された電力により賄われる構成となっている。
したがって、各ヘリオスタット4は、それぞれのヘリオスタット4自身で発電した電力により個別に駆動することが可能である。
Furthermore, in this embodiment, the power required for each heliostat 4 is used, for example, for driving and controlling
Therefore, each heliostat 4 can be individually driven by the electric power generated by each heliostat 4 itself.
また、前記方向調整装置12は、前記パネル部材11を起倒させる俯仰方向と、水平方向に回転させる旋回方向との二軸を調整することにより該パネル部材11の反射面13aの向きを変更自在となっていて、これにより移動する太陽3を前記パネル部材11が追尾することが可能となっている。
具体的に、この実施の形態の方向調整装置12は、図3及び図4に示すように、前記パネル部材11を起倒させて該パネル部材11の反射面13aを上下方向に俯仰させる俯仰手段21と、前記パネル部材11を水平方向に回転させて該パネル部材11の反射面13aを左右方向に旋回させる旋回手段22とを備えている。さらに、これらの俯仰手段21及び旋回手段22の動作を制御して、前記パネル部材11の俯仰方向及び旋回方向の向きを制御する駆動制御装置23を備えている。
Further, the
Specifically, as shown in FIGS. 3 and 4, the
前記俯仰手段21は、前記パネル部材11の背面側に配設された、水平方向に直線状に延びる棒状に形成された俯仰用軸部材25と、該俯仰用軸部材25をその軸線まわりに回転自在に支持する俯仰用の軸受部材26と、前記俯仰用軸部材25を軸線回りに回転駆動させる俯仰方向用の駆動装置27とを備えている。
前記俯仰用の軸受部材26は、前記俯仰用軸部材25と相互に連結されている一方で、前記旋回手段22の上部、さらに具体的には、該旋回手段22における後述する旋回用軸部材35の上部側に固定されている。
また、前記俯仰方向用の駆動装置27は、図4に示すように、前記俯仰用軸部材25を軸線まわりに回転させるアクチュエータとしての俯仰方向用の電動モータ28と、該電動モータ28の駆動を制御する俯仰方向用のモータドライバ29とを備えている。さらに、前記電動モータ28の出力軸の回転数や回転角等を検出し、その情報を前記駆動制御装置23に出力する俯仰方向用のエンコーダ30を有している。そして、この電動モータ28の出力軸を正逆回転させることにより、前記俯仰用軸部材25を軸線まわりに正逆方向に回転させて前記パネル部材11を起倒させることが可能となっている。
The elevating means 21 is disposed on the back side of the
The raising /
Further, as shown in FIG. 4, the
一方、前記旋回手段22は、略鉛直方向に直線状に延びる棒状に形成された旋回用軸部材35と、前記旋回用軸部材35を軸線回りに回転駆動させる旋回方向用の駆動装置36とを備えていて、地面に固定され且つ鉛直方向に延びる棒状に形成されたポール部材40の上端部に取付けられている。
前記旋回用軸部材35は、上部側に前記俯仰手段21が固定されていて、前記旋回方向用の駆動装置36により、該俯仰手段21を含む前記パネル部材11全体を、該ポール部材40の上端部において旋回用軸部材35の軸線まわり、即ち略水平方向に回転自在としている。
また、前記旋回方向用の駆動装置36は、図4に示すように、前記旋回用軸部材35を軸線まわりに回転させるアクチュエータとしての旋回方向用の電動モータ37と、該電動モータ37の駆動を制御する旋回方向用のモータドライバ38とを備えている。さらに、前記電動モータ37の出力軸の回転数や回転角等を検出し、その情報を前記駆動制御装置23に出力する旋回方向用のエンコーダ39を有している。そして、この電動モータ37の出力軸を正逆回転させることにより、前記旋回用軸部材35を軸線まわりに正逆方向に回転させて、前記パネル部材11全体を水平方向に旋回させることが可能となっている。
On the other hand, the turning means 22 includes a turning
The
Further, as shown in FIG. 4, the turning
前記駆動制御装置23は、前記俯仰方向用及び旋回方向用の各駆動装置27,36、特に前記俯仰方向用及び旋回方向用の各電動モータ28,37の回転数や回転角を制御して、前記俯仰用軸部材25及び旋回用軸部材35の回転方向や回転角をそれぞれ調整することにより、パネル部材11の俯仰方向及び旋回方向の向き、即ち俯仰角及び旋回角を制御するものである。
具体的にこの駆動制御装置23は、ヘリオスタット4の位置と時刻とから太陽2の位置を算出すると共に、前記俯仰方向用及び旋回方向用の各エンコーダ30,39から出力された俯仰方向用及び旋回方向用の各電動モータ28,37の出力軸の回転数や回転角等の情報に基づいて、前記パネル部材11の俯仰方向(俯仰角)や旋回方向(旋回角)を算出することが可能となっている。
さらに、算出した太陽2の位置に基づいて、ヘリオスタット4によって前記太陽熱発電装置6の集光部7に反射光5を照射可能な範囲内において前記パネル部材11が太陽2を追尾するように該パネル部材11の向きを変更できるようになっている。即ち、前記俯仰方向用及び旋回方向用の各駆動装置27,36(より具体的には、俯仰方向用及び旋回方向用の各モータドライバ29,38)に対して、必要な電動モータ28,37の回転数や回転角等の情報を含む駆動指令を出力することが可能となっている。
したがって、ヘリオスタット4としての通常の動作、即ち、移動する太陽2を自動追尾して前記パネル部材11により太陽光3を反射し、その反射光を前記太陽熱発電装置6の集光部7に向けて照射するという動作の制御はこの駆動制御装置23によって行われることとなる。
The
Specifically, the
Further, based on the calculated position of the
Therefore, the normal operation as the heliostat 4, that is, automatically tracking the moving
なお、この実施の形態においては、発電システム1内のすべてのヘリオスタット4の駆動制御装置23は、前述の上位の制御装置45により制御されていて、各ヘリオスタット4の駆動制御装置23から出力されたヘリオスタット4の方向(厳密にはパネル部材11の向き)等の各種情報が入力され、またそれぞれのヘリオスタット4に対して、時刻情報等の必要な情報や、各種の動作指令を出力することができるようになっている。
また、各ヘリオスタット4と前記上位の制御装置45とは無線によって接続され、各種の情報を相互に通信自在となっている。したがって、ケーブル等の有線による電気的な接続は行われていない。
さらに、各ヘリオスタット4の駆動制御装置23は、ヘリオスタット毎に独立しており、他のヘリオスタットの駆動制御装置とは、有線・無線による電気的な接続は直接的には行われていない。
In this embodiment, the
In addition, each heliostat 4 and the
Furthermore, the
ところで、前記方向調整装置12は、ヘリオスタット4としての通常の動作である前記パネル部材11に太陽2を自動追尾させるという動作のほかに、ヘリオスタット4、特にパネル部材11に対する風や雨等による負荷を低減するため、該パネル部材11を、その板面が略水平となる状態(即ち反射面13aが略鉛直方向に向いた状態)にまで倒す回避動作を行わせる機能を備えている。
さらに、前記方向調整装置12は、ヘリオスタット4の方向、より具体的には、実際に太陽光5を反射するパネル部材11(厳密には反射面13a)を適正な向きに補正(アライメント)する動作を行う機能を有している。このヘリオスタット4の方向補正方法については、後で詳述する。
これらの各ヘリオスタット4における太陽2の自動追尾の動作、回避動作、方向補正動作については、前記上位の制御装置45から各ヘリオスタット4における方向調整装置12の駆動制御装置23に対して、それぞれ動作指令が出力されることにより実行される。
By the way, the
Further, the
With respect to the automatic tracking operation, avoidance operation, and direction correction operation of the
以下、前記構成を有する発電システム1のヘリオスタット4において、該ヘリオスタット4の方向を補正する方法について説明する。
図5は、前記構成を有する発電システム1において、例えば、ヘリオスタット4を設置した場合(即ちヘリオスタット4の方向補正を初めて行う場合)、あるいは太陽2の自動追尾動作中に該ヘリオスタット4の方向の補正を行う場合の手順を示すフローチャートである。
なお、ヘリオスタット4の方向の補正は、該ヘリオスタット4の太陽の自動追尾の動作とは別の動作として行われる。
Hereinafter, a method for correcting the direction of the heliostat 4 in the heliostat 4 of the power generation system 1 having the above-described configuration will be described.
FIG. 5 shows the power generation system 1 having the above-described configuration, for example, when the heliostat 4 is installed (that is, when the direction of the heliostat 4 is corrected for the first time) or during the automatic tracking operation of the
The correction of the direction of the heliostat 4 is performed as an operation different from the automatic tracking operation of the sun of the heliostat 4.
ステップS1では、補正動作開始時における方向補正前のヘリオスタット4の方向(パネル部材11の向き)を原点として設定する。なお、この原点となる方向は、ヘリオスタット4を設置した際に該ヘリオスタット4の方向補正を初めて行う場合には、そのヘリオスタット4を設置した直後においてパネル部材11が向いている方向である。また、太陽2の自動追尾動作中に該ヘリオスタット4の方向の補正を行う場合には、自動追尾動作中、その補正動作開始時刻においてパネル部材11が向いている方向である。
ステップS2では、ヘリオスタット4の方向の補正(アライメント)を行う。この実施の形態のステップS2におけるヘリオスタット4の方向の補正の具体的な手順については後述する。
In step S1, the direction of the heliostat 4 (direction of the panel member 11) before the direction correction at the start of the correction operation is set as the origin. Note that, when the heliostat 4 is corrected for the first time when the heliostat 4 is installed, the direction serving as the origin is the direction in which the
In step S2, the direction of the heliostat 4 is corrected (alignment). A specific procedure for correcting the direction of the heliostat 4 in step S2 of this embodiment will be described later.
ステップS3では、方向補正の対象となっているヘリオスタット4が反射した反射光5が、他のヘリオスタットが反射した反射光と共に前記太陽熱発電装置6の集光部7の一部の領域に集中して照射されないよう、その方向補正の対象となっているヘリオスタット4の前記集光部7に対する照射位置を調整するアドレッシングを行う。
このアドレッシングは、他のヘリオスタットが反射した反射光の前記集光部7への照射位置との関係で行われ、発電システム1内のヘリオスタット4が反射する反射光5が該集光部7にできるだけ均等に照射されるように、各ヘリオスタット4のパネル部材11の俯仰方向及び/又は旋回方向の向きを調整する。
例えば、前記集光部7を複数の均等な区画に区分した上で、該集光部7の各区画に対して反射光を照射するヘリオスタットの数が略同数となるように、ヘリオスタット4のパネル部材11の向きを調整することが行われる。
なお、前記アドレッシングは、前記上位の制御装置45から各ヘリオスタット4の駆動制御装置23に対して駆動指令が出力されることにより行われる。
In step S3, the reflected
This addressing is performed in relation to the irradiation position of the reflected light reflected by other heliostats on the light collecting unit 7, and the reflected
For example, the heliostat 4 is divided so that the number of heliostats that irradiate reflected light to each section of the light collecting section 7 is substantially the same after dividing the light collecting section 7 into a plurality of equal sections. The orientation of the
The addressing is performed by outputting a drive command from the
ステップS4では、アドレッシングが終了したヘリオスタット4によって太陽光3を反射させ、その反射光5を前記集光部7に照射する。
ステップS5では、アドレッシングによって集光部7の所定位置に反射光5を照射しているヘリオスタット4が、パネル部材11の太陽電池14の発電量が最も高くなる方向を向いているか否か、即ちヘリオスタット4が適切な方向を向いているか否かを判断する。
そして、ヘリオスタット4の再度の方向の補正が必要ならばステップS2に戻って方向の補正を行い、方向の補正が不要であれば次のステップS6に進む。
ステップS6では、ヘリオスタット4による太陽2の自動追尾を停止するか否かを判断し、停止しない場合には、ステップS4に戻って自動追尾を続行して太陽光3を反射させ、その反射光5を前記集光部7に照射する。日没やその他のメンテナンス等により太陽2の自動追尾を停止する場合にはヘリオスタット4の動作は終了となる。
In step S <b> 4, the
In step S5, whether or not the heliostat 4 that irradiates the reflected
Then, if correction of the direction of the heliostat 4 is necessary again, the process returns to step S2 to correct the direction, and if correction of the direction is unnecessary, the process proceeds to the next step S6.
In step S6, it is determined whether or not the automatic tracking of the
次に、前記ステップS2で行うヘリオスタット4の方向補正(アライメント)について具体的に説明する。
本発明のヘリオスタット4の方向補正方法の基本的な流れとしては、前記ヘリオスタット4のパネル部材11の向きを一定の範囲内で動かして、該パネル部材11が備えている太陽電池14の発電量に基づいてそのパネル部材11が向くべき計測上の適正な向きを検出する。一方で、前記ヘリオスタット4の位置座標と時刻とから算出される理論上の太陽の位置に基づいて前記パネル部材11が向くべき理論上の適正な向きを算出する。
最終的には、これらの実測上の適正な向きと理論上の適正な向きとのずれ量に基づいて、そのパネル部材11の向きを前記方向調整装置12によって補正する。
Next, the direction correction (alignment) of the heliostat 4 performed in step S2 will be specifically described.
The basic flow of the method for correcting the direction of the heliostat 4 of the present invention is that the direction of the
Eventually, the
この実施の形態におけるヘリオスタット4の方向補正方法の概略的な流れは、まず、前記ヘリオスタット4の位置座標と時刻とから算出される理論上の太陽の位置を算出する。
次に、前記方向調整装置12によって前記パネル部材11の向きを変更して、前記太陽電池14の発電量が最大となる該パネル部材11の向きを検出し、その太陽電池14の発電量が最大となる方向を、そのパネル部材11が向くべき実測上の適正な向きとして決定する。
そして、前記理論上の太陽の位置に基づいて、そのヘリオスタット4の前記パネル部材11が向くべき理論上の適正な向きを算出し、その理論上の適正な向きと前記実測上の適正な向きとのずれ量を求める。
その後、そのずれ量に基づいて、前記ヘリオスタット4のパネル部材11の俯仰方向及び/又は旋回方向の向きを補正することにより、ヘリオスタット4の方向補正が完了することとなる。
The schematic flow of the method for correcting the direction of the heliostat 4 in this embodiment first calculates the theoretical position of the sun calculated from the position coordinates of the heliostat 4 and the time.
Next, the direction of the
Then, based on the theoretical position of the sun, the theoretical proper direction that the
Thereafter, the direction correction of the heliostat 4 is completed by correcting the orientation of the
図6は、この実施の形態におけるヘリオスタット4の方向の補正の具体的な手順を示すフローチャートであり、以下、このフローチャートに基づいて説明する。
まず、ステップS10では、補正動作開始時刻と、ヘリオスタット4の位置座標との関係から太陽2の位置、即ち太陽2の高度及び方位を算出する。このとき、時刻の情報については前記上位の制御装置45から駆動制御装置23に入力され、太陽2の高度及び方位については該駆動制御装置23において算出される。
FIG. 6 is a flowchart showing a specific procedure for correcting the direction of the heliostat 4 in this embodiment, and will be described below based on this flowchart.
First, in step S <b> 10, the position of the
次に、ステップS11では、図7(a),図7(b)に示すように、前記パネル部材11を、ステップS1において設定した前記原点位置から旋回方向に一定の範囲だけ連続的に回転させて向きを変更すると同時に、旋回方向において該パネル部材11の太陽電池14の発電量が最大になる位置を探す。
前記パネル部材11の旋回方向への回転は、前記方向調整装置12において、駆動制御装置23から旋回手段22の旋回方向用のモータドライバ38に駆動指令を出力して、該モータドライバ38に制御された旋回方向用の電動モータ37によって前記旋回用軸部材35を軸線まわりに回転させることにより行う。このとき、前記パネル部材11については、例えば前記原点位置を基準として、左右方向に−x〜xradの範囲(原点位置にもよるが、例えば該原点位置を基準として−π〜+πrad)で連続的に回転させる。
Next, in step S11, as shown in FIGS. 7A and 7B, the
The rotation of the
一方、前記駆動制御装置23は、前記パネル部材11の旋回方向への回転中、該パネル部材11の太陽電池14の発電量を常時計測して、前記集光部7に反射光5を照射可能な範囲内において、パネル部材11の旋回方向で最も太陽電池14の発電量が高くなる向きを検出する。
また、前記パネル部材11の旋回方向への回転中、前記駆動制御装置23は、旋回方向用のエンコーダ39から出力される旋回方向用の電動モータ37の出力軸の回転数や回転角の情報に基づいて、パネル部材11の旋回方向の向き、具体的には、前記原点位置を基準としたパネル部材11の旋回角を常時算出する。そして、それぞれの旋回角と前記太陽電池14の発電量の情報とを関連付ける処理を行う。
前記パネル部材11の旋回方向への回転中においては、太陽電池14の発電量はパネル部材11の向きに応じて経時的に変化するが、最終的に、前記太陽電池14の発電量が最も高くなったパネル部材11の旋回方向の向きを検出し、その向きを、該パネル部材11が旋回方向において向くべき、旋回方向の適切な向きとして特定する。
On the other hand, the
Further, during the rotation of the
During the rotation of the
この実施の形態においては、図7(a)に示すように、前記原点位置(図7(a)の場合、横軸(X軸)と縦軸(Y軸)の交点)を基準として、パネル部材11が左右方向に−x〜xradの範囲を回転した後、該パネル部材11は太陽電池14の旋回方向の発電量が最も高かった位置(向き)、即ち旋回方向の適切な向きx1まで戻っている。
なお、図7(b)は、X軸とY軸との交点位置を太陽電池14の発電量が最も高い向き(即ち旋回方向の適切な向きx1)としているが、この図7(b)においても、パネル部材11の旋回方向において、前記原点位置を基準とした−x〜xradの範囲の太陽電池の発電量を計測した後、発電量が最も高かった向きx1まで戻っていることがわかる。
In this embodiment, as shown in FIG. 7A, the origin position (in the case of FIG. 7A, the intersection of the horizontal axis (X axis) and the vertical axis (Y axis)) is used as a reference. After the
In FIG. 7B, the intersection position of the X-axis and the Y-axis is the direction in which the amount of power generated by the
さらに、ステップS12では、図7(a)に示すように、ステップS11で検出、特定した該パネル部材11の旋回方向の適正な向きにおいて、前記パネル部材11を、ステップS1で設定した前記原点位置の俯仰方向の位置を基準として、俯仰方向に一定の範囲だけ連続的に回転(起倒)させて方向を変更すると同時に、俯仰方向において該パネル部材11の太陽電池の発電量が最大になる位置を探す。
前記パネル部材11の俯仰方向への回転は、前記方向調整装置12における駆動制御装置23から俯仰手段21の俯仰方向用のモータドライバ29に駆動指令を出力して、該モータドライバ29に制御された俯仰方向用の電動モータ28によって前記俯仰用軸部材25を軸線回りに回転させることにより行う。このとき、前記パネル部材11については、例えば前記原点位置の俯仰方向の位置を基準として、該パネル部材11が起倒する方向に−y〜yradの範囲(原点位置にもよるが、例えば該原点位置を基準として−π〜+πrad)で連続的に回転させる。
Further, in step S12, as shown in FIG. 7A, the
The rotation of the
一方、前記駆動制御装置23は、前記パネル部材11の俯仰方向への回転中、該パネル部材11の太陽電池の発電量を常時計測して、前記集光部7に反射光5を照射可能な範囲内において、パネル部材11の俯仰方向で最も太陽電池14の発電量が高くなる向きを検出する。
前記パネル部材の俯仰方向への回転中において、前記駆動制御装置23は、俯仰方向用のエンコーダ30から出力される俯仰方向用の電動モータ28の出力軸の回転数や回転角の情報に基づいてパネル部材11の俯仰方向の向き、具体的には、前記原点位置の俯仰方向の位置を基準としたパネル部材11の俯仰角を常時算出する。そして、それぞれの俯仰角と前記太陽電池14の発電量の情報とを関連付ける処理を行う。
前記パネル部材11の俯仰方向への回転中においては、太陽電池14の発電量はパネル部材11の向きに応じて経時的に変化するが、最終的に、前記太陽電池14の発電量が最も高くなった俯仰方向の向きを検出し、その向きを、前記パネル部材11が俯仰方向において向くべき、俯仰方向の適切な向きとして特定する。
On the other hand, the
During the rotation of the panel member in the elevation direction, the
During the rotation of the
この実施の形態においては、図7(a)に示すように、パネル部材11は、前記ステップ11で特定した、該パネル部材11の旋回方向において太陽電池14の発電量が最も高かった向きx1を保ったまま、俯仰方向に−y〜yradの範囲で回転している。その後、前記パネル部材11は、俯仰方向において太陽電池14の発電量が最も高かった位置(向き)、即ち旋回方向の適切な向きy1まで戻っている。
また、図7(b)においても、前記パネル部材11は、該パネル部材11の旋回方向において、前記原点位置を基準とした−y〜yradの範囲の太陽電池の発電量を計測した後、発電量が最も高かった向きy1まで戻っていることがわかる。
そして、最終的には、旋回方向の向きx1及び俯仰方向の向きy1が、パネル部材11の旋回方向及び俯仰方向においてパネル部材11の太陽電池14の発電量が最も高かった向きとなる。
In this embodiment, as shown in FIG. 7 (a), the
Also in FIG. 7B, the
Finally, the direction x 1 in the turning direction and the direction y 1 in the elevation direction are the directions in which the power generation amount of the
ステップS13では、前記パネル部材11の理論上の適正な向きと実測上の適正な向きとのずれ量を算出する。
即ち、前記ステップS10において算出された太陽の高度及び方位に基づいて前記パネル部材11が向くべき理論上の適正な向きを算出する。
一方で、前記ステップS11及びステップS12において決定した旋回方向及び俯仰方向の適切な向きで特定される、該パネル部材11の太陽電池14の発電量が最大となる方向を、そのパネル部材11が向くべき実測上の適正な向きとする。
そして、これらのパネル部材11の理論上の適正な向きと実測上の適正な向きとのずれ量を算出する。具体的には、前記パネル部材11の旋回方向及び俯仰方向のそれぞれのずれ量を算出する。
In step S13, a deviation amount between the theoretically appropriate direction of the
That is, a theoretically appropriate direction that the
On the other hand, the
And the deviation | shift amount of the theoretical appropriate direction of these
ステップS14では、前記ステップS10〜ステップS13までの手順、即ち、ヘリオスタット4の位置座標との関係から太陽2の高度及び方位を算出するステップ、パネル部材11の旋回方向の適切な向きの検出、特定を行うステップ、パネル部材11の俯仰方向の適切な向きの検出、特定を行うステップ、パネル部材11の理論上の適正な向きと実測上の適正な向きとのずれ量を求めるステップを、一定時間を空けて順次2回以上行ったか否かを判断する。
前記ステップS10〜ステップS13までの手順を、一定時間を空けて2回以上実行した場合には次のステップS15に進み、1回しか実行していない場合はステップS10まで戻る。そして、前記パネル部材11の太陽電池14の発電量が最も高くなる向きを検出した時刻における該パネル部材11の計測上の適正な向きと、理論上の適正な向きとのずれ量をそれぞれ算出する。
なお、前記ステップS10〜ステップS13までの一連の手順を1度実行した場合、さらに一連の手順を実行する場合、例えば2〜3時間程度空けて実行することが好ましい。
In step S14, the procedure from step S10 to step S13, that is, the step of calculating the altitude and direction of the
If the procedure from step S10 to step S13 is executed twice or more after a certain time interval, the process proceeds to the next step S15, and if it is executed only once, the process returns to step S10. And the deviation | shift amount of the appropriate direction on the measurement of the
In addition, when a series of procedures from Step S10 to Step S13 are executed once, when further executing a series of procedures, for example, it is preferable to execute them after about 2 to 3 hours.
ここで、前記ステップS10〜ステップS13までの手順を、一定時間を空けて2回以上実行するのは、パネル部材11の向きをより確実且つ安定的に適切な向きとするためである。
即ち、前記ステップS10〜ステップS13までの手順を1回のみ行った場合、その時点におけるパネル部材11の実測上の適正な向きを特定し、且つ理論上の適正な向きとのずれ量を算出することは可能である。
しかしながら、例えば旋回手段の旋回用軸部材の軸線まわりの回転方向あるいは俯仰手段の俯仰用軸部材の軸線まわりの回転方向にずれが発生するなどして、旋回手段22や俯仰手段21に起因するパネル部材11の旋回方向あるいは俯仰方向への回転方向のずれ(ずれ角度)が生じる場合がある。この場合においては、仮に1回のみのずれ量に基づいてパネル部材の方向の補正を行ったとしても、その後の自動追尾時にパネル部材が旋回方向あるいは俯仰方向に回転すると、旋回方向や俯仰方向のずれ角度に伴って、パネル部材11の向きに再度ずれが生じる可能性がある。
このようなパネル部材11の旋回方向あるいは俯仰方向への回転方向のずれを考慮すると、パネル部材11の方向補正は、パネル部材11の旋回方向への回転時及び俯仰方向への回転時における各方向のずれ角度を加味して行うことが好ましい。
Here, the procedure from Step S10 to Step S13 is executed twice or more after a certain time interval in order to make the orientation of the
That is, when the procedure from Step S10 to Step S13 is performed only once, the proper orientation in actual measurement of the
However, for example, there is a shift in the rotation direction of the turning shaft member of the turning means around the axis line or the rotation direction of the raising / lowering shaft member around the axis line of the raising / lowering means. There may be a deviation (shift angle) in the rotational direction of the
In consideration of such a shift in the rotation direction of the
そのため、この実施の形態においては、前記ステップS10〜ステップS13までの手順を、一定時間を空けて2回以上実行して、その各時刻におけるパネル部材11の計測上の適正な向きと理論上の適正な向きとのずれ量をそれぞれ算出するようにしている。
これにより、次のステップS15において、そのずれ量の差に基づいて、パネル部材11の旋回方向及び俯仰方向への回転時における各方向のずれ角度をも算出し、各方向への回転時にパネル部材11の向きがどの程度ずれるかを特定するようにしている。そして、パネル部材11の旋回方向及び俯仰方向の各回転時のずれ角度を加味(例えば加算あるいは減算等)して、該パネル部材11の方向の補正を行うことができるようにしている。
Therefore, in this embodiment, the procedure from the step S10 to the step S13 is executed twice or more with a certain time interval, and an appropriate measurement direction and the theoretical direction of the
Thus, in the next step S15, based on the difference between the deviation amounts, the deviation angle in each direction when the
ステップS15では、前記ステップS13において求めた、パネル部材11の理論上の適正な向きと実測上の適正な向きとのずれ量に基づいて、該パネル部材11が常時適切な向きを向くように補正を行う。
即ち、前記方向調整装置12の該駆動制御装置23や俯仰方向用及び旋回方向用の各モータドライバ29,38において、俯仰方向用及び旋回方向用の各電動モータ28,37の出力軸の回転数や回転角等の制御量を前記ずれ量に基づいて補正して、これらの各電動モータ28,37を、各時刻のパネル部材11が適正な向きを向くように駆動できるようにする。
より具体的には、まず、前記ステップS13において算出した、各時刻における前記パネル部材11の実測上の適正な向きと理論上の適正な向きとのずれ量に基づいて、前述した、パネル部材11の旋回方向あるいは俯仰方向への回転時における各方向のずれ角度を算出する。
そして、前記ステップS14で算出したずれ量、及びそのずれ量から算出した前記ずれ角度に基づいて、前記駆動制御装置23や前記各モータドライバ29,38における前記各電動モータ28,37の出力軸の回転数や回転角等の制御量を補正する。これにより、これらの各電動モータ28,37を、各時刻のパネル部材11が適正な向きを向くように駆動させることが可能となる。
したがって、ヘリオスタット4の太陽2の自動追尾中においては、このステップS15で補正が、次回の補正が行われるまで反映された状態でパネル部材11は俯仰方向及び旋回方向に回転し、太陽2を追尾することとなる。
In step S15, correction is made so that the
That is, in the
More specifically, first, the
Then, based on the deviation amount calculated in step S14 and the deviation angle calculated from the deviation amount, the output shafts of the
Therefore, during the automatic tracking of the
この結果、前記ヘリオスタット4は、パネル部材11が適正な向きを向いた状態で太陽2を追尾することができるため、反射光5を前記集光部7に安定的に照射することができ、これにより、前記太陽熱発電装置6においては、該集光部7に集光した反射光5による熱によって効率的且つ安定的に発電を行うことができる。
As a result, since the heliostat 4 can track the
以上のように、前記ヘリオスタットの方向補正方法によれば、パネル部材11自体が備えている太陽電池14の発電量が最も高くなる方向を該パネル部材11が向くべき適正な向きを検出、特定しているため、従来に比べ、パネル部材11の適切な向きを特定するのがきわめて容易であり、また人的な労力をほとんど必要としない。
したがって、従来のようにヘリオスタット毎にパネル部材の向きをいちいち補正したり、種々の別部材を用意して補正したりする手間がなく、ヘリオスタット4のパネル部材11の向きの補正をきわめて容易に行うことができる。
As described above, according to the method for correcting the direction of the heliostat, the appropriate direction in which the
Therefore, there is no need to correct the orientation of the panel member for each heliostat as in the prior art, or to prepare and correct various other members, and it is extremely easy to correct the orientation of the
さらに、前記ヘリオスタット4の方向補正方法は、そのヘリオスタット4のパネル部材11が備えている太陽電池14の発電量に基づいて実施するため、例えば多数のヘリオスタットを備えた発電システムであっても、各ヘリオスタットは他のヘリオスタットの存在とは関係なく、独立して方向の補正を行うことができる。
そのため、発電システム1が備えているすべてのヘリオスタット4の方向の補正を同じタイミングで行うことができ、この結果、発電システム1全体としてのヘリオスタット4の方向の補正時間を、従来に比べて大幅に短縮することが可能である。
Further, since the method for correcting the direction of the heliostat 4 is performed based on the power generation amount of the
Therefore, the correction of the direction of all the heliostats 4 included in the power generation system 1 can be performed at the same timing. As a result, the correction time of the direction of the heliostat 4 as the entire power generation system 1 is compared with the conventional one. It can be significantly shortened.
また、前記第1の実施の形態の場合、各ヘリオスタット4は、該ヘリオスタット4のパネル部材11の太陽電池14が発電した電力により該パネル部材11を回転させることができるため、太陽2を自動追尾する場合やパネル部材11を退避位置に移動させる場合、さらにはヘリオスタットの方向の補正を行う場合に前記方向調整装置12等で使用する電力を、そのヘリオスタット4内において賄うことができる。
したがって、ヘリオスタット4を駆動するための電力を、例えば太陽熱発電装置6等の別の場所から供給する必要がないため送電用の電線等が不要である。
なお、上述のように、各ヘリオスタット4は、パネル部材11の回転を制御する方向調整装置12が無線によって上位の制御装置45と接続されており、また他のヘリオスタットとは直接的な電気的接続はされていないため、情報伝達のためのケーブルも不要である。
したがって、この第1の実施の形態においては、それぞれのヘリオスタット4が独立して各種動作に対応することができるという利点がある。この利点は、特に発電システムが多くのヘリオスタットを有している場合にはきわめて有効である。
In the case of the first embodiment, each heliostat 4 can rotate the
Therefore, since it is not necessary to supply the electric power for driving the heliostat 4 from another place, such as the solar thermal
Note that, as described above, each heliostat 4 has the
Therefore, the first embodiment has an advantage that each heliostat 4 can independently cope with various operations. This advantage is very effective especially when the power generation system has many heliostats.
前記第1の実施の形態では、ヘリオスタットの方向の補正に際して、パネル部材11を旋回方向及び俯仰方向に回転させると同時に、その回転中に該パネル部材11の太陽電池14の発電量を常時計測し、パネル部材11の回転中に経時的に変化する発電量の中からその発電量が最大になる該パネル部材11の向きを検出することにより、パネル部材11が向くべき適切な向きを決定していた。
しかしながら、次に述べる第2の実施の形態は、ヘリオスタットの具体的な方向の補正方法において、パネル部材11の太陽電池14の発電量が最も高くなる方向の検出方法が前記第1の実施の形態と異なっている。
In the first embodiment, when correcting the direction of the heliostat, the
However, in the second embodiment described below, in the method for correcting the specific direction of the heliostat, the detection method for the direction in which the power generation amount of the
図8は本発明のヘリオスタットの方向補正方法における、第2の実施の形態に係る方向補正方法の具体的な手順を示すフローチャートである。
この第2の実施の形態の方向補正方法においては、前記ヘリオスタット4のパネル部材11の俯仰方向と旋回方向とを、予め定めたそのパネル部材11の俯仰方向又は旋回方向の範囲において、一定角度ずつ変更すると共に、各角度の位置における前記太陽電池14の発電量をそれぞれ計測する。その後、その計測した発電量に基づいて俯仰方向全体及び旋回方向全体についての発電量をそれぞれ推測し、その推測した発電量から発電量が最も高くなる方向を特定するようにしている。
FIG. 8 is a flowchart showing a specific procedure of the direction correcting method according to the second embodiment in the heliostat direction correcting method of the present invention.
In the direction correction method of the second embodiment, the elevation direction and the turning direction of the
以下、図8及び図9に基づいて、第2の実施の形態の方向補正方法を行う際の具体的な手順を説明する。
なお、この第2の実施の形態のヘリオスタットの方向補正方法が実施される発電システム1は、基本的に前記第1の実施の形態において用いられた発電システムと同様の構成であるため、同様の符号を付して詳細な説明は省略する。
また、パネル部材11の太陽電池14の発電量が最も高くなる方向の検出方法が前記第1の実施の形態と異なる以外は、基本的に同じ手順でヘリオスタットの方向の補正を行う。
したがって、前記構成を有する発電システム1のヘリオスタット4において、初期設定中あるいは太陽の自動追尾動作中に方向の補正を行う手順は、図5に示すような手順で行われるため、この点についての詳細な説明は省略する。
A specific procedure for performing the direction correction method according to the second embodiment will be described below with reference to FIGS.
The power generation system 1 in which the heliostat direction correction method according to the second embodiment is implemented has basically the same configuration as the power generation system used in the first embodiment, and thus the same. Detailed description will be omitted.
Further, the direction of the heliostat is basically corrected by the same procedure except that the detection method in the direction in which the power generation amount of the
Therefore, in the heliostat 4 of the power generation system 1 having the above-described configuration, the procedure for correcting the direction during the initial setting or during the automatic tracking operation of the sun is performed according to the procedure shown in FIG. Detailed description is omitted.
まず、ステップS20では、補正動作開始時刻と、ヘリオスタット4の位置座標との関係から太陽2の位置、即ち太陽2の高度及び方位を算出する。
このとき、時刻の情報については前記上位の制御装置45から駆動制御装置23に入力され、太陽の高度及び方位については該駆動制御装置23において算出される。なお、このステップS20は、前記第1の実施の形態のステップS10と同様の処理である。
First, in step S <b> 20, the position of the
At this time, the time information is input from the
次に、ステップS21では、前記パネル部材11を、予め定めたそのパネル部材11の俯仰方向又は旋回方向の範囲において、俯仰方向又は旋回方向に一定角度ずつ変更すると共に、各角度の位置における前記太陽電池14の発電量をそれぞれ計測する。
前記パネル部材11を俯仰方向又は旋回方向に角度を変更するに際しては、前記ステップS1において設定した前記原点位置を基準として、旋回方向の場合は左右方向に−x〜xradの範囲において、俯仰方向の場合は上下方向に−y〜yradの範囲において、一定角度ずつ(例えば1mrad(0.001rad)ずつ)変更していく。
その一方で、俯仰方向及び旋回方向の各角度の位置におけるパネル部材11の太陽電池14の発電量を、各角度の位置毎に計測する。
Next, in step S21, the
When changing the angle of the
On the other hand, the power generation amount of the
なお、パネル部材11の向きを変更する俯仰方向又は旋回方向のそれぞれの範囲は、設定した原点位置の方向に応じて任意に設定される。
例えば、ヘリオスタット4を設置した際に該ヘリオスタット4の方向補正を初めて行う場合等、パネル部材11が太陽2の位置とはあまり関係がない方向を向いている可能性が高い場合は、できるだけ広い範囲において前記太陽電池14の発電量を計測すべきであるため、俯仰方向及び旋回方向にそれぞれ−π〜πradの範囲でパネル部材11の向きを変更することが好ましい。
一方、太陽2の自動追尾動作中に該ヘリオスタット4の方向の補正を行う場合等、パネル部材11が適切な向きに近い向きを向いている可能性が高い場合には、該パネル部材11の方向補正前の向きと理論上の適正な向きとの差は小さいと考えられる。したがって、それほど広い範囲で太陽電池14の発電量を計測しなくてもよいため、パネル部材11の向きを変更する俯仰方向又は旋回方向のそれぞれの範囲は、ヘリオスタット4の方向補正を初めて行う場合等に比べて狭く設定してもよい。
また、パネル部材11を俯仰方向や旋回方向に変更する際の角度については、計測した太陽電池の発電量に基づいて俯仰方向全体及び旋回方向全体についての発電量をそれぞれ推測できる範囲であれば任意に設定することができるが、後述するように太陽電池の発電量を外挿又は内挿によって求めることができる程度の計測点の数を確保できる角度とすることが好ましい。
Each range of the elevation direction or the turning direction in which the orientation of the
For example, when the direction of the heliostat 4 is corrected for the first time when the heliostat 4 is installed, the
On the other hand, when correction of the direction of the heliostat 4 is performed during the automatic tracking operation of the
Further, the angle when changing the
この実施の形態においては、図9(a)に示すように、前記原点位置の下方側から、旋回方向の第1の方向(図9(a)の場合、パネル部材の左側から右側の方向)に同じ角度ずつパネル部材11を回転させて向きを変更していくと共に、各角度の位置それぞれにおいて前記太陽電池14の発電量を計測する(なお、図9(a)中の白抜きの円は計測点をあらわす。)。
そして、パネル部材11を旋回方向に一定範囲回転させた場合には、該パネル部材11を俯仰方向の上方側に一定角度回転させて方向を変更し、今度は旋回方向における前記第1の方向とは逆の方向(図9(a)の場合パネル部材11の右側から左側の方向。以下、第2の方向という。)に同じ角度ずつパネル部材11を回転させて向きを変更していく。また、この場合においても、各角度の位置それぞれにおいて前記太陽電池14の発電量を計測する。
このように、この実施の形態では、前記パネル部材11の旋回方向の往復と俯仰方向への向きの変更とを繰り返して、該パネル部材11を、旋回方向と俯仰方向との一定の範囲において、俯仰方向又は旋回方向に一定角度ずつ変更する同時に、各角度の位置における前記太陽電池14の発電量をそれぞれ計測するようにしている。
In this embodiment, as shown in FIG. 9A, from the lower side of the origin position, the first direction of the turning direction (in the case of FIG. 9A, the direction from the left side to the right side of the panel member). The
When the
As described above, in this embodiment, the
なお、前記パネル部材11を旋回方向あるいは俯仰方向に一定角度ずつ方向を変更する場合は、前記方向調整装置12において、駆動制御装置23から旋回手段22の旋回方向用のモータドライバ38、あるいは俯仰手段21の俯仰方向用の各モータドライバ29に駆動指令を出力する。そして、これらの各モータドライバ38,29に制御された旋回方向用あるいは俯仰方向用の各電動モータ37,28により前記旋回用軸部材35あるいは俯仰用軸部材25を軸線まわりにそれぞれ回転させる。このとき、パネル部材11の旋回方向あるいは俯仰方向に回転する際の角度の制御は、前記旋回方向用あるいは俯仰方向用の各エンコーダ39,30によりそれぞれ取得される、前記旋回方向用あるいは俯仰方向用の各電動モータ37,28の出力軸の回転数や回転角の情報に基づいて行われる。
一方、前記太陽電池14の発電量の計測は、前記駆動制御装置23において行い、前記パネル部材11の旋回方向あるいは俯仰方向への角度の変更がある度に、その角度の位置における太陽電池14の発電量を計測する。そして、それぞれの角度の位置とその角度の位置での太陽電池14の発電量の情報とを関連付ける処理を行う。
When the direction of the
On the other hand, the power generation amount of the
ステップS22では、前記ステップS21で計測されたパネル部材11の旋回方向及び俯仰方向の各角度の位置における太陽電池14の発電量に基づいて、パネル部材の旋回方向と俯仰方向とのそれぞれについて太陽電池14の発電量(厳密には、パネル部材が俯仰方向と旋回方向とに動いた場合のそれぞれの発電量の変化)を推測し、該発電量が最大となる方向を特定する。
このとき、前記パネル部材の俯仰方向及び旋回方向についての前記太陽電池の発電量の推定は、具体的には、該パネル部材の俯仰方向及び旋回方向について計測した各発電量をそれぞれ外挿又は内挿することにより行う。
In step S22, based on the power generation amount of the
At this time, the estimation of the power generation amount of the solar cell with respect to the elevation direction and the turning direction of the panel member is specifically performed by extrapolating or interpolating each power generation amount measured with respect to the elevation direction and the turning direction of the panel member, respectively. This is done by inserting.
この点について具体的に説明すると、前記ステップS21において、太陽電池14の発電量と、パネル部材11の旋回方向及び俯仰方向の各角度の位置(パネル部材11の向き)との関係が特定されている。
そのため、図9(b)に示すように、パネル部材11の旋回方向の向きと太陽電池14の発電量との関係、及びパネル部材11の俯仰方向の向きと太陽電池14の発電量との関係を、それぞれグラフとしてあらわすことができる(図9(b)の場合、Z軸を太陽電池14の発電量、X軸をパネル部材11の旋回方向の向き、Y軸を俯仰方向の向きとしている。)。
More specifically, in step S21, the relationship between the power generation amount of the
Therefore, as shown in FIG. 9B, the relationship between the direction of the turning direction of the
このとき、前記ステップS21において計測した発電量は、パネル部材11の向きを一定角度ずつ変更させたデータであるため、パネル部材11の向きと発電量は、前記グラフに点(図9(b)のグラフ中のプロット点)としてあらわされる。
そのため、俯仰方向全体及び旋回方向全体の一連の発電量を、このグラフにおいて隣接する点同士の間の数値を外挿又は内挿することによりそれぞれ求める。
なお、前記外挿又は内挿を行うに際しては、一次関数による線形外挿又は線形内挿、点と点とを曲線で結ぶスプラインによる外挿又は内挿等、各種手法を用いることができる。
At this time, since the power generation amount measured in step S21 is data obtained by changing the orientation of the
Therefore, a series of power generation amounts in the entire elevation direction and in the entire turning direction are obtained by extrapolating or interpolating numerical values between adjacent points in the graph.
When performing the extrapolation or interpolation, various methods such as linear extrapolation or linear interpolation using a linear function, or extrapolation or interpolation using a spline connecting points with a curve can be used.
その後、外挿又は内挿により求めたパネル部材11の旋回方向及び俯仰方向の各向きと、太陽電池14の発電量との関係から、旋回方向及び旋回方向のそれぞれにおいて、前記太陽電池14の発電量が最も高くなったパネル部材11の向きを推定する。
そして、パネル部材11の旋回方向において、前記太陽電池14の発電量が最も高いパネル部材11の向きを、そのパネル部材11における旋回方向の適切な方向とする。また、パネル部材11の俯仰方向において、前記太陽電池14の発電量が最も高いパネル部材11の向きを、このパネル部材11における俯仰方向の適切な方向とする。
Thereafter, the power generation of the
And in the turning direction of the
ステップS23では、前記パネル部材11の理論上の適正な向きと、実測上の適正な向きとのずれ量を求める。
即ち、前記ステップS20において算出された太陽の高度及び方位に基づいて前記パネル部材が向くべき理論上の適正な向きを算出する。
一方で、前記ステップS22において決定した旋回方向及び俯仰方向の適切な向きによって特定される、該パネル部材11の太陽電池14の発電量が最大となる方向を、そのパネル部材11の実測上の適正な向きとして特定する。
そして、これらのパネル部材11の理論上の適正な向きと実測上の適正な向きとのずれ量を算出する。具体的には、前記パネル部材11の旋回方向及び俯仰方向のそれぞれのずれ量を算出する。
In step S23, a deviation amount between the theoretically appropriate direction of the
That is, the theoretically appropriate direction that the panel member should face is calculated based on the altitude and direction of the sun calculated in step S20.
On the other hand, the direction in which the amount of power generated by the
And the deviation | shift amount of the theoretical appropriate direction of these
ステップS24では、前記ステップS20〜ステップS23までのステップを順次2回以上行ったか否かを判断する。
前記ステップS20〜ステップS23までの手順を2回以上実行した場合には次のステップS25に進み、1回しか実行していない場合はステップS20まで戻る。
なお、ステップS20〜ステップS23までの手順を2回以上実行する理由、及びこのステップS24において、前記ステップS20〜ステップS23までの一連の手順を1度実行した後さらに一連の手順を実行する場合に、一定時間(2〜3時間程度)を空けて実行すること等については、基本的に前記第1の実施の形態のステップS14の場合と同様である。
In step S24, it is determined whether or not the steps from step S20 to step S23 are sequentially performed twice or more.
If the procedure from step S20 to step S23 is executed twice or more, the process proceeds to the next step S25, and if it is executed only once, the process returns to step S20.
The reason why the procedure from step S20 to step S23 is executed twice or more, and in this step S24, when a series of procedures from step S20 to step S23 are executed once and then a series of procedures are executed further. Executed after a certain period of time (about 2 to 3 hours) is basically the same as in step S14 of the first embodiment.
ステップS25では、前記ステップS23において求めた、パネル部材11の理論上の適正な向きと実測上の適正な向きとのずれ量に基づいて、該パネル部材11が常時適切な向きを向くように補正を行う。
なお、このパネル部材11の向きの補正は、前記第1の実施の形態と同様に、前記方向調整装置12の駆動制御装置23や俯仰方向用及び旋回方向用の各モータドライバ29,38において、俯仰方向用及び旋回方向用の各電動モータ28,37の出力軸の回転数や回転角等の制御量を前記ずれ量に基づいて補正することにより行う。
このとき、前記ステップS23において算出した、各時間における前記ずれ量に基づいて、パネル部材11の旋回方向あるいは俯仰方向への回転時における各方向のずれ角度を算出する共に、これらのずれ角度を加味した上で、前記ずれ量に基づいて、前記駆動制御装置23や前記各モータドライバ29,38における前記各電動モータ28,37の出力軸の回転数や回転角等の制御量を補正する点は、前記第1の実施の形態のステップS15と同様である。
これにより、ヘリオスタット4の太陽2の自動追尾中においては、このステップS25で補正された方向が、次回の補正が行われるまで反映された状態でパネル部材11は俯仰方向及び旋回方向に回転し、太陽2を追尾することとなる。
したがって、前記ヘリオスタット4は、パネル部材11が適正な方向を向いた状態で太陽を追尾することができるため、反射光5を前記集光部7に安定的に照射することが可能となる。
In step S25, correction is made so that the
The correction of the orientation of the
At this time, based on the shift amount calculated in step S23, the shift angle in each direction when the
Thereby, during the automatic tracking of the
Therefore, since the heliostat 4 can track the sun with the
以上のように、この実施の形態のヘリオスタットの方向補正方法によれば、基本的に前記第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
しかしながら、前記パネル部材11の太陽電池14の発電量が最も高くなる向きの検出に際して、パネル部材11の向きを俯仰方向や旋回方向に一定角度ずつ変更する毎に太陽電池14の発電量を計測し、パネル部材11の俯仰方向全体及び旋回方向全体の一連の発電量を推測するため、発電量を常時計測する必要がない。
また、前記太陽電池の発電量の計測を、実質的に前記パネル部材11の旋回方向の回転と俯仰方向の回転を何度も繰り返しながら行っているため、前記第1の実施の形態に比べ、太陽電池14の発電量の計測を行う領域が広い(パネル部材11を多方向に向けて発電量の計測を行う)ことから、発電量が最も高くなるパネル部材の向きの検出精度が高めることができるという利点がある。
As described above, according to the heliostat direction correcting method of this embodiment, basically the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
However, when detecting the direction in which the power generation amount of the
Moreover, since the measurement of the power generation amount of the solar cell is performed while repeating the rotation in the turning direction and the rotation in the elevation direction of the
図10は本発明のヘリオスタットの方向補正方法における、第3の実施の形態に係る方向補正方法の具体的な手順を示すフローチャートである。
この第3の実施の形態のヘリオスタットの方向補正方法は、前記第1及び第2の実施の形態とは、前記パネル部材11の太陽電池14の発電量が最も高くなる向きを検出する方法が異なっている。
即ち、この第3の実施の形態においては、前記パネル部材11の向きを俯仰方向と旋回方向とのいずれか一方の方向に連続的に変更しながら、その変更した俯仰方向又は旋回方向の前記太陽電池14の発電量を連続的に計測する。一方で、前記パネル部材11を他方の方向に連続的に変更しながら、その変更した旋回方向又は俯仰方向の前記太陽電池14の発電量を計測する。
そして、前記パネル部材11の俯仰方向と旋回方向とのそれぞれについて、前記太陽電池14の発電量が同じ2つのパネル部材11の向きを各々特定して、それらの特定した2つのパネル部材の向きの中間の向きを、前記太陽電池14の発電量が最も高くなる方向と擬制することにより、前記太陽電池14の発電量が最も高くなる方向を検出している。
FIG. 10 is a flowchart showing a specific procedure of the direction correcting method according to the third embodiment in the heliostat direction correcting method of the present invention.
The method for correcting the direction of the heliostat of the third embodiment is different from the first and second embodiments in that the method of detecting the direction in which the power generation amount of the
That is, in the third embodiment, while the orientation of the
And about each of the elevation direction and turning direction of the said
以下、図10及び図11に基づいて、第3の実施の形態のヘリオスタットの方向補正方法を実施する際の具体的な手順を説明する。
なお、この第3の実施の形態のヘリオスタットの方向補正方法が実施される発電システム1は、基本的に前記第1の実施の形態において用いられた発電システム1と同様の構成であるため、同様の符号を付して詳細な説明は省略する。
また、この第3の実施の形態においては、パネル部材11の太陽電池14の発電量が最も高くなる向きの検出方法が前記第1の実施の形態と異なる以外は、基本的に同じ手順でヘリオスタットの方向の補正を行う。したがって、前記構成を有する発電システム1のヘリオスタット4において、太陽2の自動追尾動作中に方向の補正を行う手順は、図5に示すような手順で行われるため、この点についての詳細な説明は省略する。
Hereinafter, based on FIG.10 and FIG.11, the specific procedure at the time of implementing the direction correction method of the heliostat of 3rd Embodiment is demonstrated.
The power generation system 1 in which the heliostat direction correction method of the third embodiment is implemented has basically the same configuration as the power generation system 1 used in the first embodiment. The same reference numerals are given and detailed description is omitted.
Further, in the third embodiment, the helio is basically performed in the same procedure except that the detection method in which the power generation amount of the
ステップS30では、補正動作開始時刻と、ヘリオスタット4の位置座標との関係から太陽2の位置、即ち太陽2の高度及び方位を算出する。
このとき、時刻の情報については前記上位の制御装置45から駆動制御装置23に入力され、太陽2の高度及び方位については該駆動制御装置27において算出される。なお、このステップS30は、前記第1の実施の形態のステップS10と同様の処理である。
In step S <b> 30, the position of the
At this time, the time information is input from the
ステップS31では、前記パネル部材11の予め定められた俯仰方向又は旋回方向の範囲において、該パネル部材11の向きを俯仰方向と旋回方向とのいずれか一方の方向に連続的に変更しながら、その変更した俯仰方向又は旋回方向の前記太陽電池14の発電量を計測する。さらに、前記パネル部材11の向きを他方の方向(即ち、パネル部材11の向きを俯仰方向に変更させた後であれば旋回方向、逆に旋回方向に変更させた後であれば俯仰方向。)に連続的に変更しながら、その変更した旋回方向又は俯仰方向の前記太陽電池14の発電量を計測する。
前記パネル部材11の向きを俯仰方向又は旋回方向に連続的に変更する場合、前記ステップS1で設定した前記原点位置を基準として、旋回方向の場合は左右方向に−x〜xradの範囲、俯仰方向の場合は該パネル部材11が起倒する方向に−y〜yradの範囲において行う。その一方で、パネル部材11の向きを俯仰方向又は旋回方向に連続的に変更している間は、該パネル部材11の太陽電池14の発電量を常時計測する。
In step S31, while the orientation of the
When the orientation of the
なお、パネル部材11の向きを変更する俯仰方向又は旋回方向のそれぞれの範囲は、設定した原点位置の方向に応じて設定される点、及びパネル部材11を俯仰方向や旋回方向に変更する際の角度については、計測した太陽電池の発電量に基づいて俯仰方向全体及び旋回方向全体についての発電量をそれぞれ推測できる範囲であれば任意に設定することができる点については、前記第2の実施の形態と同様であるため、具体的な説明は省略する。
Each range of the elevation direction or the turning direction for changing the orientation of the
ここで、前記パネル部材11の向きを俯仰方向又は旋回方向に連続的に変更しながら前記太陽電池14の発電量を計測するに際しては、パネル部材11の向きを俯仰方向又は旋回方向に変更している間、太陽電池14の発電量を連続して計測し続ける必要はなく、間欠的であってもよい。ただし、太陽電池14の発電量を間欠的に計測する場合には、次のステップS32において、前記第2の実施の形態の場合と同様、得られた太陽電池14の発電量を外挿又は内挿して、パネル部材11の俯仰方向又は旋回方向の向きによる発電量の変化を求める必要がある。
Here, when measuring the power generation amount of the
この実施の形態の場合、図11(a)に示すように、まず、前記原点位置における前記パネル部材11の俯仰方向の向きを保った状態で、該パネル部材11を一定の範囲(図11(a)中の−x〜xの範囲)で一定の旋回方向に回転させることにより、このパネル部材11の向きを一定方向(図11(a)の場合、パネル部材11の左側から右側の方向)に連続的に変更しながら、前記太陽電池14の発電量を計測している。このとき、前記太陽電池14の発電量の計測は、前記パネル部材11の旋回方向への回転中、一部のパネル部材11の向きのみ、具体的には原点位置付近の以外の一定範囲のみ(図11(a)中のX軸方向の実線の矢印の範囲、即ち−x〜−x2の範囲及びx2〜xの範囲)のみの向きについて実施している。
そして、前記パネル部材11の旋回方向の回転が終了した後、今度は前記原点位置のパネル部材11の旋回方向の向きを保った状態で、該パネル部材11を一定の範囲(図11(a)中の−y〜yの範囲)で俯仰方向に回転させることにより、このパネル部材11を一定方向(この場合、パネル部材11を該パネル部材11の上側の方向に回転させる方向)に連続的に変更しながら、太陽電池14の発電量を計測している。このとき、太陽電池14の発電量の計測は、パネル部材11の俯仰方向への回転中、一部のパネル部材11の向きのみ、即ち原点位置付近以外の一定範囲(図11(a)中のY軸方向の実線の矢印の範囲、即ち−y〜−y2の範囲及びy2〜yの範囲)の向きのみについて実施している。
In the case of this embodiment, as shown in FIG. 11 (a), first, the
Then, after the rotation of the
なお、前記パネル部材11の向きを旋回方向あるいは俯仰方向に変更する場合の方向調整装置12における動作や、パネル部材11の旋回方向あるいは俯仰方向への回転の制御等については、基本的に前記第1の実施形態と同じであるため、詳細な説明は省略する。
また、前記駆動制御装置22において前記太陽電池14の発電量の計測を行う点、旋回方向用及び俯仰方向用の各エンコーダ39,30から出力される旋回方向用及び俯仰方向用の各電動モータ37,28の出力軸の回転数や回転角の情報に基づいてパネル部材11の旋回方向及び俯仰方向の向きを常時算出し、該パネル部材11の向きと太陽電池14の発電量の情報とを関連付ける処理を行う点についても、前記第1の実施の形態と同様である。
The operation of the
In addition, the
ステップS32では、前記パネル部材11の俯仰方向と旋回方向とについて、前記太陽電池14の発電量が同じであるパネル部材11の向きをそれぞれ2つ特定し、それらの特定した2つのパネル部材11の向きの中間の向きを前記太陽電池14の発電量が最も高くなるパネル部材11の向きとして擬制し、適正な方向として特定する。
In step S <b> 32, two orientations of the
具体的には、図9(b)や図9(c)に示すように、前記ステップS31で計測された、パネル部材11の旋回方向及び俯仰方向の向きに応じた太陽電池14の発電量に基づき、パネル部材11の旋回方向の向きと太陽電池14の発電量との関係、及びパネル部材11の俯仰方向の向きと太陽電池14の発電量との関係を、縦軸を発電量、横軸をパネル部材の向きとするグラフとしてあらわす。
また、このグラフ上において、前記太陽電池14の発電量が同じであるパネル部材11の向き(グラフ上の点)を2つ特定した上で、それらの特定した2つのパネル部材11の向きの中間の向きを前記太陽電池14の発電量が最も高くなるパネル部材の向きと擬制する。そして、このような処理をパネル部材11の旋回方向及び俯仰方向とのそれぞれについて行って、旋回方向及び俯仰方向においてパネル部材11が向くべき適正な向きを決定する。
Specifically, as shown in FIG. 9B and FIG. 9C, the power generation amount of the
Further, on this graph, after specifying two directions (points on the graph) of the
ここで、前記グラフ上においては、太陽電池14の発電量とパネル部材11の向きとの関係は、図9(b)や図9(c)に示すような曲線であらわされるのが通常であり、またこの曲線の形状は、太陽電池14の発電量が最も高い点を通る垂線L1、L2を対称軸とする対称な図形となっている。
そのため、このグラフ上においては、前記太陽電池14の発電量が増加傾向にある領域と発電量が減少傾向にある領域とのそれぞれに、発電量が同じとなるパネル部材の向き(グラフ上の点)となる点があらわれる(図9(b)中の点A1,B1、図9(c)中の点A2,B2)。
このとき、太陽電池14の発電量が同じである2つのパネル部材11の向きを示すグラフ上の点A1,B1、点A2、B2の各中間の向きを示す点C1、C2は、前記対称軸L1、L2上に位置することになるため、これにより太陽電池14の発電量が最も高いパネル部材11の向きを特定することが可能となる。
したがって、これらの太陽電池14の発電量が同じである2つのパネル部材11の向きの中間の向きを、太陽電池14の発電量が最も高くなるパネル部材11の向きと擬制することができるため、その向きをパネル部材11が向くべき適正な向きとして特定することとなる。
Here, on the graph, the relationship between the power generation amount of the
Therefore, on this graph, the direction of the panel member (the point on the graph) where the power generation amount is the same in each of the region where the power generation amount of the
At this time, points C 1 , C indicating the intermediate directions of points A 1 , B 1 , points A 2 , B 2 on the graph indicating the directions of the two
Therefore, since the middle direction of the two
ここで、前記太陽電池14の発電量が同じであるパネル部材11の向きを2つ特定する場合、発電量の増加割合が最も大きい領域と、発電量の減少割合が最も大きい領域とで行うことが好ましい。
これは、例えば前記太陽電池14の発電量の増加割合や減少割合が小さい領域(例えば図11(c)における対称軸L2の近傍の領域)においては、発電量の増減が小さく、場合によっては発電量が変化しない可能性があり、また計測誤差等を考慮すると、このような発電量の増加割合や減少割合が小さい領域で発電量が同じであるパネル部材の向きを特定しづらいためである。太陽電池の発電量の増加割合が最も大きい領域と減少割合が最も大きい領域とにおいては、発電量の増減が大きいため、このような問題は少なく、発電量が同じであるパネル部材の向きを特定しやすい。
Here, when two directions of the
This is because, for example, in the region where the increase rate or decrease rate of the power generation amount of the
なお、この実施の形態においては、前述のように、ステップ31での太陽電池14の発電量の計測は、パネル部材11の旋回方向又は俯仰方向への回転中、該パネル部材11の一部の向きの範囲のみ、具体的には原点位置付近以外の一定範囲の向きのみについて実施している。そのため、得られた太陽電池14の発電量のデータを、縦軸を発電量、横軸をパネル部材11の向きとするグラフとしてあらわすと共に、発電量のデータがない部分については外挿又は内挿して、前記パネル部材11の俯仰方向又は旋回方向の一連の発電量を求める。
その上で、前記パネル部材11の旋回方向及び俯仰方向についての該パネル部材11の向きと太陽電池14の発電量と関係をあらわすグラフ上において、前記太陽電池14の発電量が同じであるパネル部材11の向き(グラフ上の点)を2つ特定して、それらの特定した2つのパネル部材11の向きの中間の向きを前記太陽電池14の発電量が最も高くなるパネル部材11の向きと擬制し、その向きを、パネル部材11の旋回方向及び俯仰方向について該パネル部材11が向くべき適正な方向としている。
In this embodiment, as described above, the measurement of the power generation amount of the
In addition, on the graph showing the relationship between the direction of the
ステップS33では、前記パネル部材11の理論上の適正な向きと、実測上の適正な向きとのずれ量を求める。
即ち、前記ステップS30において算出された太陽の高度及び方位に基づいて前記パネル部材が向くべき理論上の適正な向きを算出する。
一方で、前記ステップS32において特定した、前記パネル部材の太陽電池14の発電量が最大となる、該パネル部材11の旋回方向及び俯仰方向の適切な向きを、そのパネル部材11が向くべき実測上の適正な向きとする。
そして、これらのパネル部材11の理論上の適正な向きと実測上の適正な向きとのずれ量を算出する。具体的には、前記パネル部材11の旋回方向及び俯仰方向のそれぞれのずれ量を算出する。
In step S33, a deviation amount between the theoretically appropriate direction of the
That is, the theoretically appropriate direction that the panel member should face is calculated based on the altitude and direction of the sun calculated in step S30.
On the other hand, in the actual measurement that the
And the deviation | shift amount of the theoretical appropriate direction of these
ステップS34では、前記ステップS30〜ステップS33までのステップを順次2回以上行ったか否かを判断する。
前記ステップS30〜ステップS33までの手順を2回以上実行した場合には次のステップS35に進み、1回しか実行していない場合はステップS30まで戻る。
なお、ステップS30〜ステップS33までの手順を2回以上実行する理由、及びこのステップS34において、前記ステップS30〜ステップS33までの一連の手順を1度実行した後さらに一連の手順を実行する場合に、一定時間(2〜3時間程度)を空けて実行すること等については、基本的に前記第1の実施の形態のステップS14の場合と同様である。
In step S34, it is determined whether or not the steps from step S30 to step S33 are sequentially performed twice or more.
If the procedure from step S30 to step S33 is executed twice or more, the process proceeds to the next step S35, and if it is executed only once, the process returns to step S30.
The reason why the procedure from step S30 to step S33 is executed twice or more, and in this step S34, when the sequence of steps from step S30 to step S33 is executed once and then the sequence of steps is executed further. Executed after a certain period of time (about 2 to 3 hours) is basically the same as in step S14 of the first embodiment.
ステップS35では、前記ステップS33において求めた、パネル部材11の理論上の適正な向きと実測上の適正な向きとのずれ量に基づいて、該パネル部材11が常時適切な向きを向くように補正を行う。
なお、このパネル部材11の向きの補正は、前記第1及び第2の実施の形態と同様に、前記方向調整装置12の駆動制御装置23や俯仰方向用及び旋回方向用の各モータドライバ29,38において、俯仰方向用及び旋回方向用の各電動モータ28,37の出力軸の回転数や回転角等の制御量を前記ずれ量に基づいて補正することにより行う。
このとき、前記ステップS23において算出した、各時間における前記ずれ量に基づいて、パネル部材11の旋回方向あるいは俯仰方向への回転時における各方向のずれ角度を算出する共に、これらのずれ角度を加味した上で、前記ずれ量に基づいて、前記駆動制御装置23や前記各モータドライバ29,38における前記各電動モータ28,37の出力軸の回転数や回転角等の制御量を補正する点は、前記第1の実施の形態のステップS15と同様である。
これにより、ヘリオスタット4の太陽2の自動追尾中においては、このステップS35で補正された方向が、次回の補正が行われるまでずっと反映された状態でパネル部材11は俯仰方向及び旋回方向に回転し、太陽2を追尾することとなる。
この結果、前記ヘリオスタット4は、パネル部材11が適正な向きにおいて太陽2を追尾することができるため、反射光5を前記集光部7に安定的に照射することが可能となる。
In step S35, correction is made so that the
The correction of the orientation of the
At this time, based on the shift amount calculated in step S23, the shift angle in each direction when the
As a result, during automatic tracking of the
As a result, the heliostat 4 can track the
以上のように、この実施の形態のヘリオスタットの方向補正方法によれば、基本的に前記第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
しかしながら、この実施の形態の場合、発電量が同じ2つのパネル部材11の向きを各々特定して、それらの特定した2つのパネル部材11の向きの中間の向きを、前記太陽電池14の発電量が最も高くなるパネル部材11の向きと擬制するため、発電量が最も高くなる向きの近傍の方向において発電量の差が小さく、発電量が最も高くなる向きを特定しづらい場合には有効である。
As described above, according to the heliostat direction correcting method of this embodiment, basically the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
However, in the case of this embodiment, the directions of two
前記第1〜第3の実施の形態においては、太陽熱発電装置6がタワー式の構成を有する発電システム1のヘリオスタット4について本発明の方向補正方法を実施している。
しかしながら、本発明の方向補正方法は、ヘリオスタットからの反射光をさらに下方向けに反射する、第1の集光部となるセンターミラーを有するタワーと、該センターミラーによって反射した反射光を集光する第2の集光部となるレシーバとを備え、該レシーバに集光された反射光によって熱媒体を加熱する、ダウンビーム式の発電システムのヘリオスットにおいて実施してもよい。
In the said 1st-3rd embodiment, the direction correction method of this invention is implemented about the heliostat 4 of the electric power generation system 1 in which the solar
However, the direction correction method of the present invention condenses the reflected light reflected by the center mirror and the tower having the center mirror as the first light collecting portion that reflects the reflected light from the heliostat further downward. And a receiver serving as a second light condensing unit, and the heat medium may be heated by reflected light collected by the receiver.
さらに、前記ヘリオスタット4は、前記第1〜第3の実施の形態のように1枚のパネル部材11を備えたものでなくてもよく、1つのヘリオスタットが複数枚のパネル部材を備えたものであってもよい。また、ヘリオスタットの方向調整装置の俯仰手段及び旋回手段の構成についても、パネル部材を俯仰方向及び旋回方向に回転させることができれば、任意の構成とすることができる。
Further, the heliostat 4 may not be provided with one
また、前記第1〜第3の実施の形態においては、ヘリオスタット4のパネル部材11の向きの補正は、前記方向調整装置12による該パネル部材11の向きを俯仰方向及び旋回方向の二軸で調整することにより行っている。
しかしながら、本発明のヘリオスタットの方向補正方法は、太陽熱発電装置の集光部に反射光を照射可能な範囲内において、前記太陽電池の発電量が最も高くなる向きを検出し、その向きを該パネル部材が向くべき適正な向きとして方向調整装置で補正することができれば、三軸以上の多軸の調整によりパネル部材の向きを調整することができるヘリオスタットについても適用することができる。
In the first to third embodiments, correction of the orientation of the
However, the method for correcting the direction of the heliostat of the present invention detects the direction in which the power generation amount of the solar cell is highest within the range in which reflected light can be applied to the condensing unit of the solar thermal power generation device, and the direction is detected. If it can correct | amend with a direction adjustment apparatus as an appropriate direction which a panel member should face, it can apply also about the heliostat which can adjust the direction of a panel member by adjustment of the multi-axis of 3 axes or more.
前記第1〜第3の実施の形態においては、前記パネル部材11の向きの補正は、該パネル部材11の太陽電池14が発電した電力によって前記方向調整装置12を駆動させることにより行っていた。しかしながら、必ずしもそのようにする必要はなく、太陽熱発電装置6によって発電された電力により方向調整装置12を駆動させてパネル部材11の向きの補正を行ってもよい。
また、前記第1〜第3の実施の形態においては、パネル部材11の太陽電池14が発電した電力を方向調整装置12の駆動にのみ用いていたが、パネル部材の太陽電池として発電効率が高いものを用いて、その太陽電池が発電した電力を、そのヘリオスタット以外の他の場所に送電、出力するようにしてもよい。この場合、発電システムは、太陽熱発電装置による太陽熱発電と、ヘリオスタットの太陽電池による太陽光発電とによる、いわゆるハイブリット発電を行う構成となる。
ただし、各ヘリオスタットの方向調整装置に太陽熱発電装置からの電力を送電したり、パネル部材の太陽電池が発電した電力を他の場所に送電したりする場合は、各ヘリオスタットと送電元あるいは送電先とを、ケーブル等によって電気的に接続する必要がある。
In the first to third embodiments, the orientation of the
Moreover, in the said 1st-3rd embodiment, although the electric power which the
However, when transmitting the electric power from the solar thermal power generation device to the direction adjusting device of each heliostat or transmitting the electric power generated by the solar cell of the panel member to another place, each heliostat and the power transmission source or the power transmission It is necessary to electrically connect the tip with a cable or the like.
前記第1の実施の形態においては、前記パネル部材11の太陽電池14の発電量が最も高くなる向きの検出を行う際に、まずパネル部材11の向きを旋回方向に連続的に変更しながら太陽電池14の発電量を計測した後、俯仰方向に連続的に変更して発電量を計測している。
しかしながら、パネル部材の向きを俯仰方向に連続的に変更しながら太陽電池の発電量を計測した後、旋回方向に連続的に変更しながら発電量を計測することにより、該太陽電池の発電量が最も高くなる方向を検出してもよい。
In the first embodiment, when detecting the direction in which the power generation amount of the
However, after measuring the power generation amount of the solar cell while continuously changing the orientation of the panel member in the elevation direction, the power generation amount of the solar cell is determined by measuring the power generation amount while continuously changing in the turning direction. The highest direction may be detected.
前記第2の実施の形態においては、前記パネル部材11の太陽電池14の発電量が最も高くなる方向の検出を行うに際して、該パネル部材11の向きを旋回方向の第1の方向に一定角度ずつ変更して各角度の位置での太陽電池14の発電量を計測している。その後、パネル部材11の向きを俯仰方向に一定角度変更して、今度はパネル部材11の向きを旋回方向の第2の方向に一定角度ずつ変更して各角度の位置での太陽電池14の発電量を計測する動作を繰り返している。
しかしながら、パネル部材の向きを俯仰方向、例えばパネル部材の上側の方向に一定角度ずつ変更してその角度の位置での太陽電池の発電量を計測した後、パネル部材の向きを旋回方向に一定角度変更して、今度はパネル部材の向きを俯仰方向の反対方向、即ちパネル部材の下側の方向に一定角度ずつ変更して各角度の位置での太陽電池の発電量を計測する動作を繰り返し、その得られた発電量のデータに基づいてパネル部材の太陽電池の発電量が最も高くなる方向の検出を行うようにしてもよい。
あるいは、パネル部材の向きを俯仰方向や旋回方向に一定角度ずつランダムに変更し、各角度の位置で太陽電池の発電量を計測する動作を繰り返すことにより、複数のパネル部材の向きでの太陽電池の発電量を計測し、この発電量のデータに基づいて太陽電池の発電量が最も高くなるパネル部材の向きの検出を行うようにしてもよい。
In the second embodiment, when detecting the direction in which the power generation amount of the
However, after changing the orientation of the panel member by a certain angle in the elevation direction, for example, the upper direction of the panel member, and measuring the amount of power generated by the solar cell at that angle position, the orientation of the panel member is a certain angle in the turning direction. Change, this time repeat the operation of measuring the power generation amount of the solar cell at the position of each angle by changing the direction of the panel member by a certain angle in the direction opposite to the elevation direction, that is, the lower direction of the panel member, The direction in which the power generation amount of the solar battery of the panel member becomes the highest may be detected based on the obtained power generation amount data.
Alternatively, by changing the orientation of the panel member at a certain angle randomly in the elevation direction and the turning direction, and repeating the operation of measuring the power generation amount of the solar cell at the position of each angle, the solar cell in the orientation of the plurality of panel members May be measured, and the orientation of the panel member at which the power generation amount of the solar cell becomes the highest may be detected based on the data of the power generation amount.
前記第3の実施の形態においては、前記原点位置における前記パネル部材11の俯仰方向の向きを保った状態で、該パネル部材11の向きを一定の旋回方向に連続的に変更しながら、太陽電池14の発電量を計測した後、今度は前記原点位置のパネル部材11の旋回方向の向きを保った状態で、該パネル部材11の向きを一定の俯仰方向に連続的に変更しながら、太陽電池14の発電量を計測している。
しかしながら、最初にパネル部材の向きを俯仰方向に連続的に変更しながら太陽電池の発電量を計測した後、パネル部材の向きを旋回方向に連続的に変更しながら太陽電池の発電量を計測してもよい。
In the third embodiment, while maintaining the orientation of the
However, first, after measuring the power generation amount of the solar cell while continuously changing the orientation of the panel member in the elevation direction, the power generation amount of the solar cell is measured while continuously changing the direction of the panel member in the turning direction. May be.
また、前記第3の実施の形態においては、太陽電池14の発電量の計測を、パネル部材11の向きを俯仰方向や旋回方向に連続的に変更している間に、一部の方向のみ、即ち原点位置付近以外の一定範囲の方向のみについて実施している。
しかしながら、太陽電池の発電量の計測は、パネル部材の向きを俯仰方向や旋回方向に連続的に変更している際には常時行うようにしてもよい。この場合は、第3の実施の形態のように、計測によって得られた発電量のデータに基づいて、俯仰方向及び旋回方向の一連の発電量を外挿又は内挿によって求める必要がない。
Moreover, in the said 3rd Embodiment, while measuring the electric power generation amount of the
However, the measurement of the power generation amount of the solar cell may be always performed when the direction of the panel member is continuously changed to the elevation direction or the turning direction. In this case, unlike the third embodiment, it is not necessary to obtain a series of power generation amounts in the elevation direction and the turning direction by extrapolation or interpolation based on the data of the power generation amount obtained by measurement.
さらに、前記第1〜第3の実施の形態においては、一定時間空けて少なくとも2回以上、該パネル部材11の太陽電池14の発電量が最も高くなる向きの検出を行って、その各検出の時刻におけるパネル部材11の実測上の適正な向きと理論上の適正な向きとのずれ量をそれぞれ算出している。そして、それらの算出したずれ量の差に基づいて、前記パネル部材11の俯仰方向及び旋回方向への回転時に発生するずれ角度を算出し、該パネル部材11のそれらの俯仰方向及び旋回方向の各ずれ角度を加味することにより、前記パネル部材11の向きの補正を行っている。
しかしながら、必ずしも、このように一定時間空けて少なくとも2回以上ずれ量を求め、それらのずれ量に基づいてそれらの算出したずれ量の差に基づいて、前記パネル部材の俯仰方向及び旋回方向への回転時に発生するずれ角度を算出する必要はない。
例えば、メンテナンス等の別作業によって、予め前記パネル部材の俯仰方向及び旋回方向への回転時に発生するずれ角度を把握できている場合は、必ずしもずれ量を2回以上算出して前記パネル部材の俯仰方向及び旋回方向への回転時に発生するずれ角度を算出する必要はない(ただし、この場合は、その既知のずれ角を、俯仰方向用又は旋回方向用の各電動モータの出力軸の回転数や回転角の制御量の補正に加味する必要がある。)。
あるいは、既知のずれ角に基づき、前記パネル部材における俯仰方向及び旋回方向への回転方向について、俯仰方向用又は旋回方向用の各電動モータの出力軸の回転数や回転角の制御量の補正が既に行われている場合も、必ずしもずれ量を2回以上算出する必要はない。
Furthermore, in the first to third embodiments, the direction in which the power generation amount of the
However, it is not always necessary to determine the amount of deviation at least twice in this way, and based on the amount of deviation, the difference in the calculated amount of deviation is used to move the panel member in the elevation direction and the turning direction. It is not necessary to calculate the deviation angle that occurs during rotation.
For example, when the deviation angle generated when the panel member is rotated in the elevation direction and the turning direction can be grasped in advance by another operation such as maintenance, the deviation amount is not necessarily calculated two times or more. It is not necessary to calculate the deviation angle that occurs when rotating in the direction and the turning direction (however, in this case, the known deviation angle is calculated based on the rotation speed of the output shaft of each electric motor for the elevation direction or the turning direction, It is necessary to take into account the correction of the control amount of the rotation angle.)
Alternatively, based on the known deviation angle, the rotational speed of the output member of each electric motor for the elevation direction or the rotation direction and the control amount of the rotation angle are corrected for the rotation direction in the elevation direction and the turning direction in the panel member. Even if it has already been performed, it is not always necessary to calculate the deviation amount twice or more.
1 発電システム
2 太陽
3 太陽光
4 ヘリオスタット
5 反射光
6 太陽熱発電装置
7 集光部
11 パネル部材
12 方向調整装置
13 反射部材
13a 反射面
14 太陽電池
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (8)
前記方向調整装置により前記パネル部材の向きを変えて、前記ヘリオスタットが前記太陽熱発電装置における集光部に反射光を照射可能な範囲内において該パネル部材の太陽電池の発電量が最も高くなる向きを検出し、その太陽電池の発電量が最大となる向きを、そのパネル部材が向くべき実測上の適正な向きとして決定すると共に、前記ヘリオスタットの位置座標と時刻とから算出される理論上の太陽の位置に基づいて前記パネル部材が向くべき理論上の適正な向きを算出し、
これらの実測上の適正な向きと理論上の適正な向きとのずれ量に基づいて、そのパネル部材の向きを前記方向調整装置によって補正する、ヘリオスタットの方向補正方法。 A reflecting member that forms a reflecting surface that reflects infrared rays from the sun, and a panel member that includes a solar cell that generates power by sunlight, and the orientation of the panel member is changed to automatically track the moving sun. A heliostat having a direction adjusting device for adjusting the direction and a condensing unit for collecting the reflected light reflected by the heliostat, and generating power by heat from the reflected light collected on the condensing unit A method for correcting the direction of the heliostat in a power generation system including a solar thermal power generation device,
The direction of the panel member is changed by the direction adjusting device, and the solar cell power generation amount of the panel member is the highest in the range in which the heliostat can irradiate reflected light to the condensing portion in the solar power generation device. And the direction in which the amount of power generated by the solar cell is maximized is determined as an appropriate measured direction that the panel member should face, and is calculated from the position coordinates of the heliostat and the time. Calculate the theoretically correct orientation that the panel member should face based on the position of the sun,
A method for correcting the direction of a heliostat, in which the direction of the panel member is corrected by the direction adjusting device based on the amount of deviation between the appropriate direction in actual measurement and the appropriate direction in theory.
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