JPH02293562A - 太陽熱利用発電プラント - Google Patents

太陽熱利用発電プラント

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Publication number
JPH02293562A
JPH02293562A JP1112180A JP11218089A JPH02293562A JP H02293562 A JPH02293562 A JP H02293562A JP 1112180 A JP1112180 A JP 1112180A JP 11218089 A JP11218089 A JP 11218089A JP H02293562 A JPH02293562 A JP H02293562A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat
medium
boiling point
solar
power generation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1112180A
Other languages
English (en)
Inventor
Akira Yamada
明 山田
Masahiro Soda
曽田 正浩
Masayasu Sakai
正康 坂井
Masayoshi Murata
正義 村田
Masatoshi Kudome
正敏 久留
Seiichi Tanabe
清一 田辺
Eishiro Sasagawa
英四郎 笹川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP1112180A priority Critical patent/JPH02293562A/ja
Publication of JPH02293562A publication Critical patent/JPH02293562A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野) 本発明は太陽熱利用発電プラントに関する.(従来の技
術〕 第7図により従来の実施例を説明する.太陽光は反射l
l01により反射され集熱器02に集められる.その熱
を回収するのに熱媒循環で行う.熱媒はボンブ03によ
り集熱器02で集熱した後、熱交換器(蓄熱体) 04
で水蒸気など作動媒体と熱交換し、管09を通ってポン
プへ戻る.発電はポンプ08、タービン05およびm縮
器07からなるサイクルにより行われる.ここで06は
発電機である.また、この発電サイクルには通常水蒸気
が作動媒体として用いられる. 〔発明が解決しようとする課題〕 上記従来の太陽熱発電プラントでは、次のような問題点
があった. (1)太陽熱は1日の変化、また季節変化が大きいので
、それに対応して常に高効率で発電することはできない
.その原因は、発電サイクル、あるいは太陽熱の利用方
法が単一のため、その設計点付近では高効率だが、設計
点を外れた太陽熱に対しては効率が大きく低下するため
である.通常第7図に示すような従来の発電システムで
は、タービン05の入口温度が高い程、高効率の発電が
可能となる.例えば水蒸気サイクルではタービンの入口
温度400℃で発電端効率34%に対して570’Cで
は40%に達する.しかしながら一方では集熱温度が高
ければ、太陽熱の集熱効率は低下し、太陽熱が弱《なれ
ばその集熱温度の設計点に達しない場合もありうる.従
って年間の太陽熱の利用率は現状約20%が限界となっ
ている. (2)太陽光には、反射鏡によって集熱器に集めること
が可能な直達光と、反射鏡により散乱してしまうので集
熱できない散乱光がある.従来のシステムでは直達光の
みを利用するので、太陽エネルギの利用率は曇天時や冬
季は著しく悪くなる。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は上記課題を解決するため次の手段を講ずる. すなわち、太陽熱利用発電プラントとして、太陽熱を反
射鏡で集熱し、同集熱した熱を熱源とし、熱媒を循環し
てタービンを回し、発電する太陽熱利用プラントにおい
て、上記反射鏡を兼ねた太陽電池と、同太陽電池の反射
光を集熱する集熱器と、同集熱器を熱源とし、高沸点熱
媒を循環する第1の発電サイクルと、同発電サイクルの
排熱及び/又は高沸点熱媒の保有熱を熱源とし、低沸点
熱媒を循環する第2の発電サイクルとを備え・る.〔作
用〕 上記手段により次のように作用する. (1)太陽熱が強い場合は、太陽光は反射鏡面の表面形
状を持つ太陽電池で反射され集熱器で集熱されるととも
に太陽電池で吸収された光で直接発電される。また上記
集熱器を熱源とし、高沸点熱媒を循環して第1の発電サ
イクルで発電される.さらに第1の発電サイクルの排熱
を熱源とし、低沸点熱媒を循環し゛て第2の発電サイク
ルで発電される. (2)太陽熱がやや弱い場合は、上記と同様にして太陽
光の吸収光で直接発電される.また反射光の集熱された
熱は集熱器を熱源とし、高沸点熱媒を、第1の発電サイ
クルのタービンをバイパスして循環させ、その保有熱を
熱源とし、低沸点熱媒を循環して第2の発電サイクルで
発電される. (3)太陽熱が弱い場合は、太陽電池の吸収光で直接発
電される. このようにして太陽熱を効率よく利用した発電が行える
ようになる. 〔実施例〕 本発明の一実施例を第1図ないし第6図により説明する
.第1図は全体構成の系統図、第2図は太陽電池の説明
図、第3図と第4図は太陽電池の作用説明図、第5図と
第6図は全体の作用説明図である.なお、従来例で説明
した部分は、冗長さをさけるため説明を省略し、この発
明に関する部分を主体に説明する. 第1図にて、表面形状が反射鏡と同じ表面を持った反射
鏡を兼ねた太陽電池1が設けられる.太陽電池1は第2
図に断面を表すように表面から透明電極61,p層62
,i層63,n層64,透明電極65.反射鏡66の層
で構成されている.さらに太陽電池lの反射光を受ける
集熱器2が設けられる.集熱器2の集熱は高沸点熱媒(
カリウム)で回収され配管20で高温タンク4の入口へ
送られる.高温タンク4の出口は弁30を経て第1ター
ビン5の入口につながれる.第1タービン5の出口は第
1凝縮器7を経て低温タンク10へつながれる.低温タ
ンクlOは第1ボンブ3を経て集熱器2へつながれる.
また、高温タンク4の液体出口は低温タンクlOの液体
入口へ弁32を経てつながれている.一方、低沸点熱媒
(ディフェニール)は第1凝縮器7の低沸点熱媒出口か
ら配管21で第2タービンl1の入口につながれる.ま
た第2タービン1lの出口は第2凝縮器13の人口へつ
ながれる。さらに第2凝縮器l3の出口は第2ポンプ8
、弁31を順次経て第1凝縮器7の低沸点熱媒入口につ
ながれる.また第2ポンプ8の出口より分岐して、弁3
3を介して低温タンク10の低沸点熱媒の入口に配管1
5でつながれる.さらに低温タンク10の低沸点熱媒の
出口は第2タービン11の入口へ配管22でつながれて
いる.また第2凝縮器13の冷却水の入口と出口には冷
却水用のポンブ14を持つ配管23が設けられている.
なお第1図中6.12は発電機を示す.以上の構成にお
いて、第1図と第3図に示すように、太陽からの入射光
!.の一部は透明電極の表面で反射され反射光(Irl
+171)として集光サれ集熱器2で集熱される.他の
部分は太陽電池1で直接発電される,ただし、集熱器2
で利用されるのは、入射角と反射角が等しい鏡面反射成
分1r+であり、それ以外の散乱反射成分11.は損失
となる.陽電池1で発電に利用されるのはL−(Ir+
+17+)であり、実際には第4図に示すように、それ
に効率を乗じてIc+のエネルギだけ電気に変換される
.1@−(Ir++171+IC+)は反射[66に達
し、ほとんど全て反射される.そしてIc.と同様1c
.が電気エネルギになり、残りのエネルギIl雪と!−
のうち、集熱器2で利用できるのが、Ir.であるのは
Irlの場合と同じである. 集熱器2で集められた熱は高沸点熱媒の発電サイクルの
熱源となる.高沸点熱媒は第1ポンプ3により集熱器2
へ送られ、高温タンク4で気液が分離される.蒸気は第
1タービン5を通った後に、第1凝縮器7で凝縮する.
そのときの凝縮熱は低沸点熱媒の熱源となる.第1凝縮
器7を通った後は低温タンク10へ戻る. 低沸点熱媒はポンプ8より送られ、高沸点熱媒の発電サ
イクルが稼働しているときは、高沸点熱媒の第1凝縮器
7から、受熱し第2タービンl1へ入葛.そこで発電後
第2凝縮器13で凝縮した後ポンプ8へ戻る.第2凝縮
器l3には冷却水用のポンプ14により冷却水が供給さ
れ、低沸点熱媒を凝縮する. 以上は太陽熱が強い場合であるが、やや弱い場合は、弁
30が閉じられ、高沸点熱媒は高温タンク4から低温タ
ンクlOに送られる.また弁31が閉じられ、低沸点熱
媒は配管15で低温タンク10へ送られ、そこで集熱後
、配管22で第2タービンへ送られる.他は前記と同様
に作用する.また太陽熱が弱い場合は、太陽電池lのみ
で発電を行う.本実施例の電気への変換効率を第5図(
a)に従来例のもの(同V!J(b))と比較して示す
.また、季7節による太陽熱の利用率を第6図に示す.
第5図(a)から明らかなように、本実施例の設計点(
最も太陽熱が強いとき)での効率は相対値で約25%と
なり従来例のものより高いことがわかる.また、第6図
から明らかなように、太陽熱が弱い冬季においても発電
を行うことができ従来例のものに比べて太陽熱の利用率
が大幅に高いことがわかる.以上におけるものは高沸点
熱媒としてカリウム、低沸点熱媒としてディフェニール
を用いた場合であり、集熱温度は890゜Cである.従
来例のものは、熱媒には油系を、発電サイクルは水蒸気
サイクルであり最高温度390゜Cの場合である.〔発
明の効果〕 以上に説明したように、本発明は次の効果を奏する. (1)太陽熱の強い場合、やや弱い場合、弱い場合に応
じて太陽電池、第1の発電サイクルおよび第2の発電サ
イクル、太陽電池および第2の発電サイクル、ならびに
太陽電池で発電するため太陽熱の利用効率が大幅に向上
する. (2)上記により冬季にも発電できるのみならず、太陽
熱利用の季節変動が緩和されるので、利用に便利となる
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の1実施例の全体系統図、第2図は同
実施例の太陽電池の説明図、第3図と第4図はそれぞれ
同実施例の太陽電池の作用説明図、第5図と第6図はそ
れぞれ同実施例の作用説明図、第7図は従来例の全体系
統図である. l・・・反射鏡を兼ねた太陽電池, 2・・・集熱器,      3・・・第1ポンプ,4
・・・高温タンク8    5・・・第1タービン.6
・・・発電機,      7・・・第1凝縮器,8・
・・第2ポンプ,lO・・・低温タンク,11・・・第
2タービン,   12・・・発電機.13・・・第2
1縮器. 代理人 弁理士  坂間   暁  外2名第4図 第6図 (月)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 太陽熱を反射鏡で集熱し、同集熱した熱を熱源とし、熱
    媒を循環してタービンを回し、発電する太陽熱利用プラ
    ントにおいて、上記反射鏡を兼ねた太陽電池と、同太陽
    電池の反射光を集熱する集熱器と、同集熱器を熱源とし
    、高沸点熱媒を循環する第1の発電サイクルと、同発電
    サイクルの排熱及び/又は高沸点熱媒の保有熱を熱源と
    し、低沸点熱媒を循環する第2の発電サイクルとを備え
    てなることを特徴とする太陽熱利用発電プラント。
JP1112180A 1989-05-02 1989-05-02 太陽熱利用発電プラント Pending JPH02293562A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH109680A (ja) * 1996-06-21 1998-01-16 Katsuo Tateishi 太陽光集熱器およびこれを用いた熱利用設備
JP2015037364A (ja) * 2013-08-13 2015-02-23 株式会社神戸製鋼所 太陽熱エネルギー発電装置

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