JPS6138355A - 太陽池の濃度勾配形成・維持方法とその装置 - Google Patents
太陽池の濃度勾配形成・維持方法とその装置Info
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- JPS6138355A JPS6138355A JP15860484A JP15860484A JPS6138355A JP S6138355 A JPS6138355 A JP S6138355A JP 15860484 A JP15860484 A JP 15860484A JP 15860484 A JP15860484 A JP 15860484A JP S6138355 A JPS6138355 A JP S6138355A
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- JP
- Japan
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- salt
- solar pond
- solar
- concentration gradient
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- Pending
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S10/00—Solar heat collectors using working fluids
- F24S10/10—Solar heat collectors using working fluids the working fluids forming pools or ponds
- F24S10/13—Salt-gradient ponds
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/44—Heat exchange systems
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は太陽池に係り、更に詳しくは、有塩型太陽池の
塩分濃度勾配を形成あるいは維持するための装置とその
方法に関する。
塩分濃度勾配を形成あるいは維持するための装置とその
方法に関する。
太陽池は、水のように熱容量の大きな物質を囲いに溜め
て池を構築し、この池に太陽エネルギーを吸収し、熱の
形で貯える太陽エネルギー吸収・蓄熱装置であって、種
々の型式が提案されているが、最も高温が得られ、多目
的用途に、適合する方式は、有塩型太陽池である。
て池を構築し、この池に太陽エネルギーを吸収し、熱の
形で貯える太陽エネルギー吸収・蓄熱装置であって、種
々の型式が提案されているが、最も高温が得られ、多目
的用途に、適合する方式は、有塩型太陽池である。
使用される塩は、最も安価な食埴が多用されるが、性能
的には劣っており、他に塩化マグネシウム、硝酸カリ、
硼砂なども用いられ尿。有塩型太陽池は、これらの主と
して金属塩（以下単に「塩（エン）」と呼ぶ）を、深さ
３ｍ前後の比較的浅い池に投じ、池の底層を高濃度に池
の表層を淡水に近い低濃度に保つ。このようにすると、
高濃度の、したがって比重の大きな底層の塩水は、太陽
熱を吸収して高温となっても自然対流が抑制され、した
がってこの高濃度の底層（これを「蓄熱層」と呼ぶ）の
部分に太陽熱を蓄積することが可能となる。これがよく
知られる有塩型太陽池の原理である。
的には劣っており、他に塩化マグネシウム、硝酸カリ、
硼砂なども用いられ尿。有塩型太陽池は、これらの主と
して金属塩（以下単に「塩（エン）」と呼ぶ）を、深さ
３ｍ前後の比較的浅い池に投じ、池の底層を高濃度に池
の表層を淡水に近い低濃度に保つ。このようにすると、
高濃度の、したがって比重の大きな底層の塩水は、太陽
熱を吸収して高温となっても自然対流が抑制され、した
がってこの高濃度の底層（これを「蓄熱層」と呼ぶ）の
部分に太陽熱を蓄積することが可能となる。これがよく
知られる有塩型太陽池の原理である。
ところ、てこの有塩太陽池は、上述の原理のとお凱表層
の塩濃門を／」・さく、底層に行くほど一高濃度になる
よう、塩分濃度勾配を形成し、かつ安定に維持すること
が必要であって、この濃度勾配が乱れたシ、小さくなっ
た如、部分的に反転したりするとたちまち自然対流を生
じ、底層の高温塩水が表層に上昇して放熱し、蓄熱装置
としての太陽池の機能を失ってしまうことになる。
の塩濃門を／」・さく、底層に行くほど一高濃度になる
よう、塩分濃度勾配を形成し、かつ安定に維持すること
が必要であって、この濃度勾配が乱れたシ、小さくなっ
た如、部分的に反転したりするとたちまち自然対流を生
じ、底層の高温塩水が表層に上昇して放熱し、蓄熱装置
としての太陽池の機能を失ってしまうことになる。
このために必要な濃度勾配は、太陽池の構築時に確実な
手段によって一形成させねばならないことは当然である
が、その形成後も塩の濃度差による自然拡散や、運転（
例えば蓄熱層の塩水を太陽池の外部にとり出し、熱利用
を行なった後、再び太陽池の底層に戻すこと）による外
乱などの原因によって、底層の濃度は次第に低下して行
くから、これを一定の濃度に保つよう、適時、底層に塩
分を補充しなければならない。
手段によって一形成させねばならないことは当然である
が、その形成後も塩の濃度差による自然拡散や、運転（
例えば蓄熱層の塩水を太陽池の外部にとり出し、熱利用
を行なった後、再び太陽池の底層に戻すこと）による外
乱などの原因によって、底層の濃度は次第に低下して行
くから、これを一定の濃度に保つよう、適時、底層に塩
分を補充しなければならない。
ところで実用規模の太陽池は数千ｍ２を超えるものであ
るから、これに濃度勾配を形成させる作業はもとより、
単に指定された濃度の塩溶解液を作るだけでも、それが
大量であるが故に極めて困難かつ長期簡を要する作業で
ある。
るから、これに濃度勾配を形成させる作業はもとより、
単に指定された濃度の塩溶解液を作るだけでも、それが
大量であるが故に極めて困難かつ長期簡を要する作業で
ある。
例えば、１００ｍ″程度の小規模の実験用太陽池であれ
ば、別置の仮のタンクで所定の塩濃度の溶液を作ってお
き、これを底層から順に上層に行くに従って低濃度にし
ながら何度もくり返し注入し、積重ねて行きあとは塩の
自然拡散によって連続的な濃度勾配が形成されるのを待
つ方法がとられる。
ば、別置の仮のタンクで所定の塩濃度の溶液を作ってお
き、これを底層から順に上層に行くに従って低濃度にし
ながら何度もくり返し注入し、積重ねて行きあとは塩の
自然拡散によって連続的な濃度勾配が形成されるのを待
つ方法がとられる。
作業としては最も簡単だが、最も時間のかかる方法とし
ては、池の中で塩と水をよく混合して高濃度の塩水を作
りこの上に淡水を注入して自然拡散を待つ方法もある。
ては、池の中で塩と水をよく混合して高濃度の塩水を作
りこの上に淡水を注入して自然拡散を待つ方法もある。
しかしこの方法では、連続的な濃度勾配を形成するのに
６ケ月程′度を要するといわれる。
６ケ月程′度を要するといわれる。
そして、これらの方法は、数千ｍ２を超える太陽池に適
用するためには現実的でないか、極めて不経済である。
用するためには現実的でないか、極めて不経済である。
例えば別置タンク方式では、太陽池の数分の一程度の巨
大なタンクを幾つも用意するか、４・さなタンクしか用
意できない場合には極めて長時間のくり返し作業が必要
となる。
大なタンクを幾つも用意するか、４・さなタンクしか用
意できない場合には極めて長時間のくり返し作業が必要
となる。
本発明は上述の如き事情に鑑みてなされたもので、簡易
な装置によって連続的に、かつ容易に塩分濃度勾配を形
成せしめあるいは維持・補修しうる太陽池とその手段を
提供することを目的とする。
な装置によって連続的に、かつ容易に塩分濃度勾配を形
成せしめあるいは維持・補修しうる太陽池とその手段を
提供することを目的とする。
本発明のまた別の目的は、太陽池の熱利用側（熱負荷側
）の熱負荷量に応じて、蓄熱層の厚さを調節し、もつ゛
て同一規模の太陽池で蓄熱量を可変となしうる太陽池と
、その方法を提供することにある。
）の熱負荷量に応じて、蓄熱層の厚さを調節し、もつ゛
て同一規模の太陽池で蓄熱量を可変となしうる太陽池と
、その方法を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明による方法では太陽エ
ネルギーを吸収し、熱の形で貯える太陽池において、当
該太陽池中を深さ方向に複数段に分割し、略水平に通流
させ、上記複数段に通流させる流体の濃度を調車するこ
とを特徴とする。
ネルギーを吸収し、熱の形で貯える太陽池において、当
該太陽池中を深さ方向に複数段に分割し、略水平に通流
させ、上記複数段に通流させる流体の濃度を調車するこ
とを特徴とする。
また上記目的を達成するため本発明による装置では太陽
エネルギーを吸収し熱の形で貯える太陽池において、当
該太陽池の深さ方向に設けられた複数段の取水部と、こ
れにほぼ対向する位置に設けられた戻シ部と、取水部と
戻り部とを接続して塩を投入・調節する濃度勾配維持装
置とからなることを特徴とする。
エネルギーを吸収し熱の形で貯える太陽池において、当
該太陽池の深さ方向に設けられた複数段の取水部と、こ
れにほぼ対向する位置に設けられた戻シ部と、取水部と
戻り部とを接続して塩を投入・調節する濃度勾配維持装
置とからなることを特徴とする。
第１図は、本発明を具体化するための構成の一奥施例を
示す。
示す。
太陽池１には、深さ方向に適当な間隔をおいて設置され
た複数段の取水管２と、太陽池の反対側に取水管２とほ
ば対向して設置市れた戻り管３があり、任意に選択して
開閉しうる取水弁４と戻り弁５がそれぞれ必要な深さを
選択する。
た複数段の取水管２と、太陽池の反対側に取水管２とほ
ば対向して設置市れた戻り管３があり、任意に選択して
開閉しうる取水弁４と戻り弁５がそれぞれ必要な深さを
選択する。
゛太陽池１に貯えられた水は、取水弁４の開閉によって
選択された深さの取水管２からポンプ６によって抽き出
され、熱交換器７を通って熱負荷側に熱を供給し、温度
を下げて加温装置８と濃度勾配維持装置９を通シ、選択
された戻り弁５によって決められた深さの戻シ管３から
太陽池１に還流する６ 太陽池１の規模が大きい場合には、太陽池の平面方向（
幅方向）にも複数個の取水管２とこれにはソ対向する位
置に戻り管３を設置する。取水管２と戻り管３は、平面
的にも、深さ方向にも対向していることが望ましいが、
必らずしもそうである必要ではなく、かつ同数である必
要もない。
選択された深さの取水管２からポンプ６によって抽き出
され、熱交換器７を通って熱負荷側に熱を供給し、温度
を下げて加温装置８と濃度勾配維持装置９を通シ、選択
された戻り弁５によって決められた深さの戻シ管３から
太陽池１に還流する６ 太陽池１の規模が大きい場合には、太陽池の平面方向（
幅方向）にも複数個の取水管２とこれにはソ対向する位
置に戻り管３を設置する。取水管２と戻り管３は、平面
的にも、深さ方向にも対向していることが望ましいが、
必らずしもそうである必要ではなく、かつ同数である必
要もない。
また熱交換器７は、作置型を図示しているが、太陽池１
の底に置く内蔵型であっても本発明の主旨を妨げない。
の底に置く内蔵型であっても本発明の主旨を妨げない。
同様に加温装置８は濃度勾配維持装置９の一部を構成す
るものであって、濃度勾配維持装置９に内蔵されてもよ
いし、必ずしもなくてもよい場合もある。濃度勾配維持
装置９にはバイパス弁１ｏを準備しておくことが望まし
い。
るものであって、濃度勾配維持装置９に内蔵されてもよ
いし、必ずしもなくてもよい場合もある。濃度勾配維持
装置９にはバイパス弁１ｏを準備しておくことが望まし
い。
次に作用を説明する。
先ず、太陽池１の構築初期に濃度勾配を形成させるため
には、濃度勾配維持装置９において塩と水を混ぜて、適
当な濃度の塩水を作る。濃度勾配維持装置９の最も安価
で実用的な形態は水槽であって、攪拌装置を内蔵してい
るものである。その他に多段のトレイからかけ流したり
、ノズルで噴流したりすることも攪拌効果を助長する。
には、濃度勾配維持装置９において塩と水を混ぜて、適
当な濃度の塩水を作る。濃度勾配維持装置９の最も安価
で実用的な形態は水槽であって、攪拌装置を内蔵してい
るものである。その他に多段のトレイからかけ流したり
、ノズルで噴流したりすることも攪拌効果を助長する。
要は塩と水が短時間で効率的に指定された水溶液となる
よう工夫される。加温装置８はその意味で濃度勾配維持
装置９の中に内蔵されていてもよい。
よう工夫される。加温装置８はその意味で濃度勾配維持
装置９の中に内蔵されていてもよい。
この場合、初期に作る塩水濃度は、太陽池１の機能を満
足する最終の指定濃度でなくともよい。
足する最終の指定濃度でなくともよい。
それよりもずっと低濃度の塩水を作っておき、太陽池１
との間を循環させながら徐々に濃度を上げて行くことが
、濃度勾配維持装置９の水槽容量をホさくできて経済的
である。初めから指定の最終濃度とするためには水槽も
大きなものが必要であるし、時間もか＼る。
との間を循環させながら徐々に濃度を上げて行くことが
、濃度勾配維持装置９の水槽容量をホさくできて経済的
である。初めから指定の最終濃度とするためには水槽も
大きなものが必要であるし、時間もか＼る。
極端にいえば、初期は全く淡水からでも始められるのが
本発８Ａの特徴である。先ず最下段の取水管２および戻
り管３が完全に没する程度以上、最大蓄熱層の厚さ相当
の深さまで太陽池１に淡水またはある濃度の塩水を満た
す。取水弁４および戻シ弁５を開き、ポンプ６を運転し
て太陽池１の淡水または塩水を循環させる。濃度勾配維
持装置９に塩を投入し、攪拌しながら徐々に塩分濃度を
上げて行ぐ。太陽池１において塩分濃度を計測しながら
濃度勾配維持装置９に塩を投入し、連続的に蓄熱層の濃
度を上昇させ、最終的に指定濃度となったら蓄熱層の位
置にある取水弁４および戻り弁５を閉じ、その上の非対
流層に相当する位置の取水弁４および戻り弁５を開き、
上記と同じ作業をくυ返し 次々に上部の取水弁４およ
び戻り弁５に切替えて、太陽池１の上部はど塩分濃度が
小さくなるように積み重ねて行く。
本発８Ａの特徴である。先ず最下段の取水管２および戻
り管３が完全に没する程度以上、最大蓄熱層の厚さ相当
の深さまで太陽池１に淡水またはある濃度の塩水を満た
す。取水弁４および戻シ弁５を開き、ポンプ６を運転し
て太陽池１の淡水または塩水を循環させる。濃度勾配維
持装置９に塩を投入し、攪拌しながら徐々に塩分濃度を
上げて行ぐ。太陽池１において塩分濃度を計測しながら
濃度勾配維持装置９に塩を投入し、連続的に蓄熱層の濃
度を上昇させ、最終的に指定濃度となったら蓄熱層の位
置にある取水弁４および戻り弁５を閉じ、その上の非対
流層に相当する位置の取水弁４および戻り弁５を開き、
上記と同じ作業をくυ返し 次々に上部の取水弁４およ
び戻り弁５に切替えて、太陽池１の上部はど塩分濃度が
小さくなるように積み重ねて行く。
こうして最終的に第２図のような濃度勾配を形成させる
まで作業を続ける。作業の途中の計測で、もしいずれか
の深さの層に不満足な濃度のあることが判明したら、そ
の層の位置に相当する取水弁４および戻り弁５を開き、
濃度勾配維持装置９に塩を投入するか淡水を投入するな
どして、その層の濃度を希望の値に調整する。
まで作業を続ける。作業の途中の計測で、もしいずれか
の深さの層に不満足な濃度のあることが判明したら、そ
の層の位置に相当する取水弁４および戻り弁５を開き、
濃度勾配維持装置９に塩を投入するか淡水を投入するな
どして、その層の濃度を希望の値に調整する。
この方法は、太陽池１が運転に入った後、濃度勾配が乱
れて来たときにも全く同様に作業を行なって、規程の濃
度勾配に修正・補修することができる。
れて来たときにも全く同様に作業を行なって、規程の濃
度勾配に修正・補修することができる。
また本発明によれば、蓄熱層の厚さは固定的なものでな
く、運転中忙任意の厚さ、すなわち任意の濃度勾配に作
シかえることができるので、負荷側の要求や変動によっ
て、任意の対応が、速かにかつ連続的にできる。したが
って熱負荷が／ＪＳさな間は蓄熱層厚さを増加させて太
陽熱を蓄積し、熱負荷が増大したときにこれを放出しな
がら蓄熱層厚さを薄くして行くなどの対応がとれ、太陽
エネルギーの効果的な使用が達成できる。日中の太陽エ
ネルギーを夜のために十分蓄熱することも、この方法で
、従来の固定式濃度勾配太陽池より有効に行なえる。
く、運転中忙任意の厚さ、すなわち任意の濃度勾配に作
シかえることができるので、負荷側の要求や変動によっ
て、任意の対応が、速かにかつ連続的にできる。したが
って熱負荷が／ＪＳさな間は蓄熱層厚さを増加させて太
陽熱を蓄積し、熱負荷が増大したときにこれを放出しな
がら蓄熱層厚さを薄くして行くなどの対応がとれ、太陽
エネルギーの効果的な使用が達成できる。日中の太陽エ
ネルギーを夜のために十分蓄熱することも、この方法で
、従来の固定式濃度勾配太陽池より有効に行なえる。
濃度勾配維持装置９にはバイパス弁１０を設け、通常の
運転中には濃度勾配維持装置９をバイノくスするように
することがポンプ６の動力を低減するためにも望ましい
。
運転中には濃度勾配維持装置９をバイノくスするように
することがポンプ６の動力を低減するためにも望ましい
。
このように、本発明によれば複数段の取水管および戻り
管を対向させて設置し、濃度勾配維持装置において投入
する塩の量を調整しながら太陽池との間をポンプによっ
て循環する方法と構成によって、短時間に、連続的に太
陽池内の各層の塩分濃度勾配を形成あるいは修正・補修
することができるので、安全で安定かつ経済的に初期濃
度勾配を形成でき、かつ運転中も熱負荷側の要求に対応
して蓄熱層の厚みを変更し、もって融通性の高い合理的
でかつ太陽エネル′キーの効果的、有効的利用が可能な
太陽池とすることができる。
管を対向させて設置し、濃度勾配維持装置において投入
する塩の量を調整しながら太陽池との間をポンプによっ
て循環する方法と構成によって、短時間に、連続的に太
陽池内の各層の塩分濃度勾配を形成あるいは修正・補修
することができるので、安全で安定かつ経済的に初期濃
度勾配を形成でき、かつ運転中も熱負荷側の要求に対応
して蓄熱層の厚みを変更し、もって融通性の高い合理的
でかつ太陽エネル′キーの効果的、有効的利用が可能な
太陽池とすることができる。
第１図は本発明に係る太陽池の濃度勾配形成・維持装置
の一実施例を示す構成図、第２図は太陽池の深さ方向の
濃度勾配の１パターンを示すグラフである。 １ 太陽池 ２ 取水管 ３・・戻シ管 ７ 熱交換器 ８・加湿装置 ９ 濃度勾配維持装置代理人 弁
理＋側 近 憲 佑 （ほか１名）第１図 第２図
の一実施例を示す構成図、第２図は太陽池の深さ方向の
濃度勾配の１パターンを示すグラフである。 １ 太陽池 ２ 取水管 ３・・戻シ管 ７ 熱交換器 ８・加湿装置 ９ 濃度勾配維持装置代理人 弁
理＋側 近 憲 佑 （ほか１名）第１図 第２図
Claims (2)
- （１）太陽エネルギーを吸収し、熱の形で貯える太陽池
において、当該太陽池中を深さ方向に複数段に分割し、
略水平に通流させ、上記複数段に通流させる流体の濃度
を調整することを特徴とする太陽池の濃度勾配形成・維
持方法。 - （２）太陽エネルギーを吸収し、熱の形で貯える太陽池
において、当該太陽池の深さ方向に設けられた複数段の
取水部と、これにほぼ対向する位置に設けられた戻り部
と、取水部と戻り部とを接続して塩を投入・調節する濃
度勾配維持装置とからなることを特徴とする太陽池の濃
度勾配形成・維持装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15860484A JPS6138355A (ja) | 1984-07-31 | 1984-07-31 | 太陽池の濃度勾配形成・維持方法とその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15860484A JPS6138355A (ja) | 1984-07-31 | 1984-07-31 | 太陽池の濃度勾配形成・維持方法とその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6138355A true JPS6138355A (ja) | 1986-02-24 |
Family
ID=15675327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15860484A Pending JPS6138355A (ja) | 1984-07-31 | 1984-07-31 | 太陽池の濃度勾配形成・維持方法とその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6138355A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1034398C2 (nl) * | 2006-09-15 | 2008-12-23 | Entry Technology Holding B V | Systeem voor het opslaan van energie en werkwijze voor het gebruik daarvan. |
| WO2018045477A1 (de) * | 2016-09-07 | 2018-03-15 | Greensworld Swiss Ag | Verfahren und system zur nutzung von wärmeenergie aus sonnenstrahlung |
-
1984
- 1984-07-31 JP JP15860484A patent/JPS6138355A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1034398C2 (nl) * | 2006-09-15 | 2008-12-23 | Entry Technology Holding B V | Systeem voor het opslaan van energie en werkwijze voor het gebruik daarvan. |
| WO2018045477A1 (de) * | 2016-09-07 | 2018-03-15 | Greensworld Swiss Ag | Verfahren und system zur nutzung von wärmeenergie aus sonnenstrahlung |
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