JPS63243463A - 発電装置 - Google Patents
発電装置Info
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- JPS63243463A JPS63243463A JP62077115A JP7711587A JPS63243463A JP S63243463 A JPS63243463 A JP S63243463A JP 62077115 A JP62077115 A JP 62077115A JP 7711587 A JP7711587 A JP 7711587A JP S63243463 A JPS63243463 A JP S63243463A
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- steam
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- heat pump
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Classifications
-
- 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
- Y02E10/46—Conversion of thermal power into mechanical power, e.g. Rankine, Stirling or solar thermal engines
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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、無公害で、かつ無限の太陽エネルギーを電
気エネルギーに変換する太陽熱発電に係るもので、特に
高い稼働率と高い効率とを有する発電装置に関するもの
である。
気エネルギーに変換する太陽熱発電に係るもので、特に
高い稼働率と高い効率とを有する発電装置に関するもの
である。
第６図（ａ）〜（Ｃ）は従来の太陽熱発電装置の各極側
を示すもので、第６図（ａ）は側面図、第６図（ｂＬ
（ｅ）は斜視図である。
を示すもので、第６図（ａ）は側面図、第６図（ｂＬ
（ｅ）は斜視図である。
第６図（ａ）はタワ一方式を示し、入射する太陽光１４
を追尾する多数の太陽追尾型子ＩＴｉ鏡２７で反射され
た太陽光１４をタワー上部の塔上型集熱器３０に集光し
て蒸気を発生し、タービン発電機５を回して発電してい
た。第６図（ｂ）は桶型放物面鏡２８の焦線に線型集熱
管３１を置き、蒸気を発生し、上記と同様に発電してい
た。第６図（Ｃ）は回転放物面鏡２９の焦点に高温集熱
器３２を置き、集熱し発電を行っていた。
を追尾する多数の太陽追尾型子ＩＴｉ鏡２７で反射され
た太陽光１４をタワー上部の塔上型集熱器３０に集光し
て蒸気を発生し、タービン発電機５を回して発電してい
た。第６図（ｂ）は桶型放物面鏡２８の焦線に線型集熱
管３１を置き、蒸気を発生し、上記と同様に発電してい
た。第６図（Ｃ）は回転放物面鏡２９の焦点に高温集熱
器３２を置き、集熱し発電を行っていた。
しかしながら、上記従来の太陽熱発電装置のいずれにお
いても、各集熱Ｗ３０，３２あるいは線型集熱管３１で
集めた熱を断熱した高温水配管３３によって一箇所に集
め発電用に提供している。
いても、各集熱Ｗ３０，３２あるいは線型集熱管３１で
集めた熱を断熱した高温水配管３３によって一箇所に集
め発電用に提供している。
また、このようにして集められた熱を発電負荷の変動に
対処するため、断熱した蓄熱槽３４に蓄えて発電用に提
供している。したがって配管途中や蓄熱時の熱損失は無
視することができず、このためゴラントの熱効率と稼働
率とを下げるので経済的に劣るという大きな問題点があ
った。
対処するため、断熱した蓄熱槽３４に蓄えて発電用に提
供している。したがって配管途中や蓄熱時の熱損失は無
視することができず、このためゴラントの熱効率と稼働
率とを下げるので経済的に劣るという大きな問題点があ
った。
この発明は、上記問題点を解決するためになされたもの
で、太陽光の熱エネルギーを化学エネルギーに変換する
ことにより、集熱途中およびＭ熱量の熱損失を原理的に
無くずろことができる発電装置を得ることを目的とする
。
で、太陽光の熱エネルギーを化学エネルギーに変換する
ことにより、集熱途中およびＭ熱量の熱損失を原理的に
無くずろことができる発電装置を得ることを目的とする
。
この発明に係る発電装置は、太陽光を可逆反応を用い化
学的に集熱する反応型集熱器と熱発生器とからなる循環
型ヒートポンプと、水素吸蔵合金の発熱反応を利用して
冷水を加熱し、循環型上−トポンプからの受熱により水
素を発生・放出ｊ７回復過程を行う高温、高圧の蒸気を
発生する一組の蒸気発生器をもつバッチ型と−トポンプ
とからなるものである。
学的に集熱する反応型集熱器と熱発生器とからなる循環
型ヒートポンプと、水素吸蔵合金の発熱反応を利用して
冷水を加熱し、循環型上−トポンプからの受熱により水
素を発生・放出ｊ７回復過程を行う高温、高圧の蒸気を
発生する一組の蒸気発生器をもつバッチ型と−トポンプ
とからなるものである。
この発明においては、有機物等が太陽光により加熱され
、分解する。この分解生成物が受熱側に集められ、触媒
のもとで逆反応により発熱する。
、分解する。この分解生成物が受熱側に集められ、触媒
のもとで逆反応により発熱する。
一方、水素が吸蔵されろと金属水素化物が生成され、こ
のときの反応熱により冷水を加熱して高温。
のときの反応熱により冷水を加熱して高温。
高圧の蒸気を得る。その後、水素を十分吸蔵した金属水
素化物は、上記有機物等の分解生成物の逆反応による発
熱に、より加熱され、水素を放出（７、再び水素を吸蔵
し、冷水を加熱する乙とが可能となる。
素化物は、上記有機物等の分解生成物の逆反応による発
熱に、より加熱され、水素を放出（７、再び水素を吸蔵
し、冷水を加熱する乙とが可能となる。
第１図（ａ）、（ｂ）はこの発明の−・実施例の構成を
示す概略系統図で、第１図（ａ）は昼間の運転方式を示
し、第１図（ｂ）は夜間の運転方式を示す、。
示す概略系統図で、第１図（ａ）は昼間の運転方式を示
し、第１図（ｂ）は夜間の運転方式を示す、。
これらの図において、第６図と同一符号は同一部分を示
し、１は前記太陽光１４を集光し、有機物等の可逆反応
を用い化学的に集熱する反応型集熱器、２は熱発生器で
、両者で循環型ヒートボンゴが構成される。３はＮ熱槽
に相当する蓄液槽の全体を示し、３ Ａ、３ Ｂ、３
Ｃは前記蓄液槽３を構成、する各貯蔵タンクを示す。４
は蒸気発生器、６は復水器、７は回復過程の蒸気発生器
で、水素Ｈ２を発生放出し、蒸気発生Ｎ４に水素Ｈ２を
供給する。蒸気発生器４，７によりバッチ型上−１−ポ
ンプが構成されている。８は分解反応物質配管、９は被
熱分解物質配管、１０は高圧蒸気配管、１１は低圧蒸気
配管、１２は水素ガス配管、１３ば高温水配管である。
し、１は前記太陽光１４を集光し、有機物等の可逆反応
を用い化学的に集熱する反応型集熱器、２は熱発生器で
、両者で循環型ヒートボンゴが構成される。３はＮ熱槽
に相当する蓄液槽の全体を示し、３ Ａ、３ Ｂ、３
Ｃは前記蓄液槽３を構成、する各貯蔵タンクを示す。４
は蒸気発生器、６は復水器、７は回復過程の蒸気発生器
で、水素Ｈ２を発生放出し、蒸気発生Ｎ４に水素Ｈ２を
供給する。蒸気発生器４，７によりバッチ型上−１−ポ
ンプが構成されている。８は分解反応物質配管、９は被
熱分解物質配管、１０は高圧蒸気配管、１１は低圧蒸気
配管、１２は水素ガス配管、１３ば高温水配管である。
このように、この発明の発電装置は第１図（ａ）に示し
たように、太陽光１４を広い面積から集熱する循環型ヒ
ートポンプの部分と、水素吸蔵合金の発熱反応を利用（
７て冷水を加熱し、上記循環型と−トポンプからの受熱
により水素ｌＩ２を発生。
たように、太陽光１４を広い面積から集熱する循環型ヒ
ートポンプの部分と、水素吸蔵合金の発熱反応を利用（
７て冷水を加熱し、上記循環型と−トポンプからの受熱
により水素ｌＩ２を発生。
放出し、回復過程を行う高温、高圧の蒸気を発生する一
組の蒸気発生器４，７とを備えたバッチ型と−トポンプ
により発電する部分とから構成されている。
組の蒸気発生器４，７とを備えたバッチ型と−トポンプ
により発電する部分とから構成されている。
前者の部分は第２図に示すように、太陽光１４を受けて
反応型集熱器１の有機物に中で吸熱反応が起こり、上記
有機物が触媒（例えば金属ニッケル）により分解する。
反応型集熱器１の有機物に中で吸熱反応が起こり、上記
有機物が触媒（例えば金属ニッケル）により分解する。
この有機物の一例としてイソプヮパノール（ＣＨ３）
２ＣＨＯＨの場合にはアセ１、ンＣＨ３ＣＯＣＨ３と水
素Ｈ２とに分解する。
２ＣＨＯＨの場合にはアセ１、ンＣＨ３ＣＯＣＨ３と水
素Ｈ２とに分解する。
ただ１７、ｑ３は前記太陽光１４によって加えられろ熱
量である。
量である。
これが熱発生器２に送られ、熱発生器２で触媒（金属ニ
ッケル）により逆反応が起こり、発熱、加熱する。
ッケル）により逆反応が起こり、発熱、加熱する。
この太陽光集熱の循環型ヒー）・ポンプとなる部分を具
体的に示すと第３図の斜視図のようになる。
体的に示すと第３図の斜視図のようになる。
なお、第３図において、１５は熱交換器である。
後者の部分は金属吸蔵合金として金属チタン等の金属Ｍ
が水素Ｈ２を吸蔵して金属水素化物ＭＨ。
が水素Ｈ２を吸蔵して金属水素化物ＭＨ。
どなるときの反応熱によって発熱する熱ｆｆ１Ｑを利用
して蒸気を発生させるもので、この具体的構成を第４図
に示す。
して蒸気を発生させるもので、この具体的構成を第４図
に示す。
Ｍ Ｈｎ＋ Ｑ ＝ Ｍ ＋４− Ｈ２この反応は極め
て速く、チタンのような金属を選ぶことにより、５００
〜６００℃の高温が得られる。ここで発生した高圧の蒸
気は高圧蒸気配管１０を通ってタービン発電機５に送ら
れて発電する。タービン発電機５から出た低圧の蒸気は
第１図の低圧蒸気配管１１を通り、復水＠６を経て回復
過程にある蒸気発生器７に熱を供給する。この金属水素
化物Ｍ Ｈ、を用いた各蒸気発生器４，７は第５図に示
すような発熱体モジュールが多数個並べられ、あたかも
原子炉のような構造をもち蒸気を発生する。
て速く、チタンのような金属を選ぶことにより、５００
〜６００℃の高温が得られる。ここで発生した高圧の蒸
気は高圧蒸気配管１０を通ってタービン発電機５に送ら
れて発電する。タービン発電機５から出た低圧の蒸気は
第１図の低圧蒸気配管１１を通り、復水＠６を経て回復
過程にある蒸気発生器７に熱を供給する。この金属水素
化物Ｍ Ｈ、を用いた各蒸気発生器４，７は第５図に示
すような発熱体モジュールが多数個並べられ、あたかも
原子炉のような構造をもち蒸気を発生する。
第５図は蒸気発生Ｗ４，７の形状を示す側断面図で、第
１図と同一符号は同一部分を示し、１６は発熱体で、水
素ガスＨ２を吸蔵して発熱する金属Ｍが入っている。１
７は前記発熱体１６で発生した熱により加熱されろ冷水
で、多数の発熱体１６が浸漬されている。１８は前記発
熱体１６に水素ガス１４□を供給２回収するための水素
導入管、１９は前記冷水１７を均一に流すための整流板
、２０は蒸気溜、２１は前記冷水１７の取出１コ、２２
は前記多数の発熱体１６や水素導入管１８を設置したり
、交換したりする場合の着脱可能な上板、２３は前記冷
水１７の水面、２４は前記冷水１７を収容する蒸気発生
器容器、２５は前記蒸気発生器容器２４の外周を覆う断
熱壁、２６は給水バルブである。
１図と同一符号は同一部分を示し、１６は発熱体で、水
素ガスＨ２を吸蔵して発熱する金属Ｍが入っている。１
７は前記発熱体１６で発生した熱により加熱されろ冷水
で、多数の発熱体１６が浸漬されている。１８は前記発
熱体１６に水素ガス１４□を供給２回収するための水素
導入管、１９は前記冷水１７を均一に流すための整流板
、２０は蒸気溜、２１は前記冷水１７の取出１コ、２２
は前記多数の発熱体１６や水素導入管１８を設置したり
、交換したりする場合の着脱可能な上板、２３は前記冷
水１７の水面、２４は前記冷水１７を収容する蒸気発生
器容器、２５は前記蒸気発生器容器２４の外周を覆う断
熱壁、２６は給水バルブである。
金属Ｍは水素Ｈ２を吸い飽和すると、もはや吸わなくな
り発熱しなくなるので、水素１（□を放出きせる逆の回
復過程が必要である。
り発熱しなくなるので、水素１（□を放出きせる逆の回
復過程が必要である。
Ｍ ＋’；ｊ Ｈ□＝ＭＨ，１＋Ｑ
これには、上記の反応式かられかるように、等址の熱が
必要である。ただし、温度は低くともよい。このなめに
、熱発生器２から不足の熱を補給し、蒸気発生器７が吸
蔵していた水素［（２を放出させる。乙の水素Ｈ、はポ
ンプによりただちに運転中の蒸気発生器４に送られる。
必要である。ただし、温度は低くともよい。このなめに
、熱発生器２から不足の熱を補給し、蒸気発生器７が吸
蔵していた水素［（２を放出させる。乙の水素Ｈ、はポ
ンプによりただちに運転中の蒸気発生器４に送られる。
このような運転中の蒸気発生器４と回復過程の蒸気発生
器７とが一組となり、この数対の蒸気発生器４，７が発
電装置を構成することにより、連続運転が可能となる。
器７とが一組となり、この数対の蒸気発生器４，７が発
電装置を構成することにより、連続運転が可能となる。
また、集熱部において、第１図に示すように、熱発生器
２の前段階にそれぞれの反応物質を個別に蓄える貯蔵タ
ンク３Ａ、３Ｂ、３Ｃを設けることにより、太陽光１４
の日射の変動を吸収することができると同時に第１図（
ｂ）に示すような夜間運転も可能である。
２の前段階にそれぞれの反応物質を個別に蓄える貯蔵タ
ンク３Ａ、３Ｂ、３Ｃを設けることにより、太陽光１４
の日射の変動を吸収することができると同時に第１図（
ｂ）に示すような夜間運転も可能である。
このように、この発明の発電装置は、従来の装置の問題
点を解決したのみならず、次のような特徴をもつ。
点を解決したのみならず、次のような特徴をもつ。
１、直達日射量のみならず、散乱日射量も含めた全天日
射量を利用することができる。
射量を利用することができる。
２、固定集光型の比較的安価な集熱器でよい。
３、反応型集熱器であるので、途中配管での損失はない
。
。
４、化学反応を用いるので、蓄熱は容易で、かつ損失は
ない。
ない。
５、集熱部の反応物質は石油生成物（インプロパツール
）のような有機物を利用することができ、安価である。
）のような有機物を利用することができ、安価である。
６、蒸気発生器の化学ヒートポンプとし−Ｃ金属水素化
反応を用いているので反応が極めて速い。しかも水素の
出入れのみの運転で、機械的可動部分がない。
反応を用いているので反応が極めて速い。しかも水素の
出入れのみの運転で、機械的可動部分がない。
７、金属チタンのような金属を水素化物として選択する
ことにより５００℃〜６００℃の高温を得ることができ
、プランＩ・の効率を向上させることができろ。
ことにより５００℃〜６００℃の高温を得ることができ
、プランＩ・の効率を向上させることができろ。
８、数対の蒸気発生器を用いることにより、プラントの
連続運転が可能である。
連続運転が可能である。
９、数対の蒸気発生器をサイクリックに運転する乙とに
より、比較的高価な金属水素化物の量を減らずことがで
き、プラントの建設費を押し上げることはない。
より、比較的高価な金属水素化物の量を減らずことがで
き、プラントの建設費を押し上げることはない。
１０、完全な閉サイクル系であるので、化学的な公害問
題はない。
題はない。
１１、化学ヒートポンプを適用しているので、排熱も十
分利用しており、熱公害の問題もない。
分利用しており、熱公害の問題もない。
以上説明したように、この発明は、太陽光を可逆反応を
用い化学的に集熱する反応型集熱器と熱発生器とからな
る循環型ヒートポンプと、水素吸蔵合金の発熱反応を利
用して冷水を加熱Ｉ７、循環型ヒ２トボンブからの受熱
により水素を発生・放出し回復過程を行う高温、高圧の
蒸気を発生する一組の蒸気発生器をもつバッチ型ヒート
ポンプとからなるので、集熱過程時の熱損失をなりシ、
ヒートポンプ作用により高温の蒸気を得ることが可能と
なり、プラントの稼動率の飛躍的向上と、高効率が実現
できる等の利点を有する。
用い化学的に集熱する反応型集熱器と熱発生器とからな
る循環型ヒートポンプと、水素吸蔵合金の発熱反応を利
用して冷水を加熱Ｉ７、循環型ヒ２トボンブからの受熱
により水素を発生・放出し回復過程を行う高温、高圧の
蒸気を発生する一組の蒸気発生器をもつバッチ型ヒート
ポンプとからなるので、集熱過程時の熱損失をなりシ、
ヒートポンプ作用により高温の蒸気を得ることが可能と
なり、プラントの稼動率の飛躍的向上と、高効率が実現
できる等の利点を有する。
第１図（ａ）、（ｂ）は乙の発明の一実施例を示す概略
系統図で、第１図（ａ）は昼間運転方式を示す図、第１
図（ｂ）は夜間運転方式を示す図、第２図は集熱部のと
−トポンプの原理を示す図、第３図は集熱部を具体的に
示した斜視図、第４図は蒸気発生部の金属水素化物によ
って蒸気が発生ずる場きを示す原理図、第５図は金属水
素化物を用いた蒸気発生器を示す側断面図、第６図（ａ
）〜（ｃ）は従来の太陽熱発電装置の各種の例を示すも
ので、第６図（ａ’）は側面図、第６図（ｂ）、（Ｃ）
は斜視図である。 図中、１は反応型集熱器、２は熱発生器、３は蓄液槽、
３Ａ、３Ｂ、３Ｇは貯蔵タンク、４，７は蒸気発生器、
５はタービン発電機、６は復水器、８は分子ｌＶ反応物
質配管、９は被熱分解物質配管、１０は高圧蒸気配管、
１１は低圧蒸気配管、１２は水素ガス配管、１３は高温
水配管、１４は太陽光、１７は冷水である。 第１図 （ａ）１ 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図
系統図で、第１図（ａ）は昼間運転方式を示す図、第１
図（ｂ）は夜間運転方式を示す図、第２図は集熱部のと
−トポンプの原理を示す図、第３図は集熱部を具体的に
示した斜視図、第４図は蒸気発生部の金属水素化物によ
って蒸気が発生ずる場きを示す原理図、第５図は金属水
素化物を用いた蒸気発生器を示す側断面図、第６図（ａ
）〜（ｃ）は従来の太陽熱発電装置の各種の例を示すも
ので、第６図（ａ’）は側面図、第６図（ｂ）、（Ｃ）
は斜視図である。 図中、１は反応型集熱器、２は熱発生器、３は蓄液槽、
３Ａ、３Ｂ、３Ｇは貯蔵タンク、４，７は蒸気発生器、
５はタービン発電機、６は復水器、８は分子ｌＶ反応物
質配管、９は被熱分解物質配管、１０は高圧蒸気配管、
１１は低圧蒸気配管、１２は水素ガス配管、１３は高温
水配管、１４は太陽光、１７は冷水である。 第１図 （ａ）１ 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図
Claims (1)
- 太陽光を可逆反応を用い化学的に集熱する反応型集熱器
と熱発生器とからなる循環型ヒートポンプと、水素吸蔵
合金の発熱反応を利用して冷水を加熱し、前記循環型ヒ
ートポンプからの受熱により水素を発生・放出し回復過
程を行う高温、高圧の蒸気を発生する一組の蒸気発生器
をもつバッチ型ヒートポンプとからなることを特徴とす
る発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62077115A JPS63243463A (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | 発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62077115A JPS63243463A (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | 発電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63243463A true JPS63243463A (ja) | 1988-10-11 |
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