WO2009104347A1 - ハイブリッド太陽熱発電装置 - Google Patents

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receiver
column
heliostat
power generation
reflected light
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敏彦 前村
一明 江澤
幸之介 奥
川口　隆
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三井造船株式会社
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    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers

Definitions

  • the present invention relates to a power generation device using solar heat, and relates to a solar power generation device that increases the light collection efficiency of reflected light from a heliostat and improves power generation efficiency.
  • a concentrating solar power generator that heats a heat medium with the heat collected from sunlight, generates water vapor with the heat of the heat medium, and drives a steam turbine with the water vapor to generate electric power is a conventional thermal power generation. It is attracting attention because it can be operated with the same power generation equipment and can produce high output.
  • a trough solar thermal power generation device provided with a pipe into which a heat medium is introduced in the axial direction of a semicircular reflecting plate having a reflective surface formed on one surface
  • a dish-shaped solar power generation apparatus for example, Patent Document 2
  • a reflection plate is formed on one surface
  • a heat medium heating unit is provided in the vicinity of the reflection plate.
  • a tower type solar thermal power generation apparatus for example, Patent Document 3 in which a large number of heliostats are installed around and a tower with a heat medium heating unit provided at the top is arranged at the center has been proposed.
  • Non-Patent Document 1 WO2005 / 017421 JP 2004-169059 A JP 2005-106432 A Solar Energy, Volume 62, Number 2, February 1998, pp. 121-129 (9)
  • the trough type solar thermal power generation apparatus is considerably enlarged in the width direction of the reflector, and further, a large number of the trough solar thermal power generators are installed in the vertical and horizontal directions, so that there is a problem that the installation area of the reflector becomes considerably large.
  • the dish type is compact because it heats the heat medium by condensing each reflection plate, but there is a problem that the size of the reflection plate is limited and it is not suitable for large-scale power generation.
  • the reflected light R109 applied to the light receiving surface 105a of the receiver 105 from the heliostat 102 disposed far from the tower 100 is incident on the light receiving surface 105a. Is near a right angle and the irradiation area is small, so the amount of light per unit area increases and the illuminance increases, so the amount of heat collection is high.
  • the incident angle ⁇ 2 becomes an acute angle, and the irradiation area of the reflected light R108 applied to the light receiving surface 105a is expanded, the amount of light per valley area is decreased and the illuminance is weakened, so that the amount of heat collection is reduced.
  • sin ⁇ ident angle
  • the reflected light R119 from the heliostat 112 disposed far from the center reflector 116 has an acute incident angle with respect to the reflecting surface 116a of the center reflector 116. Therefore, the reflected light R119 is incident on the center reflector 116 in a considerably inclined state. As a result, there is a problem that the irradiation area of the reflected light R119 irradiated to the center reflector 116 from the heliostat 112 disposed in the distance increases, and the heat collection efficiency is lowered. Further, even if the installation radius of the heliostat is about several hundreds of meters, the diameter of the center reflector is about 100 meters, and the weight thereof is several hundred tons.
  • the present invention provides a receiver that receives reflected light from a heliostat disposed in the vicinity of a receiver and reflected light that is irradiated from a heliostat disposed in the distance to the receiver.
  • An object of the present invention is to provide a solar power generation apparatus in which the illumination area is reduced and the illuminance is increased.
  • the hybrid solar power generation apparatus is configured as follows.
  • a column having a receiver for receiving sunlight, and a plurality of heliostats arranged concentrically around the column to reflect sunlight toward the receiver, the column being vertically At least two receivers are provided, the upper receiver receives light reflected from a heliostat arranged in the distance, and the lower receiver receives light reflected from a heliostat arranged in the vicinity. It is characterized by.
  • the incident angle of the reflected light reflected from the heliostat disposed far from the column to the receiver provided above the column is set to 75 ° to 105 °, and the heliostat disposed in the vicinity of the column It is characterized in that the incident angle of the reflected light reflected to the receiver provided below the column is 75 ° to 105 °.
  • a column having a receiver for receiving sunlight, and a plurality of heliostats arranged concentrically around the column to reflect sunlight toward the receiver, and disposed far from the column.
  • a receiver for receiving reflected light from the heliostat is provided at the top of the support column, a center reflector for receiving reflected light from the heliostat disposed in the vicinity of the support is provided at the bottom of the support column, and A receiver for receiving sunlight reflected by the center reflector is provided below the center reflector.
  • At least three pillars are assembled in a pyramid shape, a column body extending upward from the upper end side of the pillar is provided, a center reflector is fixed to the pillars assembled in the pyramid shape, and the center reflector
  • a receiver is provided on each of the bottom and the column, and the reflected light from the heliostat arranged in the far side of the column is received by the receiver provided on the column, and from the heliostat arranged in the vicinity of the column The reflected light is received by a receiver provided on the support through a center reflector.
  • a solar thermal power generation apparatus having a support column having a center reflector and a plurality of heliostats arranged concentrically around the support column, an arc shape is formed along the wall of the center reflector having a semicircular cross section.
  • a frame whose one end is supported by the column, a cleaning robot that is movably attached along the frame, and a moving means that moves the frame to which the cleaning robot is attached in the circumferential direction of the center reflector.
  • the cleaning robot includes an injection device that sprays cleaning water onto the wall surface of the center reflector.
  • the receiver provided below the center reflector is provided with a cone-shaped light receiving part, and sunlight is transmitted through the light entrance of the light receiving part to prevent intrusion of dust such as sand. It is characterized by providing dustproof means.
  • a receiver for receiving reflected light from a plurality of heliostats arranged concentrically around the support is provided at the upper part of the support, and the light receiving surface of the receiver is used to receive the reflected light from the heliostat. It is characterized in that it is formed in a curved shape whose angle is orthogonal to or close to the light receiving surface.
  • the reflected light from the heliostat arranged in the distance is received by the receiver provided in the upper part of the column, and the reflected light from the heliostat arranged in the vicinity is received by the receiver provided in the lower part of the column. Furthermore, since the depression angle is provided on the light receiving plate of the receiver so that it is orthogonal to or close to the reflected light from each receiver, the reflected light from the heliostat arranged far from the vicinity of the column is received by the receiver. The light is incident on the light receiving plate at an angle that is orthogonal or close thereto.
  • the irradiation area of the reflected light incident on the receiver is narrowed and the illuminance is increased, the amount of heat received by the receiver is improved, the efficiency of heat exchange with the molten salt is improved, and the amount of heat generation can be increased.
  • the dust-proof means prevents dust such as sand from entering the light-receiving portion of the receiver and fogging the surface of the inner wall, thereby reducing the efficiency of heat exchange with the molten salt.
  • the receiver Since the light receiving plate is formed in a shape in which the incident angle when the reflected light from the heliostat arranged from near to far is irradiated to the light receiving plate of the receiver is orthogonal or close to this angle, the receiver The amount of heat collected increases and the amount of power generation increases. Moreover, since the heat collection efficiency from the heliostat arranged far away is also improved, the scale can be increased and the amount of power generation can be increased.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a solar thermal power generation apparatus according to the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic sectional view of a receiver in the solar thermal power generation apparatus according to the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing an incident angle and an irradiation area of solar heat irradiated on the receiver.
  • FIG. 4 is a diagram showing the incident angle of solar heat and the amount of power generation irradiated to the receiver.
  • FIG. 5 is a diagram showing a second embodiment of the solar thermal power generation apparatus according to the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic view of the cleaning device.
  • FIG. 7 is a diagram showing a third embodiment of the solar thermal power generation apparatus according to the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a solar thermal power generation apparatus according to the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic sectional view of a receiver in the solar thermal power generation apparatus according to the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing an incident angle and an i
  • FIG. 8 is a schematic view of a receiver in the third embodiment of the solar thermal power generation apparatus according to the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic view of a conventional tower type solar thermal power generation apparatus.
  • FIG. 10 is a schematic view of a conventional beam-down solar power generation apparatus.
  • FIG. 11 is a diagram showing the installation radius of the heliostat and the power generation amount.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a solar thermal power generation apparatus A1 according to the present invention.
  • a plurality of receivers 1a, 1b, and 1c which are heat exchangers that absorb solar heat and conduct it to a heat medium, are provided from the upper part to the lower part of the support column 4.
  • the receiver 1 includes a heat receiving plate 1a formed in a conical shape by connecting a large number of plate-like heat absorbers as shown in FIG. 2, and a heat medium tube wound a plurality of times along the inner periphery of the heat receiving plate 1a.
  • Road 9 is provided.
  • the heliostat 6 includes a tracking device for sunlight S and a driving device for driving the reflecting mirror m vertically and horizontally, and is controlled so as to reflect the sunlight S toward the receiver 1.
  • the receiver 1a disposed on the upper stage of the support column 4 receives reflected light R1 from a distant heliostat 6a.
  • the receiver 1b provided in the middle stage of the support column 4 receives the reflected light R2 from the heliostat 6b provided in the intermediate position, and the receiver 1c provided in the lower stage of the support column 4 receives the heliostat installed in the vicinity of the support column 4.
  • the reflected light R3 from the stat 6c is received.
  • the incident angles of the reflected lights R1, R2, and R3 incident on the receivers 1a, 1b, and 1c are angles of the light receiving plates 1a of the receivers 1a, 1b, and 1c so that the intensity of the reflected lights is 60% or more. Has been adjusted.
  • the incident angles of the reflected lights R1, R2, and R3 are in the range where the low incident angle ⁇ is 75 ° and the high incident angle ⁇ is 105 ° as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 3, the irradiation efficiency of sunlight irradiated to the light receiving plate 1a becomes maximum when the incident angle of sunlight on the light receiving plate 1a is 90 ° (vertical), and is smaller than 90 °. When it becomes larger or larger, it rapidly decreases exponentially, so that the intensity of the reflected light is in the range of 75 ° to 105 ° at which the intensity of reflected light is 60% or more.
  • the light receiving plate 1a is attached with an inclination ⁇ with respect to the axial direction of the column 4, and the inclination ⁇ is such that the incident angles of the reflected lights R1, R2, R3 from the respective heliostats 1a, 1b, 1c are 75 °. It is adjusted to be ⁇ 105 °.
  • the irradiation efficiency is 60% or more.
  • the incident angle of the reflected light irradiated to the light receiving plate 1a is most shifted from 90 ° as shown in FIG. Even a heliostat has a power generation efficiency of 60% or more.
  • the incident angle is adjusted in the range of 75 ° to 105 ° so that the power generation efficiency is 60% or more as shown in FIG. 4 (incident angle and power generation efficiency).
  • the power generation amount decreases exponentially. Therefore, when the power generation amount at the incident angle of 90 ° is 100, the incident angle of sunlight irradiated to the light receiving plate 1a is 90 °. Even the heliostat that is farthest away from the power generation, the power generation amount can be maintained at 60 or more.
  • the heliostat group 6 is divided and adjusted so that the incident angles of the reflected lights R1, R2, and R3 to the receivers 1a, 1b, and 1c are in the above-described ranges. That is, a short distance section C1, a middle distance section C2, and a long distance section C3 are provided in this order from the vicinity of the support column 4, and the respective heliostats 6a disposed in the sections C1, C2, and C3.
  • 6b, 6c are adjusted to irradiate predetermined receivers 1a, 1b, 1c with sunlight, and the incident angles of the reflected lights R1, R2, R3 applied to the receivers 1a, 1b, 1c are within the above-mentioned range. It is adjusted to be (75 ° to 105 °).
  • each receiver 1a, 1b, 1c is about 105m (height h3) for the long distance receiver 1a and about 60m (height h2) for the intermediate distance receiver 1b.
  • the short-distance receiver 1c is about 30 m (height h1), and each of the above-mentioned areas is about 100-400 m for the long-distance area C3, about 50-200 m for the medium-distance area C2, Is approximately 15 to 60 m, and the incident angles of the reflected lights R1, R2, and R3 irradiated to the receivers 1a, 1b, and 1c are in the range of 75 ° to 105 °.
  • the solar thermal power generation apparatus A1 configured in this manner receives the reflected lights R1, R2, and R3 emitted from the heliostat group 6 with predetermined receivers 1a, 1b, and 1c, and is supplied to the receivers 1a, 1b, and 1c.
  • the heating medium for example, molten salt of 40% sodium nitrite, 7% sodium nitrate, 53% potassium nitrate, etc.
  • this high-temperature molten salt is introduced into a heat exchanger attached to the support column 4 to generate water vapor, and further, a turbine generator is driven by this water vapor to generate electric power.
  • the molten salt is heated by the receiver and stored in the high-temperature molten salt tank, then sent to the heat exchanger, used for power generation, and stored in the low-temperature molten salt tank.
  • the high-temperature molten salt tank an amount of molten salt that can store a sufficient amount of heat for power generation is stored so that power can be generated even at night when solar heat cannot be obtained. As a result, power can be generated continuously day and night.
  • the receiver is provided with the plurality of receivers so that the incident angle of the reflected light irradiated from the heliostat to the receiver is orthogonal or close to the angle. Therefore, the receiver irradiated with the reflected light from the heliostat.
  • the light receiving area becomes smaller and the illuminance becomes stronger. As a result, the amount of solar heat collected is improved, and the amount of heat applied to the molten salt is increased. As a result, the amount of power generation can be increased.
  • a receiver 11a is provided at the upper part of the support column 14, and a center reflector 13 and a receiver 12 are provided at the lower part.
  • the center reflector 13 is formed in a curved shape with a semicircular cross section by a large number of small mirror-like reflecting mirrors 13a, and is fixed from the support column 14 by a plurality of cables or rod-like suspension means 13c.
  • the receiver 12 provided in the lower part is provided with a heat collecting recess for receiving the reflected light from the center reflector 13 on the upper surface, and a number of heat medium pipes are provided around the recess to impart solar heat to the heat medium. It is supposed to be.
  • a large number of heliostat groups 16 are concentrically arranged around the column 14, and a heliostat 16 b disposed in the vicinity of the column 14 and a heliostat 16 a disposed far away. It is divided into and.
  • the heliostat 16b in the vicinity of the support column 14 irradiates the center reflector 13 with reflected light R11 of sunlight S, and the far heliostat 16a irradiates the upper receiver 11a with reflected light R12. Further, the reflected light R12 applied to the center reflector 13 is condensed on the lower receiver 12.
  • the heliostat 16b disposed in the vicinity, the heliostat 16a disposed in the distance, and the receiver 11a and the center reflector 13 are configured such that the light receiving areas of the receiver 11a and the center reflector 13 are reduced and the illuminance is increased. Has been adjusted. That is, the incident angle of incident light is orthogonal or close to the angle so that the light receiving area is reduced. Specifically, the incident angle is 75 ° to 105 ° as in the first embodiment.
  • the center reflector 13 is provided with cleaning means G for cleaning the wall surface (reflecting mirror surface) of the center reflector 13.
  • the cleaning means G is formed in an arch shape along the wall surface 13 c of the center reflector 13, and the lower end side is supported by the support column 14 and is movable along the frame f.
  • An attached cleaning robot GR and a drive device m2 for moving the frame f to which the cleaning robot GR is attached in the circumferential direction of the center reflector 13 are provided.
  • the frame f is formed with a narrow width in order to reduce blocking of reflected light irradiated toward the center reflector 13. Further, it is made of a heat-resistant alloy so as to withstand high heat caused by reflected light emitted from the heliostat group 6, and a lightweight alloy is used.
  • a high nickel iron alloy such as Inconel or Hastelloy can be used.
  • the upper end side of the frame f is connected to a drive device m1 provided on the annular peripheral edge of the center reflector 13, and the frame f is moved together with the drive device m2 on the lower end side of the frame f.
  • the frame f can be a cantilever that is supported by the driving device m2 on the support column 14 side.
  • the cleaning robot GR has a cleaning device n that sprays cleaning water on the wall surface 13c of the center reflector 13.
  • the cleaning device n includes an injection nozzle that cleans dust and the like attached to the wall surface 13c. Further, a synthetic resin cover for preventing the washing water from leaking outside is provided around the cleaning device n. Further, the washing water is collected and filtered by a filtration device, and then sprayed from a nozzle, so that the water is circulated and reused. Moreover, warm water and water vapor
  • the cleaning means G operates at night when the reflected lights R11 and R12 are not incident on the center reflector 13, and is automatically operated at night using a computer.
  • the cleaning robot GR is moved to the upper end side or the lower end side of the frame f so as not to be affected by solar heat.
  • the frame f is moved to the south side of the center reflector 13 so as to reduce the influence and blocking by solar heat. It has become.
  • the reflected light R12 from the heliostat 16b disposed in the vicinity of the support column 14 including the receivers 11a and 12 and the center reflector 13 is irradiated toward the center reflector 13 and is distributed far from the support column 14. Since the reflected light from the installed heliostat 16a is irradiated toward the receiver 11a, the reflected light from the heliostat arranged from the vicinity of the support column 14 to the far side is received by the receivers 11a and 12 with high efficiency. can do.
  • the power generation amount increases as shown in FIG. 11, and the power generation amount can be significantly increased by increasing the scale.
  • a receiver 21a is provided at the upper part of the column body 25, and a center reflector 23 is provided in the space of the pillar 24 that is open at the lower part and has a pyramid shape. Further, a receiver 22 is provided below the center reflector 23.
  • the receiver 22 has a crucible-shaped condensing part 22b for collecting solar heat reflected from the center reflector 23 at the upper part, and a heat exchanging part with a heat medium pipe 22f wound around the outer part at the lower part. 22c is provided.
  • the inner wall of the light condensing part 22b is a mirror surface and is introduced into the lower heat exchanging part 22c while reflecting solar heat therein.
  • a dust-proof means g is provided in the opening 22a of the light collecting portion 22b of the receiver 22 installed below the center reflector 23.
  • the dustproof means g is configured to transmit sunlight (solar heat) and to prevent dust such as sand from transmitting.
  • a lid plate made of borosilicate glass or the like can be used as the dustproof means g.
  • the dustproof means By providing the dustproof means, dust such as sand enters the inner side of the condensing part 22b from the opening 22a of the condensing part 22b of the receiver 22, and the mirror surface and the heat exchanging part 22f are contaminated. And the heat exchange efficiency is prevented from decreasing. Further, the receiver 22 has a height of about 5 m, and the inside of the receiver 22 is not easy to clean, so that the maintenance work can be saved by providing the dustproof means g.
  • reflected light from a heliostat arranged in the distance is received by an upper receiver, and reflected light from a heliostat arranged in the vicinity is received by a receiver provided on the ground via a lower center reflector.
  • the incident angle of sunlight radiated from a heliostat arranged in the vicinity from a distance approaches perpendicularly.
  • the intensity of light applied to the light receiving surface of the receiver is increased, a high-temperature molten salt can be obtained, and a large amount of water vapor can be generated, thereby increasing the amount of power generation.
  • the center reflector is supported by a pyramid-shaped support, the support structure becomes high in strength and the earthquake resistance and wind resistance are improved.
  • the receiver provided below the center reflector has a crucible-shaped light receiving portion that is difficult to emit the heat of incident light to the outside, so that the thermal efficiency is improved.

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Abstract

　支柱に設けたレシーバーの近傍に配設されたヘリオスタットと、遠方に配設されたヘリオスタットから１つのレシーバーへ集光したのでは集熱効率が低下してしまい、太陽熱が著しく減少してしまうことを防止する太陽熱発電装置を提供する。 　太陽光を受光するレシーバー１を備えた支柱４と、この支柱４の周囲に同心円状に配置され太陽光を前記レシーバー１に向けて反射する複数のヘリオスタット６とを有し、前記支柱４は、上下方向に少なくとも２基のレシーバー１ａ，１ｂを備えており、上方のレシーバー１ａは遠方に配設されたヘリオスタット６ａからの反射光Ｌ１を受光し、下方のレシーバー１ｂは近傍に配設されたヘリオスタット６ｂからの反射光Ｌ２を受光することを特徴とする太陽熱発電装置。

Description

ハイブリッド太陽熱発電装置
　本発明は、太陽熱を利用した発電装置に関し、ヘリオスタットからの反射光の集光効率を増加し、発電効率を向上させる太陽熱発電装置に関するものである。
　近年、化石燃料を燃焼させた排気ガスによる地球温暖化、化石燃料の枯渇等の地球環境への関心が高まっており、前述の化石燃料に変わる代替エネルギーが注目されている。このような代替エネルギーとして、風力発電や太陽光発電が普及しつつある。
　特に、太陽光を集光した熱で熱媒体を加熱し、この熱媒体の熱によって水蒸気を発生させ、この水蒸気により蒸気タービンを駆動して発電する集光型太陽熱発電装置が、従来の火力発電と同様の発電設備で稼働でき、高出力が得られるので注目されている。
　このような集光型太陽熱発電装置としては、一方の面に反射面が形成された断面半円形状の反射板の軸方向に熱媒体が導入されるパイプが設けられたトラフ型太陽熱発電装置（例えば、特許文献１）、一方の面に反射面が形成された椀型の反射板と、反射板の近傍に熱媒体加熱部が設けられたディッシュ型太陽熱発電装置（例えば、特許文献２）、周囲に多数のヘリオスタットを設置し、熱媒体加熱部が頂部に設けられたタワーを中央に配置したタワー型太陽熱発電装置（例えば、特許文献３）、が提案されている。
　また、周囲に多数のヘリオスタットを設置し、熱媒体加熱部を下部に設け、この熱媒体加熱部の上方に湾曲した反射鏡（センターリフレクター）を設けたビームダウン方式太陽熱発電装置が提案されている（例えば、非特許文献１）。
ＷＯ２００５／０１７４２１ 特開２００４－１６９０５９号公報 特開２００５－１０６４３２号公報 Solar Energy, Volume 62, Number 2, February 1998 , pp. 121-129(9)
（トラフ型）
　前記トラフ型太陽熱発電装置は反射板の幅方向にかなり大型化しており、さらに縦横に多数設置して使用するので、反射板の設置面積がかなり大規模なものとなってしまう問題があった。
（ディッシュ型）
　前記ディッシュ型は、反射板１枚毎に集光して熱媒体を加熱するのでコンパクトであるが、反射板の大きさには限度があり、大規模発電には適さないという問題があった。
（タワー型）
　タワー型太陽熱発電装置は、図９に示すように、タワー１００の遠方に配設されたヘリオスタット１０２からレシーバー１０５の受光面１０５ａに照射される反射光Ｒ１０９は、受光面１０５ａへの入射角θ１が直角付近であって照射面積が狭いので単位面積当たりの光量が多くなり照度が強くなるので集熱量が高いが、近傍に配設されたヘリオスタット１０１から照射される反射光Ｒ１０８は受光面１０５ａに対して入射角度θ２が鋭角となりその受光面１０５ａに照射される反射光Ｒ１０８の照射面積が拡がって谷面積当たりの光量が減少し照度が弱くなるので集熱量が小さくなるという問題があった。
　受熱効率をｓｉｎθ（入射角）で表すと、遠方に配設されたヘリオスタット１０２では約１００％、近傍に配設されたヘリオスタット１０１では５０％程度となる。
（ビームダウン方式）
　ビームダウン方式太陽熱発電装置は、図１０に示すように、センターリフレクター１１６の遠方に配設したヘリオスタット１１２からの反射光Ｒ１１９は、センターリフレクター１１６の反射面１１６ａに対する入射角が鋭角となっているので、反射光Ｒ１１９がかなり傾斜した状態でセンターリフレクター１１６に入射する。結果、遠方に配設されたヘリオスタット１１２からセンターリフレクター１１６に照射される反射光Ｒ１１９の照射面積が広くなり、集熱効率が低下してしまうという問題があった。
　更に、ヘリオスタットの設置半径が数１００ｍ程度であってもセンターリフレクターの直径が１００ｍ程度となってしまい、その重量も数百トンとなるので、支持構造物の強度の問題もあった。
（本発明）
　本発明は、前記従来技術の課題に鑑み、レシーバーの近傍に配設したヘリオスタットからレシーバーに照射される反射光と、遠方に配設したヘリオスタットからレシーバーに照射される反射光とを、レシーバーへの照射面積が狭くなって照度が増加するようにした太陽熱発電装置を提供することを目的とする。
　本発明に係るハイブリッド方式太陽熱発電装置は次のように構成されている。
１）太陽光を受光するレシーバーを備えた支柱と、この支柱の周囲に同心円状に配置され太陽光を前記レシーバーに向けて反射する複数のヘリオスタットとを有し、前記支柱は、上下方向に少なくとも２基のレシーバーを備えており、上方のレシーバーは遠方に配設されたヘリオスタットからの反射光を受光し、下方のレシーバーは近傍に配設されたヘリオスタットからの反射光を受光することを特徴としている。
２）レシーバーが受光する反射光の入射角が直角であるときの光度を１００％とした場合に、その光度が６０％以上となる位置に設置されているヘリオスタットからの反射光をレシーバーで受光することを特徴としている。
３）前記支柱の遠方に配設したヘリオスタットからこの支柱の上方に設けたレシーバーへ反射される反射光の入射角を７５°乃至１０５°とし、前記支柱の近傍に配設したヘリオスタットからこの支柱の下方に設けたレシーバーへ反射される反射光の入射角を７５°乃至１０５°としたことを特徴としている。
４）太陽光を受光するレシーバーを備えた支柱と、この支柱の周囲に同心円状に配置され太陽光を前記レシーバーに向けて反射する複数のヘリオスタットとを有し、前記支柱の遠方に配設されているヘリオスタットからの反射光を受光するレシーバーを支柱の上部に設け、前記支持体の近傍に配設されているヘリオスタットからの反射光を受光するセンターリフレクターを支柱の下部に設け、更に、このセンターリフレクターの下方に、センターリフレクターにより反射された太陽光を受光するレシーバーを設けたことを特徴としている。
５）少なくとも３本の支柱を角錐状に組み付け、この支柱の上端側より上方に延長される柱体を設け、センターリフレクターを前記角錐状に組み付けられた支柱に固定し、更に、前記センターリフレクターの下方と、柱体にそれぞれレシーバーを設け、前記支柱の遠方に配設されているヘリオスタットからの反射光を柱体に設けたレシーバーに受光させ、支柱の近傍に配設されているヘリオスタットからの反射光をセンターリフレクターを介して支柱に設けたレシーバーに受光させることを特徴としている。
６）センターリフレクターを備えた支柱と、この支柱の周囲に同心円状に配設された複数のヘリオスタットとを有する太陽熱発電装置において、断面半円弧形状のセンターリフレクターの壁面に沿ってアーチ形状に形成され、一端側が前記支柱に支持されたフレームと、このフレームに沿って移動自在に取り付けられた清掃ロボットと、この清掃ロボットが取り付けられたフレームをセンターリフレクターの円周方向に移動させる移動手段とを備え、前記清掃ロボットは、センターリフレクターの壁面に洗浄水を吹き付ける噴射装置を有することを特徴としている。
７）前記センターリフレクターの下方に設けたレシーバーは、円錐形状の受光部が設けられており、この受光部の太陽光が入射する入射口に、太陽光を透過し砂などの塵埃の侵入を防止する防塵手段を設けたことを特徴としている。
８）支柱の上部に、この支柱の周囲に同心円状に配設された複数のヘリオスタットからの反射光を受光するレシーバーを設け、前記レシーバーの受光面を、前記ヘリオスタットからの反射光の入射角が、前記受光面に直交ないしこれに近い角度となる湾曲形状に形成したことを特徴としている。
１）遠方に配設したヘリオスタットからの反射光を支柱の上部に設けたレシーバーで受光し、近傍に配設したヘリオスタットからの反射光を支柱の下部に設けたレシーバーで受光しており、更に、それぞれのレシーバーからの反射光に対して直交あるいはそれに近い角度となるようにレシーバーの受光板に俯角を設けたので、支柱の近傍から遠方に配設されたヘリオスタットからの反射光がレシーバーの受光板に直交あるいはそれに近い角度で入射するようになる。従って、レシーバーに入射する反射光の照射面積が狭くなって照度が強くなるので、レシーバーの受熱量が向上して溶融塩との熱交換効率も向上し、発熱量を増加させることができる。
２）近傍から遠方に配設されたヘリオスタットからの反射光を効率よく利用できるようになるので、大規模化による発電量の増大が可能となる。
３）清掃ロボットによりセンターリフレクターの表面に付着した砂やホコリなどが除去されるので、センターリフレクターからレシーバーへの反射効率の低下が防止される。
４）防塵手段により、レシーバーの受光部に砂などの塵埃が侵入して内壁の表面を曇らせてしまい、溶融塩との熱交換効率が低下してしまうことが防止される。
５）近傍から遠方にまで配設されたヘリオスタットからの反射光がレシーバーの受光板に照射される際の入射角を、直交あるいはこれに近い角度となる形状に受光板を形成したので、レシーバーの集熱量が向上して発電量が増加する。また、遠方に配設されたヘリオスタットからの集熱効率も向上するので、大規模化することができ、発電量を増大させることができる。
図１は本発明に係る太陽熱発電装置の概略図である。 図２は本発明に係る太陽熱発電装置におけるレシーバーの概略断面図である。 図３はレシーバーに照射される太陽熱の入射角と照射面積とを示す図である。 図４はレシーバーに照射される太陽熱の入射角と発電量とを示す図である。 図５は本発明に係る太陽熱発電装置の第２実施態様を示す図である。 図６は清掃装置の概略図である。 図７は本発明に係る太陽熱発電装置の第３実施態様を示す図である。 図８は本発明に係る太陽熱発電装置の第３実施態様におけるレシーバーの概略図である。 図９は従来のタワー型太陽熱発電装置の概略図である。 図１０は従来のビームダウン方式太陽熱発電装置の概略図である。 図１１はヘリオスタットの設置半径と発電量とを示す図である。
符号の説明
　Ａ１，Ａ２，Ａ３　太陽熱発電装置
　Ｌ　太陽光
　Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ２１，Ｌ２２　反射光
　ｃ１　近距離区間
　ｃ２　中距離区間
　ｃ３　遠距離区間
　１ａ，１ｂ，１ｃ，１１ａ，１２，２１ａ，２２　レシーバー
　４，１４，２４　支柱
　６ａ，６ｂ，６ｃ，１６ａ，１６ｂ，２６ａ，２６ｂ　ヘリオスタット
　１３，２３　センターリフレクター
　２２ａ　開口部
　２２ｂ　集光部
　以下、本発明に係る太陽熱発電装置について、図示して説明する。
　図１は、本発明に係る太陽熱発電装置Ａ１の概略構成図である。この太陽熱発電装置Ａ１は、太陽熱を吸熱して熱媒体へ伝導する熱交換器であるレシーバー１ａ，１ｂ，１ｃが支柱４の上部から下部にかけて複数設けられている。また、レシーバー１ａ，１ｂ，１ｃを備えた支柱４の周囲に、太陽光、即ち太陽熱を反射する複数の小鏡板からなる反射鏡ｍを備えたヘリオスタット６（６ａ，６ｂ，６ｃ）が同心円状に多数配設されている。
　前記レシーバー１は、図２に示すように多数の板状の吸熱体を連結して円錐形状に形成した受熱板１ａと、その受熱板１ａの内周に沿って複数回巻かれた熱媒体管路９とを備えている。前記ヘリオスタット６は、太陽光Ｓの追尾装置と反射鏡ｍを上下左右に駆動する駆動装置とを備えており、太陽光Ｓをレシーバー１に向けて反射するように制御されている。
　図１に示すように、支柱４の上段に配置されたレシーバー１ａは、遠方のヘリオスタット６ａからの反射光Ｒ１を受光するようになっている。支柱４の中段に設けられたレシーバー１ｂは、中間位置に配設されたヘリオスタット６ｂからの反射光Ｒ２を、支柱４の下段に設けたレシーバー１ｃは、支柱４の近傍に配設されたヘリオスタット６ｃからの反射光Ｒ３を受光するようになっている。
　また、各々のレシーバー１ａ，１ｂ，１ｃに入射する反射光Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の入射角は、反射光の強度が６０％以上となるように、レシーバー１ａ，１ｂ，１ｃの受光板１ａの角度が調整されている。
　詳しくは、前記反射光Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の入射角は、図２に示すように低入射角βが７５°～高入射角γが１０５°の範囲となっている。即ち、受光板１ａに照射される太陽光の照射効率は、図３に示すように、受光板１ａへの太陽光の入射角が９０°（垂直）のときに最大となり、９０°よりも小さくなったり大きくなったりすると指数関数的に急速に低下するので、反射光の強度が６０％以上となる７５°～１０５°の範囲となっているのである。
　更に、受光板１ａは支柱４の軸方向に対して傾斜αで取り付けられており、この傾斜αは、各ヘリオスタット１ａ，１ｂ，１ｃからの反射光Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の入射角が７５°～１０５°となるように調整されている。
　即ち、入射角９０°のときに受光板１ａに向けて反射された太陽光の面積を１００とすると、入射角が７５°～１０５°の範囲では、受光板１ａに対して太陽光が傾斜して照射されるのでその面積が１０４以内となる。従って、受光板１ａに対して垂直に太陽光を照射していないヘリオスタットであっても、その照射効率が６０％以上となっている。
　更に、受光板１ａに照射される反射光の入射角を７５°～１０５°としたことにより、図４に示すように、受光板１ａに照射される太陽光の入射角が９０°から最もズレているヘリオスタットであっても、６０％以上の発電効率を有している。
　前記入射角は、図４（入射角と発電効率）に示すように発電効率が６０％以上となるように７５°～１０５°の範囲に調整されていることから、前記図４に示すように入射角が前記範囲から外れると指数関数的に発電量が減少するので、入射角９０°のときの発電量を１００とした場合に、受光板１ａに照射される太陽光の入射角が９０°から最もズレているヘリオスタットであっても、その発電量が６０以上を維持できるようになっている。
　ヘリオスタット群６は、図１に示すように、各レシーバー１ａ，１ｂ，１ｃのそれぞれへの反射光Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の入射角が前述の範囲となるように区分され、調整されている。即ち、支柱４の近傍から、近距離区域Ｃ１、中距離区域Ｃ２、遠距離区域Ｃ３がこの順で設けられており、各区域Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３内に配設されているそれぞれのヘリオスタット６ａ，６ｂ，６ｃは所定のレシーバー１ａ，１ｂ，１ｃに太陽光を照射するよう調整されていると共に、レシーバー１ａ，１ｂ，１ｃに照射される反射光Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の入射角が前述の範囲（７５°～１０５°）となるように調整されている。
　具体的には、本実施例においては、各レシーバー１ａ，１ｂ，１ｃの設置高さは、遠距離用レシーバー１ａは約１０５ｍ（高さｈ３）、中距離用レシーバー１ｂは約６０ｍ（高さｈ２）、近距離用レシーバー１ｃは約３０ｍ（高さｈ１）となっており、前記各区域は、遠距離区域Ｃ３が約１００～４００ｍ、中距離用区域Ｃ２は約５０～２００ｍ、近距離区域Ｃ１は約１５～６０ｍとなっており、各レシーバー１ａ，１ｂ，１ｃに照射される反射光Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の入射角が７５°～１０５°の範囲となっている。
　このように構成された太陽熱発電装置Ａ１は、ヘリオスタット群６から照射された反射光Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を所定のレシーバー１ａ，１ｂ，１ｃで受光し、各レシーバー１ａ，１ｂ，１ｃに供給されている熱媒体（例えば、亜硝酸ナトリウム４０％、硝酸ナトリウム７％、硝酸カリウム５３％等の溶融塩）を５００℃程度に加熱している。次いで、この高温の溶融塩を支柱４に併設した熱交換器に導入して水蒸気を発生させ、更にこの水蒸気によってタービン発電機を駆動して発電している。
　溶融塩は、レシーバーで加熱されて高温用溶融塩タンクに貯留された後に、上記熱交換器に送られて発電に利用され、低温用溶融塩タンクに貯留される。前記高温用溶融塩タンク内には、太陽熱の得られない夜間等においても発電できるように、発電に十分な熱量を蓄熱できる量の溶融塩が蓄えられている。結果、昼夜連続で発電できるようになる。
　本実施例により、ヘリオスタットからレシーバーに照射される反射光の入射角を直交あるいはこれに近い角度となるように複数のレシーバーを支柱に設けたので、ヘリオスタットからの反射光が照射されるレシーバーの受光面積が小さくなって照度が強くなり、結果、太陽熱の集熱量が向上し、溶融塩に付与される熱量が増加する。結果、発電量を増加することができる。
　また、大規模化による集熱量が従来よりも大幅に向上するので、大規模発電が可能となる。
　本実施例は、図５に示すように、支柱１４の上部にレシーバー１１ａを設け、下部にセンターリフレクター１３とレシーバー１２とを設けている。前記センターリフレクター１３は、多数の小鏡板状の反射鏡１３ａにより断面半円弧状の湾曲形状に形成されており、支柱１４から複数のケーブル又は棒状の吊り手段１３ｃにより固定されている。
　前記下部に設けたレシーバー１２は、上面にセンターリフレクター１３からの反射光を受け入れる集熱凹部が設けられており、この凹部の周囲に多数の熱媒体管路が設けられ、太陽熱を熱媒体に付与するようになっている。
　図５に示すように、支柱１４の周囲には多数のヘリオスタット群１６が同心円状に配設され、支柱１４の近傍に配設されたヘリオスタット１６ｂと、遠方に配設されたヘリオスタット１６ａとに区分されている。支柱１４の近傍のヘリオスタット１６ｂは、太陽光Ｓの反射光Ｒ１１をセンターリフレクター１３へ照射し、遠方のヘリオスタット１６ａは上部のレシーバー１１ａに反射光Ｒ１２を照射するようになっている。更に、前記センターリフレクター１３に照射された反射光Ｒ１２は、下部のレシーバー１２に集光させている。
　近傍に配設されたヘリオスタット１６ｂと遠方に配設されたヘリオスタット１６ａと、前記レシーバー１１ａとセンターリフレクター１３とは、このレシーバー１１ａ及びセンターリフレクター１３の受光面積が小さくなって照度が強くなるように調整されている。即ち、受光面積が小さくなるように入射光の入射角度が直交ないしこれに近い角度となっている。具体的には、前述の第１実施例と同様に入射角が７５°～１０５°となっている。
　前記センターリフレクター１３には、このセンターリフレクター１３の壁面（反射鏡面）を清掃する清掃手段Ｇが設けられている。この清掃手段Ｇは、図６に示すように、センターリフレクター１３の壁面１３ｃに沿ってアーチ形状に形成され、下端側が前記支柱１４に支持されたフレームｆと、このフレームｆに沿って移動自在に取り付けられた清掃ロボットＧＲと、この清掃ロボットＧＲが取り付けられたフレームｆをセンターリフレクター１３の円周方向に移動させる駆動装置ｍ２とを備えている。
　前記フレームｆは、センターリフレクター１３に向けて照射される反射光のブロッキングを軽減するために細幅に形成されている。また、ヘリオスタット群６から照射される反射光による高熱に耐えられるように耐熱合金で製作され、また、軽量な合金が用いられている。合金としては、例えば、インコネル、ハステロイ等の高ニッケル鉄合金などを用いることができる。
　フレームｆの上端側は、センターリフレクター１３の円環状周縁部に設けた駆動装置ｍ１に連結されており、フレームｆの下端側の駆動装置ｍ２と共にこのフレームｆを移動させている。なお、フレームｆは、支柱１４側の駆動装置ｍ２で支持された片持ちのものを使用することもできる。
　清掃ロボットＧＲは、センターリフレクター１３の壁面１３ｃに洗浄水を吹き付ける洗浄装置ｎを有している。この洗浄装置ｎは、壁面１３ｃに付着した塵埃などを水洗する噴射ノズル等を備えている。また、洗浄装置ｎの周囲には、水洗水が外部に漏れ出すのを防止する合成樹脂製の覆いが設けられている。また、洗浄水は回収されて濾過装置で濾過された後、ノズルから噴射されるようにされており、水を循環して再利用するようにしている。また、発電用の熱媒体（溶融塩）の熱を利用した温水や水蒸気をノズルから噴射することもできる。
　清掃手段Ｇは、センターリフレクター１３に反射光Ｒ１１，Ｒ１２が入射しない夜間等に動作するようになっており、コンピュータを用いて夜間に自動運転されている。
　なお、ヘリオスタット群６から太陽熱を照射されている際には、清掃ロボットＧＲは、フレームｆの上端側か下端側に移動させるようになっており、太陽熱の影響を受けないようにしている。また、太陽光は、北半球側においては、センターリフレクター１３の北側に配設したヘリオスタットに強く照射するので、フレームｆをセンターリフレクター１３の南側に移動させ、太陽熱による影響とブロッキングとを軽減するようになっている。
　本実施例により、レシーバー１１ａ，１２とセンターリフレクター１３とを備えた支柱１４の近傍に配設されたヘリオスタット１６ｂからの反射光Ｒ１２をセンターリフレクター１３に向けて照射し、支柱１４の遠方に配設されたヘリオスタット１６ａからの反射光をレシーバー１１ａに向けて照射するようにしたので、支柱１４の近傍から遠方まで配設されたヘリオスタットからの反射光を高効率でレシーバー１１ａ，１２で受光することができる。
　結果、従来と同規模のヘリオスタットの設置面積（設置半径）であっても図１１に示すように発電量が増加し、更に、大規模化によって発電量を著しく増加させることができるのである。
　本実施例は、図７に示すように、柱体２５の上部にレシーバー２１ａが設けられ、下部に開脚して角錐状となっている支柱２４の空間にセンターリフレクター２３が設けられている。更に、このセンターリフレクター２３の下部には、レシーバー２２が設けられている。
　前記レシーバー２２は、その上部に、センターリフレクター２３から反射された太陽熱を集熱するルツボ形状の集光部２２ｂが形成され、下部に、外周に熱媒体管路２２ｆが巻回された熱交換部２２ｃが設けられている。前記集光部２２ｂ内壁は、鏡面となっており太陽熱をその内部で反射しながら下部の熱交換部２２ｃに導入するようになっている。
　更に、センターリフレクター２３の下方に設置したレシーバー２２の集光部２２ｂの開口部２２ａには、防塵手段ｇが設けられている。この防塵手段ｇは、太陽光（太陽熱）を透過するようになっていると共に砂などの塵埃が透過しないようになっている。防塵手段ｇとしては、例えば、硼硅酸ガラス等により制作された蓋板などを使用することができる。
　防塵手段を設けたことにより、レシーバー２２の集光部２２ｂの開口部２２ａより砂などの塵埃がその集光部２２ｂの内側に侵入し、鏡面や熱交換部２２ｆが汚れてしまって集光効率や熱交換効率が低下するのを防止している。また、レシーバー２２は、その高さが５ｍ程度あり、また、その内部の清掃は容易でないので、防塵手段ｇを設けたことでメンテナンスに係る手間が省かれる。
　本実施例により、遠方に配設したヘリオスタットからの反射光を上部のレシーバーで受光し、近傍に配設したヘリオスタットからの反射光を下部のセンターリフレクターを介して地上に設けたレシーバーに受光させたので、遠方から近傍に配設されたヘリオスタットから照射される太陽光の入射角が垂直に近づく。結果、レシーバーの受光面に照射される光の強度が強くなり、高温の溶融塩が得られるようになって大量の水蒸気を発生できるようになり、発電量が増加する。
　センターリフレクターを角錐形状の支柱により支持するので、支持構造が高強度となって耐震性や耐風性が向上する。
　また、センターリフレクターの下方に設置したレシーバーの入射口に防塵手段を設けたことにより、砂などの塵埃が集光部２２ｂの内側の鏡面を曇らせることによる溶融塩と反射光との熱交換効率が低下することが防止される。
　また、センターリフレクターの下方に設けたレシーバーは、その受光部がるつぼ形状であり入射光の熱を外部に放出しにくい形状となっているので、熱効率が向上する。

Claims (7)

  1. 　太陽光を受光するレシーバーを備えた支柱と、この支柱の周囲に配置され太陽光を前記レシーバーに向けて反射する複数のヘリオスタットとを有し、
    　前記支柱は、上下方向に少なくとも２基のレシーバーを備えており、上方のレシーバーは遠方に配設されたヘリオスタットからの反射光を受光し、下方のレシーバーは近傍に配設されたヘリオスタットからの反射光を受光することを特徴とする太陽熱発電装置。
  2. 　レシーバーが受光する反射光の入射角が直角であるときの光度を１００％とした場合に、その光度が６０％以上となる位置に設置されているヘリオスタットからの反射光をレシーバーで受光することを特徴とする請求項１記載の太陽熱発電装置。
  3. 　前記支柱の遠方に配設したヘリオスタットからこの支柱の上方に設けたレシーバーへ反射される反射光の入射角を７５°乃至１０５°とし、
    　前記支柱の近傍に配設したヘリオスタットからこの支柱の下方に設けたレシーバーへ反射される反射光の入射角を７５°乃至１０５°としたことを特徴とする請求項１記載の太陽熱発電装置。
  4. 　太陽光を受光するレシーバーを備えた支柱と、この支柱の周囲に配置され太陽光を前記レシーバーに向けて反射する複数のヘリオスタットとを有し、
    　前記支柱の遠方に配設されているヘリオスタットからの反射光を受光するレシーバーを支柱の上部に設け、前記支持体の近傍に配設されているヘリオスタットからの反射光を受光するセンターリフレクターを支柱の下部に設け、
    　更に、このセンターリフレクターの下方に、センターリフレクターにより反射された太陽光を受光するレシーバーを設けたことを特徴とする太陽熱発電装置。
  5. 　少なくとも３本の支柱を角錐状に組み付け、この支柱の上端側より上方に延長される柱体を設け、センターリフレクターを前記角錐状に組み付けられた支柱に固定し、更に、前記センターリフレクターの下方と、柱体にそれぞれレシーバーを設け、
    　前記支柱の遠方に配設されているヘリオスタットからの反射光を柱体に設けたレシーバーに受光させ、支柱の近傍に配設されているヘリオスタットからの反射光をセンターリフレクターを介して支柱に設けたレシーバーに受光させることを特徴とする太陽熱発電装置。
  6. 　センターリフレクターを備えた支柱と、この支柱の周囲に配設された複数のヘリオスタットとを有する太陽熱発電装置において、
    　断面半円弧形状のセンターリフレクターの壁面に沿ってアーチ形状に形成され、一端側が前記支柱に支持されたフレームと、このフレームに沿って移動自在に取り付けられた清掃ロボットと、この清掃ロボットが取り付けられたフレームをセンターリフレクターの円周方向に移動させる移動手段とを備え、
    　前記清掃ロボットは、センターリフレクターの壁面に洗浄水を吹き付ける噴射装置を有することを特徴とする請求項４又は５記載の太陽熱発電装置における清掃装置。
  7. 　前記センターリフレクターの下方に設けたレシーバーは、円錐形状の受光部が設けられており、この受光部の太陽光が入射する入射口に、太陽光を透過し砂などの塵埃の侵入を防止する防塵手段を設けたことを特徴とする請求項４又は５記載の太陽熱発電装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012056806A1 (ja) 2010-10-29 2012-05-03 スタンレー電気株式会社 発電装置、熱発電方法および太陽光発電方法

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008064321A1 (de) * 2008-09-19 2010-04-01 Ecoenergy Gesellschaft Für Energie- Und Umwelttechnik Mbh Externe Frischluftvorwärmung bei Feststofffeuerungen
ES2350991B1 (es) 2009-06-03 2011-10-14 Abengoa Solar New Technologies S.A. Planta de concentracion solar de tecnologia de torre con tiro natural.
WO2011056229A2 (en) * 2009-11-06 2011-05-12 Gerald Fargo A focused solar energy collection system to increase efficiency and decrease cost
CN102183837B (zh) * 2011-04-21 2013-05-08 上海晶电新能源有限公司 二次聚光装置、系统及具有该系统的太阳能热发电系统
EP2525051A1 (en) * 2011-05-20 2012-11-21 Alstom Technology Ltd Solar thermal power plant
CN102252441B (zh) * 2011-05-31 2013-01-02 中海阳新能源电力股份有限公司 高次聚焦集成光热收集系统
CN102367994B (zh) * 2011-10-19 2012-10-03 中国科学院电工研究所 一种熔融盐射流冲击吸热器
KR20140101413A (ko) * 2011-12-29 2014-08-19 퀸트릴 에스테이트 인크 에너지를 집중시키는 장치
JP2013181669A (ja) 2012-02-29 2013-09-12 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 集光装置、その回転軸線の設定方法、集光装置を備えている集熱設備及び太陽熱発電設備
WO2013129177A1 (ja) 2012-02-29 2013-09-06 三菱重工業株式会社 集光装置、これを備えている集熱設備及び太陽熱発電設備
WO2014052902A1 (en) * 2012-09-30 2014-04-03 Taber William Stevens Jr Radiation collection utilizing total internal reflection and other techniques for the purpose of dispatchble electricity generation and other uses
KR101418049B1 (ko) * 2012-10-04 2014-07-16 포스코에너지 주식회사 타워형 태양에너지 발전장치
WO2014148259A1 (ja) * 2013-03-18 2014-09-25 バブコック日立株式会社 太陽熱集熱システム
ITRM20130263A1 (it) 2013-05-03 2014-11-04 Magaldi Ind Srl Sistema di riflettori secondari ad alto livello di efficienza per l'accumulo e l'impiego di energia di origine solare
JP5647315B2 (ja) * 2013-09-25 2014-12-24 三井造船株式会社 太陽熱発電プラント及びその制御方法
JPWO2015093403A1 (ja) * 2013-12-18 2017-03-16 コニカミノルタ株式会社 太陽光反射ミラーユニット、太陽熱発電装置及び太陽光反射ミラーの清浄化方法
CA2986794A1 (en) * 2014-10-31 2016-04-30 Solar Wind Reliance Initiatives (Swri) Ltd. Combined wind and solar power generating system
EP3286504A4 (en) 2015-04-22 2018-11-21 Joel C. Sercel Optics and structure for space applications
CN106225541A (zh) * 2016-07-19 2016-12-14 深圳市爱能森科技有限公司 单塔式多集热器塔式光热发电系统
WO2020033561A2 (en) 2018-08-07 2020-02-13 Trans Astronautica Corporation Systems and methods for radiant gas dynamic mining of permafrost for propellant extraction
JOP20210088A1 (ar) 2018-10-31 2023-01-30 Terrestrial Energy Usa Inc وحدة توليد قدرة
US10989443B1 (en) * 2020-01-16 2021-04-27 Trans Astronautica Corporation Systems and methods for obtaining energy in shadowed regions
US11608196B2 (en) 2020-07-22 2023-03-21 Trans Astronautica Corporation Directing light for thermal and power applications in space
US11566521B2 (en) 2020-09-22 2023-01-31 Trans Astronautica Corporation Systems and methods for radiant gas dynamic mining of permafrost
US11748897B1 (en) 2022-06-24 2023-09-05 Trans Astronautica Corporation Optimized matched filter tracking of space objects

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3003962A1 (de) * 1980-02-04 1981-08-13 Interatom Internationale Atomreaktorbau Gmbh, 5060 Bergisch Gladbach Sonnenenergieanlage mit direktbeheiztem waermespeicher
JPH11119105A (ja) * 1997-10-15 1999-04-30 Mitaka Koki Co Ltd 太陽光集光システム
WO2005017421A1 (ja) * 2003-08-01 2005-02-24 Asahi Glass Company, Limited 太陽熱利用発電システム用被覆資材及びそれを展張した太陽熱利用発電システム

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IL108506A (en) * 1994-02-01 1997-06-10 Yeda Res & Dev Solar energy plant
US6532953B1 (en) * 2001-08-30 2003-03-18 The Boeing Company Geometric dome stowable tower reflector
WO2005060009A1 (en) * 2003-12-18 2005-06-30 The University Of Sydney A beam splitter
CN2823918Y (zh) * 2005-08-31 2006-10-04 辛锐 用于发电领域的太阳能装置
US8360051B2 (en) * 2007-11-12 2013-01-29 Brightsource Industries (Israel) Ltd. Solar receiver with energy flux measurement and control

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3003962A1 (de) * 1980-02-04 1981-08-13 Interatom Internationale Atomreaktorbau Gmbh, 5060 Bergisch Gladbach Sonnenenergieanlage mit direktbeheiztem waermespeicher
JPH11119105A (ja) * 1997-10-15 1999-04-30 Mitaka Koki Co Ltd 太陽光集光システム
WO2005017421A1 (ja) * 2003-08-01 2005-02-24 Asahi Glass Company, Limited 太陽熱利用発電システム用被覆資材及びそれを展張した太陽熱利用発電システム

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012056806A1 (ja) 2010-10-29 2012-05-03 スタンレー電気株式会社 発電装置、熱発電方法および太陽光発電方法
US9467088B2 (en) 2010-10-29 2016-10-11 Stanley Electric Co., Ltd. Power generation device, thermal power generation method and solar power generation method

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