WO2010013632A1 - マルチタワービームダウン式集光システムにおける太陽光の集光方法 - Google Patents

マルチタワービームダウン式集光システムにおける太陽光の集光方法 Download PDF

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実 湯浅
宏 蓮池
裕 玉浦
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コスモ石油株式会社
マスダール－アブダビフューチャーエナジーカンパニー
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    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers

Definitions

  • the present invention relates to a method for increasing the concentration efficiency of solar energy in a multi-tower beam down type condensing system.
  • solar thermal energy is very promising as an alternative to fossil fuels because of its abundance (potential energy resources).
  • the solar thermal energy intensity is about 1 kW / m 2 depending on the location, but the thermal energy of sunlight can be sufficiently utilized as an energy source for operating a thermochemical reaction plant, a power plant, and the like.
  • solar thermal energy In order to use solar thermal energy as an energy source, it must be efficiently converted into chemical energy or electrical energy, but in order to increase the conversion efficiency, sunlight must be efficiently collected.
  • the position of the sun relative to a certain point on the ground changes with the passage of time due to the rotation of the earth. Therefore, in order to collect sunlight and efficiently collect solar energy, the sun must be tracked.
  • a device that tracks the sun is called a heliostat.
  • the heliostat In order to condense sunlight and obtain thermal energy efficiently, the heliostat must track the position of the sun accurately. Since the energy obtained by condensing sunlight is theoretically proportional to the total area of the mirror surface of the heliostat, as a problem when installing a heliostat, the mirror surface of the heliostat is necessary to obtain a large amount of energy. It is necessary to increase the area or increase the number of heliostats.
  • the individual heliostats track the sun and control the attitude of each heliostat while reflecting the reflected sunlight received by each heliostat. It must be focused on a point.
  • the tower-top type condensing system is composed of a heliostat group and a receiver installed on the tower top, and is a system that condenses the light reflected by the heliostat group on the tower-top receiver.
  • the system is composed of a heliostat group, a reflector installed on the tower top, and a receiver installed on the ground. The system reflects the sunlight first reflected by the heliostat group secondarily with the reflector and concentrates it on the receiver. It is.
  • tower top type condensing systems are classified into three types: flat receiver type, cavity receiver type, and cylindrical receiver type, depending on the shape of the receiver (heat collector).
  • flat receiver type a flat receiver (collector) is placed vertically and northward (in the case of the northern hemisphere) at the top of the tower, and the heliostat is placed only on the north side of the tower to reflect the reflected light.
  • the cavity receiver type a cavity-type receiver (heat collector) is placed on the top of the tower so that the opening faces diagonally downward toward the north (in the case of the northern hemisphere), and the heliostat is placed only on the north side of the tower and reflects.
  • the collected light is collected on a tower receiver.
  • the cylindrical receiver type is a type in which a cylindrical heat collector is arranged at the top of the tower, and the heliostat is arranged around the tower to collect the light reflected from each heliostat on the tower receiver. is there.
  • the beam-down condensing system is composed of a heliostat group, a reflector, and a receiver.
  • the light primarily reflected by the heliostat group is secondarily reflected by the reflector at the top of the tower, and the reflected light is reflected.
  • This is a system for condensing light to a receiver installed in the lower part of the tower (ground).
  • a heliostat can be arranged around the tower to collect light from the periphery of the tower (see Patent Documents 1 to 3).
  • two or more towers can be installed at intervals between heliostats distributed on the ground, and this is called a multi-tower beam-down condensing system. .
  • a cylindrical receiver type tower-top type condensing system it is possible to install two or more towers at intervals between heliostats distributed on the ground. It is called a top-type condensing system.
  • the multi-tower tower-top type condensing system When the functions of the multi-tower tower-top type condensing system and the multi-tower beam-down type condensing system are compared, in the multi-tower tower-top type condensing system, for example, as shown in FIG.
  • the heliostat group when the sun is on the east side, it can be seen that there is a large difference in the amount of collected light between the east side and the west side of the receiver (heat collector) at the top of the tower.
  • the multi-tower beam-down condensing system is more advantageous than the multi-tower tower-top condensing system.
  • the multi-tower beam-down type condensing system is advantageous, it is only a problem compared to the heat collecting efficiency of the multi-tower tower-top type condensing system.
  • the problem to be solved is that even though the multi-tower beam-down focusing system is more advantageous than the multi-tower tower-top focusing system, it is a problem compared to the multi-tower tower-top focusing system. Thus, there is room for further improvement in the multi-tower beam-down condensing system.
  • the present invention is characterized in that, in a multi-tower beam-down condensing system, the tower that the heliostat reflects is selected according to the position of the sun and the amount of condensing is increased.
  • the present invention is a method for concentrating sunlight in a multi-tower beam-down condensing system having a tower selection process
  • the multi-tower beam-down condensing system in a field where a plurality of beam-down condensing towers exist, the light primarily reflected from the heliostat around each tower is secondarily reflected by a reflector at the top of the tower, It is a method of condensing on the receiver on the ground,
  • the tower selection process determines the amount of light received at the receiver of the tower when a heliostat at an arbitrary position receives sunlight and collects the sunlight on two arbitrarily selected towers. This is a process of comparing and comparing the tower with the larger received light amount and condensing sunlight on the tower.
  • the heliostat is viewed from the heliostat. Compare the angle between the direction vector of the incident light and the direction vector of the reflected light, determine the size of the angle between the direction vector of the incident light viewed from the heliostat and the direction vector of the reflected light, and determine the incident light viewed from the heliostat.
  • the tower with the smaller angle formed by the direction vector of the reflected light and the direction vector of the reflected light can be determined to be a tower having a relatively large amount of received light, and the tower can be selected.
  • solar energy of solar energy can be selected by causing each heliostat distributed on the ground to select a tower on which reflected sunlight is collected. Conversion efficiency can be increased.
  • the purpose of selecting the tower that receives the largest amount of light when a heliostat receives solar light at an arbitrary position is to determine the amount of light received at the receiver of the tower, It was realized by determining the relationship between the position and the tower to be selected and controlling the heliostat.
  • FIG. 1 shows a basic structure of a beam down type condensing system as a sunlight condensing system using a heliostat.
  • the beam-down condensing system is composed of a combination of a heliostat 1, 1,... Group distributed on the ground, and a tower 4 including a reflector 2 and a receiver 3. ing.
  • the reflector 2 is a reflecting mirror installed at the upper focal position of the upper portion of the tower 4, and the receiver 3 is installed facing the reflector 2 at the lower focal position of the lower portion (ground) of the tower 4.
  • the beam-down condensing system is a system in which the sunlight first reflected by the heliostat 1 is secondarily reflected by the reflector 2 and condensed on the receiver 3.
  • the heliostat (primary reflecting mirror) 1 is a device that can direct the mirror 5 in an arbitrary direction and reflect sunlight in the direction in which the mirror 5 is directed, as shown in FIG.
  • the reflecting mirror (secondary reflecting mirror) 2 is a device for reflecting again the sunlight b1 reflected from the heliostat 1 toward the receiver 3 by the mirror surface 6 as shown in FIG.
  • the reflector 2 includes a rotary hyperboloid type and a segment type.
  • the receiver 3 is a condenser that receives the condensed light, and is classified into a planar type, a cylindrical type, a cavity type, and the like depending on the shape thereof.
  • Fig. 4 shows an example of the configuration of a multi-tower beam-down condensing system.
  • the tower 4 and the surrounding heliostats 1, 1,... Are combined, but in the present invention, the tower targeted by each heliostat, Since the combination with the stat is not necessarily specified, the form is that the towers were installed at regular intervals between the heliostats 1, 1,... It is in shape.
  • each heliostat 1 selects a specific tower 4 from among several towers 4 established in the vicinity so that the amount of light received by the receiver is the largest, and the selected specific tower The reflected light of the sun is irradiated toward the reflector 2 of 4. This is called tower selection processing.
  • the tower selection process is performed when the heliostat 1 at an arbitrary position receives sunlight and reflects the sunlight to the two towers 4 and 4 that are arbitrarily selected. Is a process of comparing the magnitude of the received light amount and selecting the tower 4 having the relatively large received light amount and reflecting the sunlight to the tower 4.
  • FIG. 4 (a) shows the relationship between the heliostats 1 distributed on the ground and the towers selected by each heliostat 1 group in a certain time zone.
  • the large circle shows the tower 4 with the reflector 2 and the receiver 3, and the small circle, triangle, and square around it are the heliostats 1 and are displayed in the large circle.
  • the symbols “circle”, “triangle”, and “square” indicate that the tower is selected by the heliostat 1 having the same symbol.
  • each group of heliostats is arranged vertically and horizontally, but if you look at a set of heliostats that aim at the same tower, each group forms a hexagon and collects light at its lower right position.
  • the tower 4 is located, if it sees about each heliostat, each heliostat 1 was selected by the selection process of a tower irrespective of the distance to a tower as shown in FIG.4 (b). Sunlight is reflected toward the tower, and the selected tower 4 collects the sunlight received by the reflector 2 on the receiver 3 on the ground.
  • the condensed sunlight is stored in molten salt through a receiver (heat collector) and used for various purposes.
  • a receiver heat collector
  • chemical energy fuel is produced through an endothermic chemical reaction by a chemical energy conversion receiver (chemical energy conversion heat collector).
  • the attitude of the heliostat 1 is controlled, and the attitude is controlled by a calendar type and / or a sensor type described below. .
  • the calendar formula is a method of calculating the direction vector of the heliostat from the coordinates of the heliostat, the target coordinates, and the direction vector of the sun, and controlling the attitude so as to face the direction. Is calculated from the latitude, longitude, and time. This calculation can be performed independently for each heliostat or on a computer that centrally manages a plurality of heliostats.
  • the sensor type is a method in which the attitude of the heliostat is controlled by a reflected light sensor provided in each heliostat. This method can be controlled with high accuracy because it is not affected by the heliostat attitude or the control mechanism error.
  • each heliostat requires the same number of sensors as the number of towers that can be selected, and the sensitivity range of the sensor is limited. Used in combination with the method.
  • Step S3 Control the heliostat to the attitude obtained based on the value obtained in step S2.
  • the sun when the sun is at an arbitrary position, if the heliostat at an arbitrary position condenses on an arbitrary tower, the amount of light collected at the receiver of the tower is not necessarily measured, It is possible to calculate in advance using a condensing simulator and obtain the relationship between the sun position and the tower to be selected.
  • the sunlight reflected by the heliostat 1 is re-reflected by the reflector 2 of the tower 4 and collected by the receiver 3.
  • the amount of light received by the heliostat 1 and the amount of light received by the receiver 3 are not the same, but decrease due to various factors.
  • the amount of light received by the receiver 3 is obtained in consideration of these factors by performing a light collection calculation.
  • Condensation calculation is performed according to the procedure of the following steps, for example, by a ray tracing method that tracks the rays of the sun one by one.
  • the light ray means a collection of three elements, that is, a passing point (one point on a light ray including a starting point and an end point) p, a direction vector v, and an intensity e.
  • Step T2 It is determined whether or not the light beam hits a certain heliostat (cosine factor).
  • Step T3 It is determined whether the light beam is shielded by other heliostats and other obstacles before reaching the heliostat (shadowing).
  • Step T4 Reflect the light beam with a heliostat (primary reflected light beam) (attenuation due to reflectivity / cleanliness, variation in reflection angle due to mirror installation error, etc.)
  • Step T5 It is determined whether the primary reflected light is blocked by other heliostats and other obstacles (blocking).
  • Step T6 It is determined whether or not the primary reflected light ray hits the reflector (leakage at the reflector).
  • Step T7 The primary reflected light beam is reflected by the central reflecting mirror (secondary reflected light beam) (reflectance, cleanliness, attenuation by air, reflection angle variation due to mirror installation error, etc.).
  • Step T8 It is determined whether or not the secondary reflected light enters the receiver aperture (leakage at the receiver).
  • Step T9 The secondary reflected light reaches the receiver (attenuation by air).
  • Step T10 The above is repeated.
  • the process to select can be performed using a simulator.
  • a receiver received light amount calculation process after performing a receiver received light amount calculation process, a tower selection whole sky division process, and a receiver received light amount comparison process using a condensing simulator, the result of these processes
  • the tower selection process is performed based on the above, and in the tower selection process, the tower is selected when the sun is at an arbitrary position, and sunlight is condensed on the selected tower.
  • the received light amount calculation process is a process for calculating the received light amount when the heliostat reflects toward each tower when the sun is at an arbitrary position
  • the whole sky division process is a process of dividing the whole sky with the position where the received light amount to each adjacent tower is the same as the boundary from the result of the receiver received light amount calculation process
  • the received light amount comparison process is a process that shows a tower having a large received light amount by comparing the received light amount for each area of the whole sky divided by the whole sky dividing process.
  • the tower selection process based on the result of the received light amount comparison process, when the sun is at a certain position, the tower that is determined to have a large amount of received light is selected, and the sunlight is directed toward the selected tower.
  • the attitude of the heliostat is controlled so as to reflect, and the sunlight received by the heliostat is reflected to the selected tower.
  • Receiver received light amount calculation processing The amount of received light at the receiver of each tower when the sun is at a position of an arbitrary solar altitude and arbitrary solar orientation was obtained by calculation, and the results shown in Table 1 were obtained.
  • Azimuth is the solar azimuth angle (deg)
  • Elevation is the solar altitude angle (deg)
  • H1ref is the amount of reflection when focused on the tower 4L
  • H1rec is the amount of received light when reflected on the tower 4L
  • H2ref is A heliostat reflection amount when reflected on the tower 4R
  • H2rec indicate a received light amount of the receiver when reflected on the tower 4R.
  • the east is the origin (0 degree)
  • the north is 90 degrees
  • the west is 180 degrees
  • the south is 270 degrees.
  • the amount of heliostat reflection is shown for reference.
  • Table 3 shows the conversion from Table 2 to polar coordinates with the zenith at 0 degrees. (The altitude angle is 0 degrees for the horizon, 90 degrees for the zenith, and the polar coordinates are 0 degrees for the zenith and 90 degrees for the horizon.) Table 3 shows the polar coordinates plotted in FIG. Here, the circle indicates the whole sky. The center is the zenith and the surroundings are horizons.
  • the sun is at the dotted line
  • the amount of light received by the receiver at each tower is equal when the heliostat is reflected toward each tower.
  • the sun is at the solid line, the heliostat is directed toward each tower. The amount of reflection at the heliostat is equal when reflected. In actual cases, a more accurate diagram can be created by reducing the interval between the azimuth angle and altitude angle in this calculation.
  • Receiver received light amount comparison processing The received light amount (H1rec, H2rec) of each tower with respect to the azimuth angle of the sun is compared to determine the magnitude.
  • Table 1 it can be seen from Table 1 that when the azimuth angle is 0, 30, 60, 90, 240, 270, 300, and 330 degrees, the received light amount H1rec is always smaller than the received light amount H2rec.
  • the tower 4R should always be selected.
  • the solar altitude at which the received light amount is the same is assumed to be 0 degree.
  • FIG. 7 shows a tower where the amount of light received by the tower is large in each divided area of the sky.
  • the amount of light collected decreases due to various factors in the light calculation, but it is also possible to perform tower selection processing considering only the cosine factor, in which case the sun, each upper focus, It can be said that the control is performed so that the angle between the two becomes smaller.
  • the angle ⁇ 1 formed between the sun S viewed from an arbitrary heliostat 1 and one neighboring tower 4a and the other tower 4b near the sun S are formed.
  • the tower 4a is selected to substantially maximize the amount of reflection at the heliostat and to effectively use the energy of sunlight.
  • the amount of light received at the receiver is determined by many other factors. Therefore, in this case, the amount of collected light is reduced as compared to the case where the tower selection process is strictly performed using the condensing simulator.
  • the direct vertical solar radiation intensity (DNI) is 1.0 kW / m 2
  • Y 100 m.
  • Heliostats had a mirror area of 1.0 m 2 and 30 were placed between both towers. Heliostat blocking and shadowing were not considered.
  • Fig. 9 shows the amount of reflected energy of the heliostat in one day.
  • ⁇ indicates the amount of reflected energy when the heliostat is focused on the left tower
  • ⁇ indicates the amount of reflected energy when the heliostat is focused on the right tower.
  • the ⁇ mark indicates the amount of reflected energy when the tower is selected as needed so that the angle between the reflector (upper focal point) and the sun as seen from the heliostat becomes smaller.
  • FIG. 10 shows the ratio of the amount of reflected energy increased by selecting a tower. As is clear from these results, it was found that the amount of reflected energy of each heliostat in the day increased by 5% to 22% by the tower selection process compared to the single tower condensing system. In addition, the rate of increase was found to be highest for the heliostat at the midpoint of the two towers.
  • FIG. 11 shows the amount of reflected energy of the heliostat in one day.
  • the towers are on both sides of the rectangular field.
  • (A) is the amount of reflected energy in the case of a single tower condensing system.
  • (B) is when the tower is selected at any time so that the angle between the reflector (upper focal point) viewed from the heliostat and the sun becomes smaller. The amount of reflected energy is shown. In this figure, it was found that the area of the area where the reflection amount by one heliostat is 10.5 kWh or more is about 13 times that of the single tower condensing system.
  • the light collection calculation is performed and the tower selection process is performed.
  • the calculation result can be used for controlling the operation of the heliostat, but it can also be used during the operation by simultaneously proceeding with the high-speed calculation processing of the condensing simulator during the operation of the heliostat.
  • the process of selecting the tower with the larger light collection amount is performed by determining the amount of light collection at the receiver of any two nearby towers. You can also.
  • the receiver received light amount calculation processing is performed by the condensing simulator, and the tower selection processing is performed based on the result of the receiver received light amount comparison processing. Since it is performed, the all-sky division process may be applied as necessary.
  • Sunlight is a clean energy source that has a huge amount of energy and is free from environmental pollution as a renewable energy source.
  • Sunlight enables the production of fuel using concentrated solar thermal energy for endothermic reaction of chemical reaction, and the collection of dilute solar energy as a solar thermal power generation system, which enables the stable supply of generated power.

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Abstract

ヘリオスタットが受光した太陽光の集熱効率を高める。 タワーの選択処理を有するマルチタワービームダウン式集光システムにおける太陽光の集光方法である。マルチタワービームダウン式集光システムは、複数のビームダウン式集光タワーが存在するフィールドにおいて、各タワー４の周りのヘリオスタット１から１次反射された光をタワー４の上部のリフレクター２で２次反射させ、地上のレシーバ３に集光する方式であり、タワーの選択処理は、任意の位置にあるヘリオスタット１が、太陽光を受光して任意に選んだ２本のタワー４、４にそれぞれ太陽光を集光したときに、タワー４のレシーバ３における受光量の大きさを比較し、相対的に受光量が大きい方のタワー４を選択して当該タワー４に太陽光を集光させる処理である。

Description

マルチタワービームダウン式集光システムにおける太陽光の集光方法
　本発明は、マルチタワービームダウン式集光システムにおいて、太陽光エネルギーの集光効率を高める方法に関するものである。
　再生可能な自然エネルギーの中で、太陽熱エネルギーはその賦存量（潜在的なエネルギー資源量）の多さから、化石燃料に替わるエネルギーとして非常に有望である。太陽熱エネルギー強度は、場所によっても異なるが、約１ｋＷ／ｍ２であり、太陽光の熱エネルギーは、熱化学反応プラントや発電プラント等を運転するためのエネルギー源として十分に活用が可能である。太陽熱エネルギーをエネルギー源として活用するためには、化学エネルギーや電気エネルギーに効率良く変換しなければならないが、その変換効率を高めるには、太陽光を効率よく集光しなければならない。
　ところで、太陽は、地球の自転により、時間の経過とともに地上のある点に対する位置が変化するため、太陽光を集光し、太陽エネルギーを効率良く集めるためには、太陽を追尾しなければならない。太陽を追尾する装置をヘリオスタットという。
　従来のヘリオスタットの太陽追尾システムでは、有線および無線通信による各ヘリオスタットの集中制御や、光センサーを用いた制御が行われてきた。
　太陽光を集光して効率的に熱エネルギーを得るためには、ヘリオスタットに太陽の位置を正確に追尾させなければならない。太陽光の集光によって得られるエネルギーは、理論的にはヘリオスタットの鏡面の総面積に比例するため、ヘリオスタットを設置する場合の課題として、大量のエネルギーを得るためには、ヘリオスタットの鏡面面積を大きくするか、ヘリオスタットの個数を増やす必要がある。
　多数のヘリオスタットを用いて集光太陽熱エネルギーを得る場合には、個々のヘリオスタットに太陽を追尾させ、各ヘリオスタットの姿勢を制御しつつ各々のヘリオスタットに受光させた太陽光の反射光をある一点に集光させなければならない。
　一方、ヘリオスタットに受光させた太陽光を集光させるシステムは、これを大別すると、タワートップ式集光システムと、ビームダウン式集光システムとに分類される。タワートップ式集光システムは、ヘリオスタット群とタワートップに設置されたレシーバとによって構成され、ヘリオスタット群により反射された光をタワートップのレシーバに集光する方式であり、ビームダウン式集光システムは、ヘリオスタット群、タワートップに設置されたリフレクター、地上に設置されたレシーバから構成され、ヘリオスタット群により１次反射させた太陽光をリフレクターで２次反射させ、レシーバに集光するシステムである。
　さらに、タワートップ式集光システムは、レシーバ（集熱器）の形状からフラットレシーバタイプと、キャビティーレシーバタイプと、円筒レシーバタイプとの３つのタイプに分類される。フラットレシーバタイプは、タワーの上部に平面のレシーバ（集熱器）を垂直にかつ北向き（北半球の場合）に配置し、ヘリオスタットはタワーの北側のみに配置して反射された光をタワーのレシーバに集光させる形式のものである。キャビティーレシーバタイプは、タワー上部にキャビティ型のレシーバ（集熱器）を開口が北向き斜め下方を向くように（北半球の場合）に配置し、ヘリオスタットはタワーの北側のみに配置して反射された光をタワーのレシーバに集光させる形式のものである。円筒レシーバタイプは、タワーの上部に円筒型の集熱器を配置し、ヘリオスタットはタワーの周囲に配置してそれぞれのヘリオスタットから反射された光をタワーのレシーバに集光させる形式のものである。
　これに対して、ビームダウン式集光システムは、ヘリオスタット群、リフレクター、レシーバから構成され、ヘリオスタット群により１次反射された光をタワーの上部のリフレクターで２次反射させ、その反射光をタワーの下部（地上）に設置されたレシーバに集光するシステムであり、タワーの周囲にヘリオスタットを配置してタワーの周囲から光を集光することができる（特許文献１～３参照）。
　ビームダウン式集光システムは、地上に分散して配置されたヘリオスタット群の間に間隔をおいて２つ以上のタワーを設置することができ、これをマルチタワービームダウン式集光システムと言う。
　もっとも、円筒レシーバタイプのタワートップ式集光システムにおいても、地上に分散して配置されたヘリオスタット群の間に間隔をおいて２つ以上のタワーを設置することができ、これをマルチタワータワートップ式集光システムと言う。
　マルチタワータワートップ式集光システムと、マルチタワービームダウン式集光システムとの機能を比較したときに、マルチタワータワートップ式集光システムでは、例えば図１２に示すように東西方向に連続してヘリオスタット群が配置されている場合に、太陽が東側にあるときには、タワー上部のレシーバ（集熱器）の東側面と西側面とで集光量に大きな差が出てしまうことがわかる。
　このような場合は、集熱器の東側面では、集光量が不足し、集熱効率が著しく低下してしまうことになる。これに対し、マルチタワービームダウン式集光システムにおいては、図１３に示すように、どの方向に設置されたヘリオスタットからの光もタワーの下部に設置されたレシーバ上面に理論上、均一化されて集光されるので、マルチタワータワートップ式集光システムで生ずる集光量不足による集熱効率の低下を抑制することが可能で、高い集熱効率が得られる。
　このような理由から、マルチタワータワートップ式集光システムに比べてマルチタワービームダウン式集光システムが有利であることがわかる。しかしながら、マルチタワービームダウン式集光システムが有利であるといっても、マルチタワータワートップ式集光システムの集熱効率に比較しての問題にすぎない。
特許第２９５１２９７号公報 特開２０００－１４６３１０公報 特開２００４－３７０３７公報
　解決しようとする問題点は、マルチタワータワートップ式集光システムに比べてマルチタワービームダウン式集光システムが有利であるとしても、それは、マルチタワータワートップ式集光システムとの比較の問題であって、マルチタワービームダウン式集光システムにおいてもさらなる改善の余地があるという点である。
　本発明は、マルチタワービームダウン式集光システムにおいて、太陽の位置によって、ヘリオスタットが反射するタワーを選択し、集光量の増大を図ることを最大の特徴とする。
　すなわち、本発明は、タワーの選択処理を有するマルチタワービームダウン式集光システムにおける太陽光の集光方法であって、
　マルチタワービームダウン式集光システムは、複数のビームダウン式集光タワーが存在するフィールドにおいて、各タワーの周りのヘリオスタットから１次反射された光をタワーの上部のリフレクターで２次反射させ、地上のレシーバに集光する方式であり、
　タワーの選択処理は、任意の位置にあるヘリオスタットが、太陽光を受光して任意に選んだ２本のタワーにそれぞれ太陽光を集光したときに、タワーのレシーバにおける受光量の大きさを比較し、相対的に受光量が大きい方のタワーを選択して当該タワーに太陽光を集光させる処理である。
　実用上は、例えば、簡便的方法として、任意の位置にあるヘリオスタットが、太陽光を受光して任意に選んだ２本のタワーにそれぞれ太陽光を集光したときに、ヘリオスタットから見た入射光の方向ベクトルと反射光の方向ベクトルのなす角を比較し、ヘリオスタットから見た入射光の方向ベクトルと反射光の方向ベクトルのなす角の大小を判断し、ヘリオスタットから見た入射光の方向ベクトルと反射光の方向ベクトルのなす角が小さい方のタワーが相対的に受光量の大きいタワーであると判断してタワーを選択することができる。
　本発明によれば、マルチタワービームダウン式集光システムにおいて、地上に分散して配設されたそれぞれのヘリオスタットに太陽の反射光を集光すべきタワーを選択させることによって、太陽光エネルギーの変換効率を高めることができる。
ヘリオスタットを用いた太陽光集光システムとしてのビームダウン式集光システムの基本構造を示す図である。 ヘリオスタットの構成例を示す図である。 リフレクターの構成例を示す図である。 （ａ）は、マルチタワービームダウン式集光システムの構成例を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ断面矢視図である。 選択するタワーと太陽の位置との関係を示す図である。 任意のヘリオスタットから見た太陽Ｓと近傍のタワーとのなす角の大小によって、太陽光を反射すべきタワーを選択する例を示す図である。 各タワーからレシーバ受光量の大きいタワーを選択する例を示す図である。 集光シミュレータを用いたタワー選択の計算例として２つのタワーが東西に並んだ場合を示す図である。 太陽光を反射すべきタワーを選択したときと選択しないときの反射エネルギー量の比較を示す図である。 太陽光を反射すべきタワーを選択することによって、増加した反射エネルギー量の割合を示す図である。 一日におけるヘリオスタットの反射エネルギー量を示すもので、（ａ）は、（ａ）はシングルタワー集光システムの場合の反射エネルギー量、（ｂ）は、ヘリオスタットから見たリフレクター（上方焦点）と太陽とのなす角が小さくなる方に、タワーの選択を随時行った場合の反射エネルギー量を示す図である。 マルチタワータワートップ式集光システムの集光の状態を示す図である。 マルチタワービームダウン式集光システムの集光の状態を示す図である。
　任意の位置にある太陽の光を或るヘリオスタットが受光したときに、受光量が最も大きくなるようなタワーを選択するという目的を、そのタワーのレシーバにおける受光量の大小を判断し、太陽の位置と選択するタワーとの関係を求め、ヘリオスタットを制御することによって実現した。
　マルチタワービームダウン式集光システムは、複数のビームダウン式集光タワーが存在するフィールドにおいて、各タワーの周りのヘリオスタットから１次反射された光をタワーの上部のリフレクターで２次反射させ、地上のレシーバに集光する方式である。図１に、ヘリオスタットを用いた太陽光集光システムとしてのビームダウン式集光システムの基本構造を示す。図１において、ビームダウン式集光システムは、地上に分散して配設されたヘリオスタット１，１，・・・群と、リフレクター２及びレシーバ３とを備えたタワー４との組み合わせから構成されている。リフレクター２は、タワー４の上部の上方焦点の位置に設置された反射鏡であり、レシーバ３は、タワー４の下部（地上）の下方焦点の位置にリフレクター２と向き合わせに設置されている。ビームダウン式集光システムは、ヘリオスタット１により１次反射された太陽光をリフレクター２で２次反射させ、レシーバ３に集光するシステムである。
　ヘリオスタット（１次反射鏡）１は、図２に示すように鏡５を任意の方向に向け、鏡５が向けられた方向へ太陽光を反射されることができる装置であり、リフレクター（中央反射鏡、２次反射鏡）２は、図３に示すようにヘリオスタット１から反射された太陽光ｂ１を鏡面６により、レシーバ３に向けて再度反射させる装置である。リフレクター２には、回転双曲面型・セグメント型などがある。なお、レシーバ３は、集光された光を受ける集光器であり、その形状により平面型・円筒型・キャビティ型などに分類される。
　図４に、マルチタワービームダウン式集光システムの構成例を示す。マルチタワービームダウン式集光システムにおいては、タワー４と、その周囲のヘリオスタット１，１・・・群とが組み合わされたものであるが、本発明において、各ヘリオスタットが狙うタワーと、ヘリオスタットとの組み合わせは、必ずしも特定されるわけではないので、形態としては、地上に分散して配列されたヘリオスタット１，１・・・群の間に一定間隔をおいて、タワーが設置された形になっている。
　本発明においては、それぞれのヘリオスタット１は、近傍に設立された何本かのタワー４のうち、レシーバの受光量が最も大きくなるような特定のタワー４を選択し、選択された特定のタワー４のリフレクター２に向けて太陽の反射光を照射するものである。これをタワーの選択処理という。
　すなわち、タワーの選択処理は、任意の位置にあるヘリオスタット１が、太陽光を受光して任意に選んだ２本のタワー４、４にそれぞれ太陽光を反射したときに、タワー４のレシーバ３における受光量の大きさを比較し、相対的に受光量が大きい方のタワー４を選択して当該タワー４に太陽光を反射させる処理である。
　図４（ａ）は、地上に分散して配列されたヘリオスタット１と、それぞれのヘリオスタット１群が、ある時間帯に選択するタワーとの関係を示したものである。図４（ａ）において、大きい円がリフレクター２とレシーバ３を備えたタワー４を示しており、その周囲の小さい円、三角、四角は、ヘリオスタット１であって、大きい円内に表示された「円」、「三角」、「四角」の記号は、同じ記号のヘリオスタット１によって選択されるタワーであることを示している。
　この図では各ヘリオスタット１群は縦横に整列して配列されているが、同じタワーを狙う１組のヘリオスタット群についてみれば、それぞれ６角形を形成し、その右下の位置に集光するタワー４が位置しているが、個々のヘリオスタットについてみれば、それぞれのヘリオスタット１は、タワーの選択処理によって、図４（ｂ）に示すようにタワーまでの遠近にかかわりなく、選択されたタワーに向けて太陽光を反射し、選択されたタワー４は、リフレクター２に受光した太陽光を地上のレシーバ３に集光する。
　集光された太陽光は、例えば、レシーバ（集熱器）を通じて溶融塩に蓄熱されて各種の用途に活用される。あるいは、ＣＰＣと呼ばれる二次集光器によってさらに集光された後に化学エネルギー変換用レシーバ（化学エネルギー変換用集熱器）によって吸熱化学反応を介して化学エネルギー燃料を生産する。
ヘリオスタット１が選択されたタワー４に向けて太陽光を反射するために、ヘリオスタット１の姿勢が制御されるが、その姿勢の制御は、以下に説明するカレンダー式およびまたはセンサー式によって行われる。
（ａ）カレンダー式
　カレンダー式は、ヘリオスタットの座標、的の座標、太陽の方向ベクトルからヘリオスタットの方向ベクトルを計算し、その方向を向くように姿勢を制御する方法のうち、太陽の方向ベクトルを緯度、経度、時刻から計算によって求める方法である。この計算はヘリオスタットごとに独立して行うことも、複数のヘリオスタットを集中管理するコンピュータ上で行うこともできる。
（ｂ）センサー式
　センサー式は、各ヘリオスタットに備え付けられた反射光センサーによりヘリオスタットの姿勢を制御する方法である。この方法はヘリオスタットの姿勢や制御機構の誤差の影響を受けることがないため精度良く制御することが可能である。ただし、センサー式を用いる場合は選択しうるタワーの数と同数のセンサーが各ヘリオスタットに必要となり、またセンサーの感度範囲に制限があるため、この方式単独での運転は難しく、通常はカレンダー式の方法と組み合わせて使用される。
　以下にカレンダー式を用いたヘリオスタットの姿勢制御方法の１例を示すが、ヘリオスタットの姿勢制御方法はこの方法に限られるものではない。
ヘリオスタットからみた太陽の方向ベクトルをS、タワーの狙う点への方向ベクトルをFとし、以下のステップにしたがって計算を行う。
ステップＳ１：下式に従ってヘリオスタット方向ベクトル（法線ベクトル）Nを求める。
　N=(S+F)/|S+F|
ステップＳ２：ヘリオスタットの姿勢は方位角Aと高度角Eで制御されるのでそれぞれの値を求める。
　E=asin(N.z)
　A=atan(N.y/N.x)　(Aの範囲は0度～360度とする)
ステップＳ３：ステップＳ２に得られた値に基づいてヘリオスタットを求めた姿勢に制御する。
ステップＳ４：以上のステップを太陽の方向ベクトルの変化に伴い繰り返し、太陽の方向ベクトルの変化に合せてヘリオスタットの姿勢を順次変化させる。
　本発明において、任意の位置に太陽がある時、任意の位置にあるヘリオスタットが任意のタワーに集光した場合、そのタワーのレシーバにおける集光量の大きさは、必ずしも実測によらなくても、事前に集光シミュレータを用いて計算し、太陽の位置と選択するタワーの関係を求めておくことが可能である。
　ビームダウン式集光システムにおいては、ヘリオスタット１で反射した太陽光は、タワー４のリフレクター２で再反射されレシーバ３に集光される。このときヘリオスタット１における受光量とレシーバ３における受光量は同じではなく様々な要因によって減少する。集光計算を行うことによってこれらの要因を考慮し、レシーバ３における受光量を求める。
　集光計算は、例えば太陽の光線を一本ずつ追跡するレイトレーシング法により以下のステップの手順に従って行う。
　このとき光線とは通過点（起点、終点を含む光線上の一点）p、方向ベクトルv、強度e、の３要素をまとめたものをいう。
集光計算方法（ある太陽位置における集光計算）の手順
ステップＴ１：太陽表面の任意の位置（太陽が点光源ではなく面光源なため）から出て任意の位置に到達する光線について追跡する（初期光線ベクトルの決定）。
ステップＴ２：光線が或るヘリオスタットに当たるかどうかの判別を行う（コサインファクター）。
ステップＴ３：光線が当該ヘリオスタットに到達する前に他のヘリオスタットおよびその他の障害物によって遮蔽されているかの判断を行う（シャドウイング）。
ステップＴ４：光線をヘリオスタットで反射させる（１次反射光線）（反射率・清浄度による減衰、鏡の設置誤差などによる反射角度の変異。）
ステップＴ５：１次反射光線が他のヘリオスタットおよびその他の障害物によって遮蔽されているかの判断を行う（ブロッキング）。
ステップＴ６：１次反射光線がリフレクターに当たるかどうかの判断を行う（リフレクターでの漏れ）。
ステップＴ７：１次反射光線を中央反射鏡で反射させる（２次反射光線）（反射率・清浄度・空気による減衰、鏡の設置誤差などによる反射角度の変異）。
ステップＴ８：２次反射光線がレシーバ開口に入るかどうかの判別を行う（レシーバでの漏れ）。
ステップＴ９：２次反射光線がレシーバに到達する（空気による減衰）。
ステップＴ１０：以上を繰り返す。
　本発明において、任意の位置にある太陽の光を或るヘリオスタットが受光したときに、近傍の任意の２本のタワーのレシーバにおける集光量の大小を判断し、集光量の大きい方のタワーを選択する処理は、シミュレータを用いて行うことができる。シミュレータを用いてタワーの選択を行うに際しては、集光シミュレータを用い、レシーバ受光量算出処理と、タワー選択用全天分割処理とレシーバ受光量の比較処理とを行った後、これらの処理の結果に基づいてタワーの選択処理が行われ、タワーの選択処理においては、太陽が任意の位置にある時のタワーの選択を行い、選択されたタワーに太陽光を集光させる。
　すなわち、
レシーバ受光量算出処理は、任意の位置に太陽がある時にヘリオスタットが各タワーに向けて反射した場合の受光量を計算によって求める処理であり、
全天分割処理は、レシーバ受光量算出処理の結果から隣接するそれぞれのタワーへの受光量が同じになる位置を境界とした全天の分割を行う処理であり、
レシーバ受光量比較処理は、全天分割処理で分割された全天の各領域について、レシーバ受光量の比較を行い受光量の大きいタワーを示す処理である。
タワーの選択処理においては、レシーバ受光量比較処理の結果に基づいて、太陽が或る位置にある時に、受光量が大きいと判断されたタワーを選択し、選択されたタワーに向けて太陽光を反射するようにヘリオスタットの姿勢を制御し、当該ヘリオスタットが受光した太陽光を選択されたタワーに反射させる。
　以下に、集光シミュレータを用いたタワー選択処理の計算例として２つのタワーが東西に並んだ場合を示す（図５参照）。
・計算条件
タワー位置：タワー４Ｌ（‐150, 0, 100）、タワー４Ｒ（150, 0, 100）
ヘリオスタット位置：（50, 50, 0）
ヘリオスタット焦点距離設定：150ｍ
（ヘリオスタットの反射光が像を結ぶ距離：ヘリオスタットは複数のファセットミラーで疑似凹面鏡を形成している）。
（１）レシーバ受光量算出処理：任意の太陽高度・任意の太陽方位の位置に太陽がある時の各タワーのレシーバにおける受光量を計算によって求め、表１の結果を得た。表１において、Azimuthは太陽方位角(deg)、Elevationは太陽高度角(deg)、H1refはタワー４Ｌに集光した場合の反射量、H1recはタワー４Ｌに反射した場合のレシーバ受光量、H2refはタワー４Ｒに反射した場合のヘリオスタット反射量、H2recはタワー４Ｒに反射した場合のレシーバ受光量を示している。なお、表１においては、東を原点（０度）とし北を９０度、西を１８０度、南を２７０度としたものである。また、ヘリオスタット反射量は参考として記載した。

（２）全天分割処理：表１の結果から選択するタワーと太陽位置の関係について、タワー４Ｌのレシーバ受光量（H1rec）とタワー４Ｒ（H2rec）のレシーバ受光量が同じになる太陽高度を各太陽方位について求め、その位置を結ぶ境界線によって全天を分割する処理である。ここで各太陽方位について太陽高度と受光量（表１）から各タワーへの集光量が同じになる太陽高度を求める。結果を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２から天頂を０度とした極座標に変換すると表３の通りである。（高度角は地平が０度で天頂が９０度、極座標は天頂が０度で地平が９０度とする。）また、表３を極座標プロットすると、図６のとおりである。
　ここで円は全天を示す。中心が天頂であり周囲が地平となる。点線の位置に太陽がある時は、ヘリオスタットが各タワーに向けて反射した場合の各タワーでのレシーバ受光量が等しくなり、実線の位置に太陽がある時は、ヘリオスタットが各タワーに向けて反射した場合のヘリオスタットでの反射量が等しくなる。実際の場合には、この計算の方位角および高度角の間隔を小さくすることでより正確な図を作成することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
（３）レシーバ受光量比較処理：太陽の方位角に対する各タワーの受光量（H1rec、H2rec）を比較してその大小を判断する。最初に、表１より方位角が０、３０、６０、９０、２４０、２７０、３００、３３０度のときは常に受光量H1recの方が受光量H2recよりも小さいことがわかる。つまり太陽方位がこの範囲にある時は、常にタワー４Ｒを選択すればよいことになる。ここでは便宜上、受光量が同じになる太陽高度は０度とする。
　次に、表１より方位角が１２０、１５０、１８０、２１０度のときは太陽高度が低いときは受光量H1recのほうが受光量H2recよりも大きく、太陽高度が高いときは受光量H1recのほうが受光量H2recよりも小さいことがわかる。この結果を踏まえて全天の分割された各領域においてタワーの受光量が大きいタワーを示すと図７のようになる。
（４）タワーの選択処理：或る位置に太陽がある場合、図７を用いることで選択すべきタワーを選ぶことができる。
　また、簡便的には、光計算において様々な要因によって集光量が減少するが、そのうちコサインファクターによるものだけを考慮してタワー選択処理をすることも可能で、その場合、太陽と各上方焦点とのなす角が小さくなるように制御する処理であるということができる。
　すなわち、図８に示すように、任意のヘリオスタット１から見た太陽Ｓと近傍の一本のタワー４ａとのなす角θ１と、太陽Ｓと近傍の他のもう一本のタワー４ｂとのなす角θ２との大小を比較し、θ１＜θ２であれば、タワー４ａを選択することで実質的にヘリオスタットにおける反射量を最大にして、太陽光のエネルギーの有効利用を図ることができる。もっとも、レシーバにおける受光量はその他の多くの要因によって決定される。よって、この場合は、集光シミュレータを用いて厳密にタワーの選択処理を行った場合と比較して集光量が減少することになる。
　次に、このようなコサインファクターのよるものだけを考慮したタワー選択処理が、どの程度の効果があるかについて、マルチタワービームダウン式集光システムにおいて、ヘリオスタットから見た太陽と各タワーとのなす角が小さくなるようなタワーを選択して、太陽光を集光する例を先の図５のモデルを用いて計算を行った。図５において、Ｘ軸は東西方向、Ｙ軸は天頂方向を示している。太陽はＸＹ平面上を、午前６時に東から昇り、１２時に天頂を通過し、午後６時に西に沈むものとした。
　ここで、直達垂直日射強度（ＤＮＩ）は、１．０kＷ／ｍ２とし、２つのタワーはそれぞれＸ＝１５０ｍ及びＸ＝－１５０ｍの位置に置かれ、タワーのリフレクターの位置（上方焦点の高さ）は、ともにＹ＝１００ｍとした。ヘリオスタットは、１台あたりの鏡の面積を１．０ｍ２とし、両タワーの間に３０個配置した。ヘリオスタット間のブロッキング及びシャドウイングは考慮しないものとした。
　図９に一日におけるヘリオスタットの反射エネルギー量を示す。○印はヘリオスタットが左のタワーに集光した場合の反射エネルギー量を示し、□印はヘリオスタットが右のタワーに集光した場合の反射エネルギー量を示す。△印は、ヘリオスタットから見たリフレクター（上方焦点）と太陽とのなす角が小さくなる方に、タワーの選択を随時行った場合の反射エネルギー量を示す。さらに、図１０に、タワーの選択を行うことによって、増加した反射エネルギー量の割合を示す。これらの結果から明らかなようにタワーの選択処理によって、一日における各ヘリオスタットの反射エネルギー量は、シングルタワー集光システムに比べて５％～２２％増加することがわかった。併せてその増加率は、２つのタワーの中間地点のヘリオスタットが最も高いことが分かった。
　さらに、図１１に、一日におけるヘリオスタットの反射エネルギー量を示す。この図においてタワーは長方形のフィールドの両サイドにある。（ａ）はシングルタワー集光システムの場合の反射エネルギー量で（ｂ）は、ヘリオスタット見たリフレクター（上方焦点）と太陽とのなす角が小さくなる方に、タワーの選択を随時行った場合の反射エネルギー量を示す。この図において一つのヘリオスタットによる反射量が１０．５kWh以上となる領域面積は、シングルタワー集光システムに比べて約１３倍となることがわかった。
　以上のような、簡便的なタワーの選択処理を行うことに対して、図６、図７の太陽高度算出処理の結果および受光量の比較処理の結果を用いて、タワーの選択処理を行うほうが、より適切な処理となる。すなわち、図６から明らかなように、簡便的に角度のみでタワー受光量が等価となる場合（実線）と、太陽高度算出処理を行ってタワー受光量が等価となる場合（破線）とでは、破線で囲まれているタワー４Ｒへ反射する領域の面積が実線のものよりも大きく、適切にタワー選択が行われ、タワー受光量がより大きくなる。
　以上のように本発明は、任意の位置に太陽がある場合について、集光計算を行い、タワー選択処理を行うものであるが、実際にヘリオスタットの制御に応用するには、このような計算をあらかじめ行い、その計算結果をヘリオスタットの運転動作の制御に用いることもできるが、さらに、ヘリオスタット動作運転中に集光シミュレータの高速計算処理を同時進行させることにより、運転動作中に、その時の太陽位置にある太陽の光を受光したときに、近傍の任意の２本のタワーのレシーバにおける集光量の大小を判断することで、集光量の大きい方のタワーを選択する処理を行わせることもできる。集光シミュレータの高速計算処理を同時進行させることによりタワーの選択を行うに際しては、集光シミュレータによって、レシーバ受光量算出処理を行い、レシーバ受光量比較処理の結果に基づいて、タワーの選択処理が行われるので、全天分割処理は必要に応じて適用すればよい。
　太陽光は、再生可能なエネルギー源として、エネルギー量が膨大で、環境汚染のないクリーンなエネルギー源である。太陽光は、集光太陽熱エネルギーを化学反応の吸熱反応に利用した燃料生産や、太陽熱発電システムとして希薄な太陽エネルギーを集めて安定した発電電力の供給が可能となり、さらには、石炭ガス化と天然ガス水蒸気改質から製造された水素と一酸化炭素からメタノールを合成する技術に適用して原料の石炭およびメタンの総熱量を６～１０％以上回るメタノールの製造が可能となり、メタノール製造工程における二酸化炭素の排出を大幅に削減できるものとして大いに期待される。
１　ヘリオスタット
２　リフレクター
３　レシーバ
４　タワー
５　鏡
６　鏡面

Claims (7)

  1. 　タワーの選択処理を有するマルチタワービームダウン式集光システムにおける太陽光の集光方法であって、
    　マルチタワービームダウン式集光システムは、複数のビームダウン式集光タワーが存在するフィールドにおいて、ヘリオスタットから１次反射された光をタワーの上部のリフレクターで２次反射させ、地上のレシーバに集光する方式であり、
    　タワーの選択処理は、任意の位置にあるヘリオスタットが、太陽光を受光して任意に選んだ２本のタワーにそれぞれ太陽光を反射したときに、タワーのレシーバにおける受光量の大きさを比較し、相対的に受光量が大きい方のタワーを選択して当該タワーに太陽光を反射させる処理であることを特徴とするマルチタワービームダウン式集光システムにおける太陽光の集光方法。
  2. 　前記タワーの選択処理は、任意の位置にあるヘリオスタットが、太陽光を受光して任意に選んだ２本のタワーにそれぞれ太陽光を反射したときに、ヘリオスタットから見た入射光の方向ベクトルと反射光の方向ベクトルのなす角を比較し、ヘリオスタットから見た入射光の方向ベクトルと反射光の方向ベクトルのなす角の大小を判断し、ヘリオスタットから見た入射光の方向ベクトルと反射光の方向ベクトルのなす角が小さい方のタワーが相対的に受光量が大きいタワーであると判断して、当該タワーを選択する処理であることを特徴とする請求項１に記載のマルチタワービームダウン式集光システムにおける太陽光の集光方法。
  3. 　前記タワーの選択処理は、レシーバ受光量算出処理と、全天分割処理と、レシーバ受光量の比較処理との結果に基づいて行われる処理であり、
    　前記レシーバ受光量算出処理は、任意の位置に太陽がある時に或るヘリオスタットが各タワーに向けて反射した場合の各レシーバ受光量を計算によって求める処理であり、
    　前記全天分割処理は、レシーバ受光量算出処理の結果から当該ヘリオスタットが各タワーに向けて反射した場合の各レシーバ受光量が同じになる全天の境界線を求め、その境界線により全天を分割する処理であり、
    　前記レシーバ受光量比較処理は、全天分割処理で分割された全天の各領域について、当該ヘリオスタットが各タワーに向けて反射した場合のそれぞれのタワーのレシーバが受ける受光量の比較を行い、タワーが受ける受光量の大小を判断する処理であり、
    　前記タワーの選択処理は、レシーバ受光量比較処理の結果に基づいて、太陽が或る位置にある時に、いずれのタワーを選択するかを判断し、受光量が大きいと判断されたタワーに向けて太陽光を反射するようにヘリオスタットの姿勢を制御し、当該ヘリオスタットが受光した太陽光を選択されたタワーに反射させる処理であることを特徴とする請求項１に記載のマルチタワービームダウン式集光システムにおける太陽光の集光方法。
  4. 　前記レシーバ受光量算出処理は、任意の太陽方位、任意の太陽高度の位置に太陽がある時にヘリオスタットが各タワーに向けて反射した場合のそれぞれのタワーのレシーバが受ける受光量を計算によって求める処理であることを特徴とする請求項３に記載のマルチタワービームダウン式集光システムにおける太陽光の集光方法。
  5. 　前記レシーバ受光量算出処理は、任意の太陽方位、任意の太陽高度の位置に太陽がある時にヘリオスタットが各タワーに向けて反射した場合のそれぞれのタワーのレシーバが受ける受光量を計算によって求める処理であり、
    　前記全天分割処理は、任意の太陽方位について隣接するそれぞれのタワーのレシーバが受ける受光量が同じになる太陽高度を求めることで、隣接するそれぞれのタワーのレシーバが受ける受光量が同じになる境界線を求め、その境界線により全天を分割する処理であることを特徴とする請求項３に記載のマルチタワービームダウン式集光システムにおける太陽光の集光方法。
  6. 　前記タワーの選択処理は、レシーバ受光量算出処理と、レシーバ受光量の比較処理との結果に基づいて行われる処理であり、
    　レシーバ受光量算出処理は、或る位置に太陽がある時に或るヘリオスタットが各タワーに向けて反射した場合のそれぞれのタワーのレシーバが受ける受光量を計算によって求める処理であり、
    　レシーバ受光量比較処理は、レシーバ受光量算出処理の結果から、各タワーに向けて反射した場合のそれぞれのタワーのレシーバが受ける受光量を比較する処理であり、
    　タワーの選択処理は、レシーバ受光量比較処理の結果から、いずれのタワーを選択するかを判断し、レシーバが受ける受光量が大きいと判断されたタワーに向けて選択されたタワーに向けて太陽光を反射させるようにヘリオスタットの姿勢を制御し、当該ヘリオスタットが受光した太陽光を選択されたタワーに反射させる処理であることを特徴とする請求項１に記載のマルチタワービームダウン式集光システムにおける太陽光の集光方法。
  7. 　地上に分散して配置されたヘリオスタット群の間に間隔をおいて２以上のタワーが設置され、それぞれのヘリオスタットは、前記タワーの選択処理に従って、レシーバが受ける受光量が最も大きくなるような特定のタワーを選択するものであることを特徴とする請求項１に記載のマルチタワービームダウン式集光システムにおける太陽光の集光方法。
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