JP5898674B2 - クロスライン型太陽熱集光装置 - Google Patents
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Description
なお、従来の線型太陽熱集光装置が反射ラインと受光ラインが平行に配列することによって形成されているのに対し、本発明の線型太陽熱集光装置では反射ラインに交差して配置された受光ラインを有する点でクロスライン型太陽熱集光装置と称している。
更に1日の太陽高度変化に対しても光損失の変動が少ないため、1日の集熱エネルギー変動も小さく抑えることができる。
以下に本発明の実施例を示す。
・日付:春分(2011/3/21)
・場所:スペイン アルメニア地方 (緯度: 36.84°北 / 経度: 2.47°西)
ミラーセグメントの総面積:64m2
・レシーバ長さ:11m
・レシーバ高さ:地表から5m
東西方向にレシーバを設置し、かつミラーセグメントを角度調整し受光ラインを照射する構成とした本発明の太陽熱集光装置を用いて太陽軌道を追尾させたときのミラーセグメントの南北方向の角度調整量は、先行例1、2の太陽熱集光装置を用いたときに比べて1日で数度以下、1年通しても十数度以下(ミラー角度調整量は地軸23.4度の約1/2)と小さく、ミラー角度変動に伴う光損失が非常に小さいという結果が得られた。また、ミラーセグメントの東西方向の角度調整量は、受光ラインのライン上に沿って集光すれば良いので、南中時の太陽入射光に対し、ミラー設定角度が従来に比べて小さくコサイン損失が少ない。更に1日の太陽高度変化に対しても光損失の変動が少ない。
Claims (10)
- 複数本の反射ラインと、1本の受光ラインとを有するクロスライン型太陽熱集光装置であって、
前記複数本の反射ラインは、地上の南北方向に並列に設定されたものであり、それぞれの反射ラインには複数枚のミラーセグメントで構成されるヘリオスタットが設置され、
前記各反射ライン上に設置されたミラーセグメントは、それぞれ南北方向および東西方向の転回角度の調整が可能であり、
前記受光ラインは、前記反射ラインに直交した東西方向に、且つその上方の定位置に設定され、
前記受光ラインには1基のレシーバが設置され、
各列の前記反射ラインに設置された前記ヘリオスタット上の前記ミラーセグメントが角度調整されることにより、前記反射ライン上の各部に入射された太陽光の反射光を前記受光ラインに向けて照射するものであり、
前記受光ライン上の前記レシーバは、前記ヘリオスタットから照射された太陽光の反射光の熱を集熱するものであることを特徴とするクロスライン型太陽熱集光装置。 - 前記受光ライン上のレシーバは、内部に熱媒体が封入された集熱パイプを有し、
前記集熱パイプは、前記反射ラインの前記ミラーセグメントからの反射光が照射される照射領域とその両端に確保された非照射領域とに区画され、
前記各照射領域のそれぞれの領域の間には、一定の長さの範囲に非照射領域が確保され、前記照射領域が前記集熱パイプの長さのほぼ全長にわたってほぼ均等に分散して配置されているものであることを特徴とすることを請求項1に記載のクロスライン型太陽熱集光装置。 - 前記照射領域は、太陽光の反射光により加熱されて前記照射領域から前記非照射領域に伝熱し、前記集熱パイプ内の熱媒体に熱移動を生じさせる領域であることを特徴とする請求項2に記載のクロスライン型太陽熱集光装置。
- 前記各反射ライン上に設置された前記ミラーセグメントは、行方向(南北方向)に整列して配列され、東西方向および南北方向への転回角度の調整が可能であり、前記反射ライン上に設置された列方向(東西方向)の前記各ミラーセグメントの回転角は共通に調整され、行方向に配列される前記各ミラーセグメントの回転角は個別に調整されるものであることを特徴とする請求項1に記載のクロスライン型太陽熱集光装置。
- 各列の前記ミラーセグメントは、定型のモジュールに設定され、直列に配列された数枚の前記ミラーセグメントを1組のユニットとし、数組のユニットは、各列の中央位置を挟んで各前記反射ライン上に直列に配列されているものであることを特徴とする請求項1に記載のクロスライン型太陽熱集光装置。
- 前記ミラーセグメントの行方向(南北方向)の前後の間隔は、前記受光ラインに近い側では間隔が狭く、前記受光ラインから離れるにしたがって間隔は広く設定されて前後の前記ミラーセグメント間のブロッキング、シャドウィング等の光損失を低減させるための間隔であることを特徴とする請求項1に記載のクロスライン型太陽熱集光装置。
- 前記クロスライン型線型太陽熱集光装置が北半球に設置される場合に、東西方向に設置された前記受光ラインを境にした前後の前記反射ラインの長さは南側よりも北側に長く設定され、南半球に設置する場合には、東西方向に設置された前記前記受光ラインを境にした前後の前記反射ラインの長さは北側よりも南側に長く設定されるものであることを特徴とする請求項1に記載のクロスライン型太陽熱集光装置。
- 前記1基のレシーバは、熱媒体を内部に充填した集熱パイプを有し、ヘリオスタットの全列を跨ってその上方に配置され、その一端は熱供給源に接続されているものであり、
前記集熱パイプは、前記ヘリオスタットからの反射光を受光し、加熱された前記熱媒体を集熱するものであることを特徴とする請求項1に記載のクロスライン型太陽熱集光装置。 - 前記1基のレシーバは、数本の集熱パイプを並列に有し、前記集熱パイプの列の上方を、断熱外壁で覆い、前記集熱パイプの列の直下に、キャビティウインドウ機能を有する吸熱網が設置され、
前記断熱外壁は、断面円弧状のカバーであり、並列に配列された前記集熱パイプの組を内包し、
前記断熱外壁の両縁は、前記吸熱網の端縁から下向きに張り出させたものであり、
前記吸熱網が、一定の厚みのある井桁あるいはハニカム構造を有するステンレスメッシュであって、前記ヘリオスタットからの反射光は前記メッシュ壁を通して内側に透過するが、その放射光は前記メッシュ壁の内側からは出にくい構造となっているものであることを特徴とする請求項1に記載のクロスライン型太陽熱集光装置。 - 予備加熱手段と、本加熱手段とを組合わせた太陽熱集光装置であって、
前記予備加熱手段は、中継機として請求項1に記載された前記クロスライン型太陽熱集光装置を用い、目的の温度より低温の第1の温度にまで加熱する手段であり、
前記本加熱手段は、前記クロスライン型太陽熱集光装置より高温集光に適した他の形式の太陽熱集光装置を用いて目的の温度である第2の温度まで昇温させる手段であることを特徴とする太陽熱集光装置。
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