(57)【要約】【課題】外部熱源を不要とし、熱源の変動の影響を低減すること。【解決手段】太陽光を集光する集光器４と、集光器４によって集光された太陽光の熱によって圧縮空気を加熱し、加熱後の圧縮空気を出力する加熱器５とを備え、加熱器５から出力された圧縮空気によってタービン３を回転させて発電機を駆動するタービン装置１であって、蓄熱器６と、圧縮空気を加熱器５から蓄熱器６に流入させる第１配管２１と、圧縮空気を蓄熱器６から加熱器５に流入させる第２配管２２とを備え、加熱器５における熱量が要求出力に基づいて決定される要求熱量よりも大きい場合に、加熱後の圧縮空気の一部又は全部を、第１配管２１を介して蓄熱器６に送り、加熱器５における熱量が要求熱量よりも小さい場合には、蓄熱器６において暖められた圧縮空気の一部又は全部を、第２配管２２を介して加熱器５に送る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光を集光する集光器と、前記集光器によって集光された太陽光の熱によって圧縮空気を加熱し、加熱後の圧縮空気を出力する加熱器とを備え、前記加熱器から出力された圧縮空気によってタービンを回転させて発電機を駆動するタービン装置であって、
蓄熱器と、
圧縮空気を前記加熱器から前記蓄熱器に流入させる第１配管と、
圧縮空気を前記蓄熱器から前記加熱器に流入させる第２配管と、
を備え、
前記加熱器における熱量が要求出力に基づいて決定される要求熱量よりも大きい場合に、前記加熱後の圧縮空気の一部又は全部を、前記第１配管を介して前記蓄熱器に送り、前記加熱器における熱量が前記要求熱量よりも小さい場合には、前記蓄熱器において暖められた圧縮空気の一部又は全部を、前記第２配管を介して前記加熱器に送るタービン装置。
【請求項２】
圧縮機からの圧縮空気を前記加熱器を介して前記タービン側に出力させる第３配管と、
前記圧縮機からの圧縮空気を前記蓄熱器を介して前記タービン側に出力させる第４配管と、
前記第１配管に設けられ、前記第１配管に流通させる圧縮空気の流量を調整する第１入口弁と、
前記第２配管に設けられ、前記第２配管に流通させる圧縮空気の流量を調整する第２入口弁と、
前記第３配管に設けられ、前記第３配管に流通させる圧縮空気の流量を調整する第３入口弁と、
前記第４配管に設けられ、前記第４配管に流通させる圧縮空気の流量を調整する第４入口弁と、を備え、
前記第１配管は、前記圧縮機からの圧縮空気を前記加熱器を介して前記蓄熱器に流入させた後に、前記タービン側に出力させ、
前記第２配管は、前記圧縮機からの圧縮空気を前記蓄熱器を介して前記加熱器に流入させた後に、前記タービン側に出力させる請求項１に記載のタービン装置。
【請求項３】
前記第１配管は、前記蓄熱器に圧縮空気を流入させる入口において、前記第４配管と連結する請求項２に記載のタービン装置。
【請求項４】
前記第２配管は、前記加熱器に圧縮空気を流入させる入口において、前記第３配管と連結する請求項２に記載のタービン装置。
【請求項５】
前記加熱器における熱量が前記要求熱量よりも大きい場合に、前記第１入口弁と前記第３入口弁との弁開度を、前記第２入口弁と前記第４入口弁との弁開度よりも大きくする請求項２から請求項４のいずれかに記載のタービン装置。
【請求項６】
前記加熱器における熱量が前記要求熱量よりも小さい場合には、前記第２入口弁と前記第４入口弁との弁開度を、前記第１入口弁と前記第３入口弁との弁開度より大きくする請求項２から請求項４のいずれかに記載のタービン装置。
【請求項７】
前記加熱器の出口から吐出される圧縮空気の温度が、タービン入口における圧縮空気の温度よりも小さい場合には、前記第２入口弁と前記第３入口弁との弁開度を調整し、前記第１入口弁と前記第４入口弁との弁開度より大きくする請求項２から請求項４のいずれかに記載のタービン装置。
【請求項８】
太陽光を集光する集光器と、前記集光器によって集光された太陽光の熱によって圧縮空気を加熱し、加熱後の圧縮空気を出力する加熱器とを備え、前記加熱器から出力された圧縮空気によってタービンを回転させて発電機を駆動するタービン装置の制御方法であって、
前記加熱器における熱量が要求出力に基づいて決定される要求熱量よりも大きい場合に、前記加熱後の圧縮空気の一部又は全部を、圧縮空気を前記加熱器から前記蓄熱器に流入させる第１配管を介して蓄熱器に送り、前記加熱器における熱量が前記要求熱量よりも小さい場合には、前記蓄熱器において暖められた圧縮空気の一部又は全部を、圧縮空気を前記蓄熱器から前記加熱器に流入させる第２配管を介して前記加熱器に送るタービン装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タービン装置及びその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自然エネルギーである太陽光を熱源として利用するタービン装置が知られているが、このようなタービン装置は、太陽の位置の変化や雲等の障害物の出現による熱源の変化に伴い熱量の変動が生じるため、自然エネルギーの熱量の変動を吸収するための装置が別途用いられている。
【０００３】
例えば、集光器によって集光された太陽光の熱によって圧縮機から出力された圧縮空気を加熱するが、太陽光による熱量が不足している場合には、電気ヒータ等の外部熱源によって不足分の熱量を供給し、高温の圧縮空気をタービン側に出力することが行われている。
また、特許文献１には、燃焼器を伴うガスタービンにおいて、ガスタービン排ガスの再加熱に太陽熱を利用する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０００−５１４１４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の方法では、自然エネルギーを利用しているにも関わらず、自然エネルギー以外に燃焼器や電気ヒータ等の他の装置等が必要となるため、補助的な機器を使用せずに、自然エネルギーの熱量の変動を低減させたいという要望があった。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、燃焼器や電気ヒータ等の外部熱源を不要とし、自然エネルギーの熱源の変動の影響を低減することのできるタービン装置及びその制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
【０００８】
本発明は、太陽光を集光する集光器と、前記集光器によって集光された太陽光の熱によって圧縮空気を加熱し、加熱後の圧縮空気を出力する加熱器とを備え、前記加熱器から出力された圧縮空気によってタービンを回転させて発電機を駆動するタービン装置であって、蓄熱器と、圧縮空気を前記加熱器から前記蓄熱器に流入させる第１配管と、圧縮空気を前記蓄熱器から前記加熱器に流入させる第２配管と、を備え、前記加熱器における熱量が要求出力に基づいて決定される要求熱量よりも大きい場合に、前記加熱後の圧縮空気の一部又は全部を、前記第１配管を介して前記蓄熱器に送り、前記加熱器における熱量が前記要求熱量よりも小さい場合には、前記蓄熱器において暖められた圧縮空気の一部又は全部を、前記第２配管を介して前記加熱器に送るタービン装置を提供する。
【０００９】
本発明によれば、加熱器における熱の余剰分を蓄える蓄熱器を備えるので、加熱器における熱量が要求出力に基づいて決定される要求熱量よりも多い場合には、第１配管を介して加熱後の圧縮空気を蓄熱器に送ることで、蓄熱器において熱交換させ、余剰分の熱量を蓄熱器に蓄熱させることが可能となる。これにより、天候が悪く加熱器における熱量が要求熱量に満たない場合には、蓄熱器に蓄えておいた熱を利用して圧縮空気を暖め、暖められた圧縮空気を、第２配管を介して加熱器に送ることで、不足分の熱量を補うことが可能となる。
これにより、従来、太陽熱の変動を補うために必要としていたヒータ等の新たな熱源を使用しなくても、圧縮空気の流通経路を変更するという簡単な方法で、タービンの入口温度またはタービンの出力を制御することが可能となる。
【００１０】
上記タービン装置は、圧縮機からの圧縮空気を前記加熱器を介して前記タービン側に出力させる第３配管と、前記圧縮機からの圧縮空気を前記蓄熱器を介して前記タービン側に出力させる第４配管と、前記第１配管に設けられ、前記第１配管に流通させる圧縮空気の流量を調整する第１入口弁と、前記第２配管に設けられ、前記第２配管に流通させる圧縮空気の流量を調整する第２入口弁と、前記第３配管に設けられ、前記第３配管に流通させる圧縮空気の流量を調整する第３入口弁と、前記第４配管に設けられ、前記第４配管に流通させる圧縮空気の流量を調整する第４入口弁とを備え、前記第１配管は、前記圧縮機からの圧縮空気を前記加熱器を介して前記蓄熱器に流入させた後に、前記タービン側に出力させ、前記第２配管は、前記圧縮機からの圧縮空気を前記蓄熱器を介して前記加熱器に流入させた後に、前記タービン側に出力させることとしてもよい。
【００１１】
このような構成によれば、第１入口弁によって加熱器と蓄熱器とを介して流通する圧縮空気の流量が調整され、第２入口弁によって蓄熱器と加熱器とを介して流通する圧縮空気の流量が調整され、第３入口弁によって加熱器を介して出力される圧縮空気の流量が調整され、第４入口弁によって蓄熱器を介して出力される圧縮空気の流量が調整される。
これにより、第１入口弁、第２入口弁、第３入口弁、および第４入口弁を調整することにより、加熱器、蓄熱器、各配管系統を流通する圧縮空気の流量を容易に調整することができる。
【００１２】
上記タービン装置の前記第１配管は、前記蓄熱器に圧縮空気を流入させる入口において、前記第４配管と連結することとしてもよい。
これにより、蓄熱器を介して出力する配管をまとめることができるので、配管の本数を減らすことができる。
【００１３】
上記タービン装置の前記第２配管は、前記加熱器に圧縮空気を流入させる入口において、前記第３配管と連結することとしてもよい。
これにより、加熱器を介して出力する配管をまとめることができるので、配管の本数を減らすことができる。
【００１４】
上記タービン装置は、前記加熱器における熱量が前記要求熱量よりも大きい場合に、前記第１入口弁と前記第３入口弁との弁開度を、前記第２入口弁と前記第４入口弁との弁開度よりも大きくすることとしてもよい。
【００１５】
例えば、日中のように太陽熱の供給量が多い場合、換言すると、加熱器の温度が蓄熱器の温度よりも高く、加熱器の熱量が蓄熱器の熱量より大きい場合には、第１入口弁と第３入口弁との弁開度を全開にし、第２入口弁と第４入口弁との弁開度を全閉とすることによって、加熱器によって加熱された高温の圧縮空気がタービン側に出力されるとともに、加熱器によって加熱された高温の圧縮空気が蓄熱器に流入され、蓄熱器で吸熱され、低温の圧縮空気がタービン側に出力される。
このように各入口弁の弁開度を調整することにより、加熱器からタービン側に供給された高温の圧縮空気の流量と、加熱器および蓄熱器を介してタービン側に供給された低温の圧縮空気の流量とを制御することにより、加熱器において過剰とされた熱量を蓄熱器に蓄えながら、タービン入口温度、或いはタービン出力（発電機出力）を制御することができる。
【００１６】
上記タービン装置は、前記加熱器における熱量が前記要求熱量よりも小さい場合には、前記第２入口弁と前記第４入口弁との弁開度を、前記第１入口弁と前記第３入口弁との弁開度より大きくすることとしてもよい。
【００１７】
例えば、夜間のように太陽熱の供給量が少ない場合、換言すると、蓄熱器の温度が加熱器の温度よりも高く、蓄熱器の熱量が加熱器の熱量よりも大きい場合には、第２入口弁と第４入口弁との弁開度を全開にし、第１入口弁と第３入口弁との弁開度を全閉とすることによって、蓄熱器に蓄熱されていた熱量によって圧縮空気が加熱され、タービン側に出力されるとともに、蓄熱器で加熱された圧縮空気が加熱器に流入される。
このように各入口弁の弁開度を調整することにより、蓄熱器からタービン側に供給された高温の圧縮空気の流量と、蓄熱器および加熱器を介してタービン側に供給された低温の圧縮空気の流量とを制御することにより、蓄熱器に蓄えられた熱量によって加熱器における不足分の熱量を補いながら、タービン入口温度、或いはタービン出力（発電機出力）を制御することができる。
【００１８】
上記タービン装置は、前記加熱器の出口から吐出される圧縮空気の温度が、タービン入口における圧縮空気の温度よりも小さい場合には、前記第２入口弁と前記第３入口弁との弁開度を調整し、前記第１入口弁と前記第４入口弁との弁開度より大きくすることとしてもよい。
【００１９】
例えば、日中の天候が変動する等の要因により加熱器の出口温度がタービン入口温度よりも低くなるような場合には、第３入口弁を開状態にすることで加熱器によって加熱された圧縮空気がタービン側に供給され、第２入口弁を開状態にすることで蓄熱器によって加熱された圧縮空気が加熱器に流入され、蓄熱器を介して流入された圧縮空気が加熱器によって加熱され、加熱後の圧縮空気がタービン側に出力される。第１入口弁および第４入口弁が閉状態にされていることにより蓄熱器を流通してタービン側に供給される圧縮空気がない。
これにより、加熱器で受光した熱量が要求出力相当の熱量を下回る場合であっても、蓄熱器によって暖められる圧縮空気を加熱器に流入させるので、加熱器を介してタービン側に供給する圧縮空気の温度を上昇させることができる。これにより、タービン入口温度またはタービン出力（発電機出力）を制御することができる。
【００２０】
本発明は、太陽光を集光する集光器と、前記集光器によって集光された太陽光の熱によって圧縮空気を加熱し、加熱後の圧縮空気を出力する加熱器とを備え、前記加熱器から出力された圧縮空気によってタービンを回転させて発電機を駆動するタービン装置の制御方法であって、前記加熱器における熱量が要求出力に基づいて決定される要求熱量よりも大きい場合に、前記加熱後の圧縮空気の一部又は全部を、圧縮空気を前記加熱器から前記蓄熱器に流入させる第１配管を介して蓄熱器に送り、前記加熱器における熱量が前記要求熱量よりも小さい場合には、前記蓄熱器において暖められた圧縮空気の一部又は全部を、圧縮空気を前記蓄熱器から前記加熱器に流入させる第２配管を介して前記加熱器に送るタービン装置の制御方法を提供する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、外部熱源を不要とし、自然エネルギーの熱源の変動の影響を低減することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施形態及び第２の実施形態に係るタービン装置の一例を示したブロック図である。
【図２】太陽光（熱源）と各入口弁等の制御を時系列に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、本発明に係るタービン装置及びその制御方法の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２４】
〔第１の実施形態〕
図１は、本実施形態に係るタービン装置１の概略構成を示したブロック図である。
なお、本実施形態においては、太陽光を集光する集光器を２つ設けることとしているが、集光器の個数は特に上限を設けない。また、本実施形態においては、タービンから出力される熱量を外気に開放するオープンサイクルのタービン装置であることとして説明するが、これに特に限定されず、タービンからの出力を圧縮機に返還するクローズドサイクルのタービン装置であってもよいこととする。
【００２５】
タービン装置１は、圧縮空気を出力する圧縮機２、２個の集光器４、加熱器５、蓄熱器６、制御部７、第１配管２１、第２配管２２、第３配管２３、及び第４配管２４を備えている。第１配管２１は、圧縮機２からの圧縮空気を加熱器５を介して蓄熱器６に流入させた後に、タービン３側に出力させる配管である。第２配管２２は、圧縮機２からの圧縮空気を蓄熱器６を介して加熱器５に流入させた後に、タービン３側に出力させる配管である。第３配管２３は、圧縮機２からの圧縮空気を加熱器５を介してタービン３側に出力させる配管である。第４配管２４は、圧縮機２からの圧縮空気を蓄熱器６を介してタービン３側に出力させる配管である。
【００２６】
また、本実施形態においては、加熱器５における圧縮空気の入口付近において第３配管２３と第２配管２２とが連結されており、蓄熱器６における圧縮空気の入口付近において第１配管２１と第４配管２４とが連結されている。このように、加熱器５および蓄熱器６に圧縮空気を流入させる配管を連結させることにより、配管の部品点数を減らすことができる。
【００２７】
加熱器５及び蓄熱器６からタービン側に出力された圧縮空気はタービン３に供給され、タービン３を回転して発電機を駆動する。さらに、加熱器５、蓄熱器６、およびタービン３の入口付近には、それぞれの位置における温度を計測するための温度センサ（図示略）が設けられ、温度センサによって計測された温度情報が制御部７に出力される。
【００２８】
第１配管２１には第１入口弁１１が設けられ、第２配管２２には第２入口弁１２が設けられ、第３配管２３には第３入口弁１３が設けられ、第４配管２４には第４入口弁１４が設けられている。
【００２９】
第１入口弁１１は、制御部７によって弁開度が制御され、加熱器５（詳細は後述する。）を介して蓄熱器６に流入させる第１配管２１に流通する圧縮空気の流量が調整される。
第３入口弁１３は、制御部７によって弁開度が制御され、加熱器５を介して第３配管２３に流通する圧縮空気の流量が調整される。
【００３０】
第２入口弁１２は、制御部７によって弁開度が制御され、蓄熱器６（詳細は後述する。）を介して加熱器５に流入させる第２配管２２を流通する圧縮空気の流量が調整される。
第４入口弁１４は、制御部７によって弁開度が制御され、蓄熱器６を介して第４配管２４に流通する流量が調整される。
【００３１】
集光器４は、熱源となる太陽光を集光し、集光した太陽光を加熱器５に送る。集光器４は、例えば、鏡である。
【００３２】
加熱器５は、集光器４によって集光された太陽光の熱によって圧縮空気を加熱し、加熱後の圧縮空気を出力する。また、加熱器５に設けられた温度センサ（図示略）によって加熱器５の温度が計測され、制御部７に出力される。
【００３３】
蓄熱器６は、圧縮空気の熱交換を行う。具体的には、加熱器５における熱量の余剰分を蓄熱する、または、加熱器５における熱量の不足分を補うべく圧縮空気を加熱する。また、蓄熱器６には温度センサ（図示略）が設けられている。また、蓄熱器６は、例えば、蓄熱材が充填された槽にガスを流し、蓄熱材とガスとの熱交換により蓄熱、放熱を行うものである。温度センサによって計測された蓄熱器６の温度は制御部７に出力される。
【００３４】
制御部７は、加熱器５、蓄熱器６、およびタービン３の入口付近に備えられる温度センサから取得した温度情報に基づいて、加熱器５と蓄熱器６とに流通させる圧縮空気の流量を調整するべく第１入口弁１１、第２入口弁１２、第３入口弁１３、および第４入口弁１４の弁開度を制御する。具体的には、制御部７は、加熱器５の温度情報に基づいて加熱器５の熱量を算出し、算出した熱量が要求出力に基づいて決定される要求熱量よりも大きいか否かを判定する。
【００３５】
判定の結果、加熱器５の熱量が要求熱量よりも大きい場合には、制御部７は、第１配管２１に設けられる第１入口弁１１を開状態とする。これにより、加熱器５によって加熱された圧縮空気が第１配管２１に流通し、蓄熱器６に送出されるので、加熱器５で余剰となった熱量がある場合には、余剰分の熱量を蓄熱器６に蓄えさせることができる。
【００３６】
また、判定の結果、加熱器５の熱量が要求熱量よりも小さい場合には、制御部７は、第２配管２２に設けられる第２入口弁１２を開状態とする。これにより、蓄熱器６を介した圧縮空気が第２配管２２を通じて加熱器５に流入され、加熱器５で不足する熱量がある場合には、不足分の熱量を蓄熱器６に蓄熱されている熱量で補うことができる。
【００３７】
次に、本実施形態に係るタービン装置１の作用について図１を用いて説明する。
加熱器５の熱量が要求熱量よりも大きい場合と、加熱器５の熱量が要求熱量よりも小さい場合についてそれぞれ説明する。
【００３８】
まず、加熱器５の熱量が要求熱量よりも大きい場合について説明する。
制御部７において、加熱器５、蓄熱器６、およびタービン３の入口付近に設けられた温度センサによって計測された温度情報に基づいて、加熱器５の熱量が、タービンの要求熱量を満たしているか否かが判定される。例えば、日中のように太陽光がある場合には、太陽光が集光器４を反射して加熱器５に入射されるので、加熱器５において熱量が生成される。加熱器５において生成される熱量が要求熱量よりも大きいときには、制御部７は、第３入口弁１３と第１入口弁１１との弁開度を、第４入口弁１４と第２入口弁１２との弁開度よりも大きくするように制御する。
【００３９】
例えば、第３入口弁１３と第１入口弁１１との弁開度を全開とし、第４入口弁１４と第２入口弁１２との弁開度を全閉とする。第３入口弁１３が全開とされることにより、第３入口弁１３が設けられた第３配管２３を通じて圧縮機２からの圧縮空気が加熱器５に流入され、この圧縮空気が加熱器５における太陽光の熱量によって加熱される。加熱後の高温の圧縮空気は、第３配管２３を通じてタービン３に出力される。
【００４０】
また、第１入口弁１１が全開とされることにより、第１入口弁１１が設けられた第１配管２１を通じて圧縮機２からの圧縮空気が加熱器５に流入され、加熱器５において加熱される。加熱後の高温の圧縮空気は、さらに第１配管２１を流通し、蓄熱器６に送られる。蓄熱器６に送られた高温の圧縮空気は、蓄熱器６において熱交換される。圧縮空気の熱は蓄熱器６に蓄熱され、低温になった圧縮空気は、第４配管２４を通じてタービン３側に出力される。
【００４１】
このように、第３入口弁１３と第１入口弁１１とを全開状態とすることで、加熱器５における余剰分の熱量を蓄熱器に蓄えさせることができ、取得した熱量を有効活用することができる。
【００４２】
続いて、加熱器５の熱量が要求熱量よりも小さい場合について説明する。
制御部７において、加熱器５、蓄熱器６、およびタービン３の入口付近に設けられた温度センサによって計測された温度情報に基づいて、加熱器５の熱量が、タービンの要求熱量を満たしているか否かが判定される。例えば、夜間のように太陽光がない場合には、加熱器５に太陽光が入射されないため、加熱器５の温度が蓄熱器６の温度より低くなる。このように、加熱器５の温度が蓄熱器６の温度より小さくなり、かつ、加熱器５の熱量が要求熱量より小さい場合には、制御部７は、第４入口弁１４と第２入口弁１２との弁開度を、第３入口弁１３と第１入口弁１１との弁開度よりも大きくするように制御する。
【００４３】
例えば、第４入口弁１４と第２入口弁１２との弁開度を全開とし、第３入口弁１３と第１入口弁１１との弁開度を全閉とする。第４入口弁１４が全開にされることにより、第４配管２４を通じて圧縮機２からの圧縮空気が蓄熱器６に流入される。圧縮機２からの低温の圧縮空気が蓄熱器６に流入されると、蓄熱器６において熱交換され、加熱された高温の圧縮空気が、タービン３側に出力される。
【００４４】
また、第２入口弁１２の弁開度が全開にされることにより、圧縮機２からの低温の圧縮空気が蓄熱器６に流入される。蓄熱器６において熱交換され、蓄熱器６で加熱された高温の圧縮空気は、第２配管２２を通じて加熱器５に送られる。
第２配管２２を通じて加熱器５に流入された高温の圧縮空気は、加熱器５において熱交換されて低温になり、第３配管２３を通じて低温の圧縮空気はタービン３に出力される。
【００４５】
このように、第４入口弁１４と第２入口弁１２との弁開度を全開とすることによって、加熱器５における熱量が不足する場合には、蓄熱器６に蓄えられていた熱量を用いて圧縮空気を加熱することにより、蓄熱器６に蓄えられた熱量によって加熱器５における熱量の不足分を補うことが可能となる。
【００４６】
以上説明してきたように、本発明に係るタービン装置１及びその制御方法によれば、加熱器５における熱の余剰分を蓄える蓄熱器６を備えるので、加熱器５における熱量が要求熱量よりも多い場合には、第１配管２１を介して加熱後の圧縮空気を蓄熱器６に送ることで、蓄熱器６において熱交換させ、余剰分の熱量を蓄熱器６に蓄熱させることができる。これにより、天候が悪く加熱器５における熱量が要求熱量に満たない場合には、蓄熱器６に蓄えておいた熱を利用して圧縮空気を暖め、暖められた圧縮空気を、第２配管２２を介して加熱器５に送ることで、不足分の熱量を補うことが可能となる。
これにより、従来、太陽熱の変動を補うために必要としていたヒータ等の新たな熱源を使用しなくても、圧縮空気の流通経路を変更するという簡単な方法で、タービン３の入口温度またはタービン３の出力を制御することが可能となる。
【００４７】
また、制御部７は、制御部７に通知される加熱器５、蓄熱器６、およびタービン３の入口付近で計測された温度情報に基づいて、第１入口弁１１、第２入口弁１２、第３入口弁１３、第４入口弁１４の弁開度を制御するので、加熱器５、蓄熱器６、各配管系統を流通する圧縮空気の流量を容易に調整することができる。
【００４８】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態に係る各入口弁の弁制御について説明する。なお、タービン装置の構成は上述した実施形態と同様である。
本実施形態では、第１入口弁１１と第４入口弁１４とを全閉状態とし、第３入口弁１３及び第２入口弁１２の弁開度を調整することにより、タービン３の入口における温度及び圧縮空気の流量を調整する。例えば、この態様は、日中であっても熱源（太陽光）の位置に応じて加熱器５の熱量が変動し、加熱器５の熱量が要求熱量に対して変化する場合に好適である。
【００４９】
具体的には、図２の時刻ｔ０から時刻ｔ１に示すように、集光器４において太陽熱が十分に得られている場合には、加熱器５の温度が十分に高い状態にあるため、第３入口弁１３の弁開度が第２入口弁１２の弁開度よりも大きくなるように調整される。これにより、圧縮機２からの圧縮空気は、第３配管２３を通じて加熱器５に直接的に流入されるとともに、第２入口弁１２の弁開度に応じた流量の圧縮空気が蓄熱器６に送られて加熱され、その後、第２配管２２を通じて加熱器５に送られる。加熱器５にて加熱された圧縮空気は、第３配管２３を通じてタービン３側に出力される。
【００５０】
続いて、時刻ｔ１から時刻ｔ２において、熱源（太陽光）の位置が移動し、或いは、雲等の障害物によって太陽光（熱源）が集光器４に徐々に当たらなくなることによって、加熱器５の温度センサによって取得される加熱器５の温度が徐々に低下すると、加熱器５の熱量が要求熱量よりも小さくなり、また、加熱器５と要求熱量との差分も徐々に大きくなる。このような場合には、制御部７によって第３入口弁１３の弁開度が加熱器５の熱量の減少に応じて徐々に小さく調整されるとともに、第２入口弁１２の弁開度が加熱器５の熱量の減少に応じて徐々に大きく調整される。これにより、圧縮機２から加熱器５に流入させる圧縮空気の流量が徐々に小さくされるとともに、圧縮機２から蓄熱器６に流入させる圧縮空気の流量が徐々に大きくされる。
【００５１】
このようにすることで、加熱器５における熱量が減ってきた場合には、その不足分を蓄熱器６に蓄えられた熱量を用いて補うことができる。これにより、熱源の変化によって、加熱器５から出力される圧縮空気の流量及び温度が一時期は変動するものの温度及び流量のバランスが取れた時点の開度に第３入口弁１３と第２入口弁１２とが調整されることにより、タービン出力を略一定に保つことが可能となる。
【００５２】
このように、熱源の変動によって加熱器５の熱量の低下が生じた場合であっても、蓄熱器６の熱量を用いて加熱した圧縮空気を加熱器５に送り込むことによって、加熱器５の熱量の不足分を補う。これにより、加熱器５で受光した熱量が要求熱量を下回る場合であっても、タービン入口温度、或いは、タービン出力を制御することができる。
【００５３】
なお、上述した各実施形態に係る配管において、第１配管２１と第４配管２４とは蓄熱器６の圧縮空気の入口付近において連結されていたが、第１配管２１と第４配管２４との配置の構成はこれに限定されない。例えば、蓄熱器６に流入させる流路を別々に設け、それぞれタービン３側に出力させることとしてもよい。同様に、第２配管２２と第３配管２３とは加熱器５の圧縮空気の入口付近において連結されていたが、これに限定されず、例えば、加熱器５に流入させる流路を別々に設け、それぞれタービン３側に出力させることとしてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１  タービン装置
４  集光器
５  加熱器
６  蓄熱器
１１  第１入口弁
１２  第２入口弁
１３  第３入口弁
１４  第４入口弁
２１  第１配管
２２  第２配管
２３  第３配管
２４  第４配管
【図１】
2010285926.tif 000003
【図２】
2010285926.tif 000004