(57)【要約】【課題】  ミラー１つ当たりの集光率を向上させることができる太陽集光システム及び太陽熱発電システムを提供する。【解決手段】本発明は、第１のレシーバ１２に対して太陽光Tを集光する第１の集光ミラー１３と、第２のレシーバ２２に対して太陽光を集光する第２の集光ミラー２３と、を備えた太陽集光システム１０であって、第１のレシーバ１２又は第２のレシーバ２２に対して太陽光Ｔを選択的に集光可能な選択集光ミラー１４と、選択集光ミラー１４の向きを制御する制御装置Ａと、を備え、制御装置Ａは、太陽光Ｔの照射角度及び時間のうち少なくとも一方に基づいて、選択集光ミラー１４の集光対象を第１のレシーバ１２及び第２のレシーバ２２の何れかに切り換える。【選択図】図３
2014020749.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のレシーバに対して太陽光を集光する第１の集光ミラーと、第２のレシーバに対して太陽光を集光する第２の集光ミラーと、を備えた太陽集光システムであって、
前記第１のレシーバ及び前記第２のレシーバの何れか一方に対して太陽光を集光する選択集光ミラーと、
前記選択集光ミラーを制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、太陽光の照射角度及び時間のうち少なくとも一方に基づいて、前記選択集光ミラーの集光対象を切り換えることを特徴とする太陽集光システム。
【請求項２】
フレネル方式の集光システムである請求項１に記載の太陽集光システム。
【請求項３】
前記選択集光ミラーは、曲面を有するミラーであり、
前記選択集光ミラーの集点は、前記第１のレシーバ及び前記第２のレシーバのうち当該選択集光ミラーから遠くに位置するレシーバに合わされている請求項１又は２に記載の太陽集光システム。
【請求項４】
前記選択集光ミラーは、
太陽光が入射する表面と前記表面の反対側の裏面とを有する透明基板と、
前記透明基板の前記裏面に形成された反射層と、を備え、
所定の中心軸を中心として回転可能又は揺動可能に構成され、前記透明基板のうち前記中心軸に垂直な断面は、前記反射層側に向かって凹む弧形状を成している、請求項１〜３のうち何れか一項に記載の太陽集光システム。
【請求項５】
請求項１〜４のうち何れか一項に記載の太陽集光システムを備え、前記第１のレシーバ及び前記第２のレシーバが得た熱を利用して発電を行うことを特徴とする太陽熱発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽集光システム及び太陽熱発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、化石燃料の枯渇や二酸化炭素排出による諸問題に鑑み、再生可能な自然エネルギーである太陽光の利用が広く検討されている。太陽光エネルギーの利用には、太陽電池により太陽光を直接電気に変換する手法と太陽光を太陽熱として吸収して利用する手法とが知られている。太陽熱として利用する手法には、その熱を利用してタービンなどにより間接的に発電するものも含まれる。
【０００３】
太陽熱の利用は、蓄熱による安定供給を行うことができ、この点が太陽電池に対する優位性として注目されている。特に、発電せずに熱そのものを利用する場合に効率が高く、太陽熱を利用する意義が大きい。このため、特に産業用の蒸気の供給などの中規模なプラントにおいて太陽熱を利用できる太陽集光システムが日本だけではなく欧州などの世界各国でも検討されている。
【０００４】
太陽集光システムとしては、フレネル方式（リニアフレネル方式）、タワー方式、トラフ方式、ディッシュ方式などが知られている。リニアフレネル方式について、例えば特許文献１には、複数列並べた短冊状のミラーにより太陽光を反射することで直線状のレシーバに集光する太陽集光システムが開示されている。また、タワー方式について、例えば特許文献２には、タワーの周囲に配置された多数のヘリオスタットにより太陽光を反射することで、タワー頂点に設けられたレシーバに集光する太陽集光システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】欧州特許出願公開２０５１０２２Ａ２号公報
【特許文献２】特開２０１１−２２０２８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、集光ミラーが受けることのできる太陽光の光束（太陽光のエネルギー）は、太陽光の入射角度のコサイン成分に比例し、コサイン効果と呼ばれる。このため、朝方や夕方の場合など、集光ミラーが大きな入射角度で太陽光を受けざるを得ない場合、コサイン効果による集光率低下が生じるという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、ミラー１つ当たりの集光率の向上を図ることができる太陽集光システム及び太陽熱発電システム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】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明は、第１のレシーバに対して太陽光を集光する第１の集光ミラーと、第２のレシーバに対して太陽光を集光する第２の集光ミラーと、を備えた太陽集光システムであって、第１のレシーバ及び第２のレシーバの何れか一方に対して太陽光を集光する選択集光ミラーと、選択集光ミラーを制御する制御手段と、を備え、制御手段は、太陽光の照射角度及び時間のうち少なくとも一方に基づいて、選択集光ミラーの集光対象を切り換えることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る太陽集光システムによれば、第１のレシーバ又は第２のレシーバに対して太陽光を選択的に集光可能な選択集光ミラーを備え、太陽光の照射角度及び時間のうち少なくとも一方に基づいて選択集光ミラーの集光対象を切り換えることにより、できるだけミラー正面で太陽光を受けてコサイン効果による効率低下を避けることが可能となるので、システム全体においてミラー１つ当たりの集光率の向上を図ることができる。
【００１０】
本発明に係る太陽集光システムは、フレネル方式の集光システムであってもよい。
この太陽集光システムによれば、三次元的な制御を必要とするタワー方式の集光システムと比べて、集光対象の切り換えによる選択集光ミラーの制御を簡素化することができる。
【００１１】
本発明に係る太陽集光システムにおいては、選択集光ミラーは、曲面を有するミラーであり、選択集光ミラーの集点は、第１のレシーバ及び第２のレシーバのうち当該選択集光ミラーから遠くに位置するレシーバに合わされていてもよい。
この太陽集光システムによれば、平面ミラーではなく、集点のある曲面ミラーを採用することで、集光率を高めることができる。また、この太陽集光システムでは、第１のレシーバ及び第２のレシーバのうち選択集光ミラーに近い方のレシーバへの集光は比較的容易であることから、遠い方のレシーバに選択集光ミラーの集点を合わせることで、効果的に集光することができる。
【００１２】
本発明に係る太陽集光システムにおいて、選択集光ミラーは、太陽光が入射する表面と表面の反対側の裏面とを有する透明基板と、透明基板の裏面に形成された反射層と、を備え、所定の中心軸を中心として回転可能又は揺動可能に構成され、透明基板のうち中心軸に垂直な断面は、反射層側に向かって凹む弧形状を成していてもよい。
【００１３】
この太陽集光システムによれば、透明基板による太陽光の屈折及び反射層による反射を行う反射屈折系の集光ミラーとすることにより、表面反射である従来の集光ミラーと比べて、像面湾曲の影響を抑制することができるので、レシーバに対する集光率を大幅に向上させることができる。その結果、レシーバや二次ミラーに対する集光スポットの大きさが小さくなるので、太陽に対する追尾制御の精度が緩和されると共に、レシーバに到達しない漏れ光を減少させることができる。
【００１４】
本発明に係る太陽熱発電システムは、上述した何れかの太陽集光システムを備え、第１のレシーバ及び第２のレシーバが得た熱を利用して発電を行うことを特徴とする。
本発明に係る太陽熱発電システムによれば、上述した太陽集光システムを備えることにより太陽光の集光率を大幅に向上させることができる。その結果、効率的に太陽光を吸収して太陽熱を得ることができるので、太陽熱発電の効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ミラー１つ当たりの集光率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施形態に係る太陽熱発電システムを示す斜視図である。
【図２】選択集光ミラーの集光対象を切り換えない状態の太陽集光システムを示す側面図である。
【図３】選択集光ミラーの集光対象の切り換えた状態の太陽集光システムを示す側面図である。
【図４】（ａ）は、選択集光ミラーの集光対象を切り換えない状態の説明図である。（ｂ）は、選択集光ミラーの集光対象を切り換えた状態の説明図である。
【図５】第２の実施形態に係る選択集光ミラーの集点の設定を説明するための図である。
【図６】第３の実施形態に係る選択集光ミラーによる集光状態を説明するための側面図である。
【図７】ＹＺ平面に沿った選択集光ミラーの拡大断面図である。
【図８】第４の実施形態に係る太陽熱発電システムにおける選択集光ミラーの集光対象の切り換えない状態を示す側面図である。
【図９】第４の実施形態に係る太陽熱発電システムにおける選択集光ミラーの集光対象の切り換えた状態を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
［第１の実施形態］
図１及び図２に示されるように、第１の実施形態に係る太陽熱発電システムは、太陽光の集光により得られる太陽熱を利用して発電を行うシステムであり、太陽光を集光するリニアフレネル方式の太陽集光システム１０を備えている。この太陽集光システム１０は、四つの集光装置１１〜４１を有している。
【００１９】
以下、図１を参照して第１の集光装置１１について説明する。第２の集光装置２１，第３の集光装置３１，第４の集光装置４１については、第１の集光装置１１と同じ構成のため説明を省略する。また、各図において太陽光の照射方向を矢印Ｔとして示し、第３の集光装置３１及び第４の集光装置４１については一部図示を省略する。
【００２０】
第１の集光装置１１は、第１のレシーバ１２、第１の集光ミラー１３、選択集光ミラー１４，１５、二次ミラー１６、及び制御装置（制御手段）Ａを備えている。以下、直線状に延在する第１のレシーバ１２の延在方向をＸ軸方向、鉛直方向をＺ軸方向、Ｘ軸方向及びＺ軸方向の両方に直交する方向をＹ軸方向として説明を行う。
【００２１】
第１のレシーバ１２は、内部を熱媒体が流れる管状の部材である。熱媒体はガス状であっても液体状であっても良い。第１のレシーバ１２は、Ｘ軸方向で直線状に延在している。第１のレシーバ１２は、地面に対して固定されており、左右の支持台１７によって高所に支持されている。
【００２２】
第１の集光ミラー１３は、第１のレシーバ１２に対して太陽光を集光する第１のレシーバ１２専用の集光ミラーである。第１の集光ミラー１３は、第１のレシーバ１２に沿ってＸ軸方向に列をなしており、この列がＹ軸方向で複数配列されて構成されている。第１の集光ミラー１３は、支持脚１８によって支持され、太陽の動きに追従して回転可能に構成されている。
【００２３】
選択集光ミラー１４，１５は、集光対象を第１のレシーバ１２以外のレシーバに切換可能な集光ミラーである。すなわち、選択集光ミラー１４，１５は、第１のレシーバ１２以外のレシーバに対して太陽光を集光させることができる。
【００２４】
選択集光ミラー１４，１５は、Ｙ軸方向における第１の集光装置１１の両端にそれぞれ一列ずつ設けられている。選択集光ミラー１４，１５は、Ｙ軸方向で複数列からなる第１の集光ミラー１３を挟むように配置されている。選択集光ミラー１４，１５の構成自体は、第１の集光ミラー１３と同様である。なお、第１の実施形態においては、第１の集光ミラー１３及び選択集光ミラー１４，１５は平板状の表面反射ミラーである。
【００２５】
二次ミラー１６は、第１のレシーバ１２の上から覆うように設けられ、第１のレシーバ１２に沿ってＸ軸方向に延在する下向きに開口した樋形状の部材である。二次ミラー１６の内面には鏡面加工が施してある。二次ミラー１６は、第１の集光ミラー１３及び選択集光ミラー１４，１５の反射光のうち、第１のレシーバ１２から外れた光を再び反射することで第１のレシーバ１２に集光させる。
【００２６】
この集光装置１１では、第１の集光ミラー１３及び選択集光ミラー１４，１５の集光により第１のレシーバ１２が得た太陽熱が、第１のレシーバ１２の内部を流れる熱媒体を通じて発電設備に供給される。発電設備としては、例えば、蒸気タービンなどを用いることができ、熱媒体を通じて供給された太陽熱を利用して発電を行う。
【００２７】
制御装置Ａは、太陽の動きに応じて第１の集光ミラー１３及び選択集光ミラー１４，１５の向きを制御するものである。制御装置Ａは、ＣＰＵ[Central  Processing  Unit]、ＲＯＭ[Read  Only  Memory]、ＲＡＭ[Random  Access  Memory]などからなる電子制御ユニットである。制御装置Ａは、複数台のコンピュータから構成されていてもよい。
【００２８】
制御装置Ａは、太陽光Ｔの照射角度を検出するための太陽光検出部Ｂと接続されている。太陽光検出部Ｂは、例えば太陽光Ｔの照射角度として地面（或いは太陽集光システム１０の設置面）に対する太陽光Ｔの入射角度を検出する。このような太陽光検出部Ｂには、周知の機器を採用することができる。なお、第１の実施形態に係る太陽熱発電システムは必ずしも太陽光検出部Ｂを備える必要はなく、制御装置Ａは時間に基づいて太陽光Ｔの照射角度を考慮したミラーの向きの制御を行うこともできる。制御装置Ａは、太陽集光システム１０の全ての集光ミラーを制御する。
【００２９】
図２に示されるように、太陽集光システム１０では、第１の集光装置１１，第２の集光装置２１，第３の集光装置３１，第４の集光装置４１が隣り合って設置されている。各集光装置１１，２１，３１，４１は、それぞれ一つのレシーバ１２，２２，３２、４２を有しており、これらのレシーバは互いに略平行に配置されている。各レシーバ１２，２２，３２、４２は、図示しない配管によって接続されており、一つの熱媒体流路を形成する。なお、各レシーバ１２，２２，３２、４２は、それぞれが独立した熱媒体流路を形成して発電設備に接続されていてもよい。
【００３０】
また、各集光装置１１，２１，３１，４１は、各集光装置におけるレシーバに対してのみ集光する第１〜第４の集光ミラー１３，２３，３３、４３と、隣の集光装置のレシーバにも集光可能な選択集光ミラー１４，１５，２４，２５，３４，４５とを備えている。これらの集光ミラーは、Ｙ軸方向でほぼ等間隔となるように配置されている。
【００３１】
集光ミラー間の隙間は、太陽集光システム１０の使用環境や目的を考慮して適切に設定される。すなわち、集光ミラー間の隙間を大きくとればミラー面積当たりの太陽エネルギー獲得効率を上げることができる。逆に、集光ミラー間の隙間を少なくすれば、集光ミラーを多く配置することで集光率を上げることができ、熱損失を減らすこともできる。また、土地利用効率も上がる。
【００３２】
本実施形態に係る太陽集光システム１０では、集光ミラー間の隙間が小さいと隣の集光ミラーによって反射光が遮られるブロッキングが生じる場合があるため、ある程度の隙間が必要となる。具体的には、集光ミラー間の隙間について当該隙間に入る集光ミラー（水平姿勢の集光ミラー）の個数ｒで表わすと、コストの観点から、１．０＜ｒ＜２．０であることが好ましく、１．２５＜ｒ＜１．７５であることがより好ましい。なお、性能優先（温度環境優先）の観点からは、０．２＜ｒ＜０．７であることが好ましく、０．４＜ｒ＜０．５であることがより好ましい。
【００３３】
選択集光ミラー１４，１５，２４，２５，３４，４５は、ほぼ等間隔で配置されている集光ミラーのうち、隣の集光装置の集光ミラーと隣接する位置に配置されている。なお、選択集光ミラーの数や位置は、図２に示す構成に限定されない。
【００３４】
図３は、選択集光ミラーの集光対象の切り換えた状態の太陽集光システムを示す側面図である。図３に示す太陽集光システム１０では、選択集光ミラー１４，２４，３４について、太陽光を効率良く集光できるレシーバへと集光対象を切り換えている。
【００３５】
ここで、第１の集光装置１１の選択集光ミラー１４を例として、集光対象の切り換えについて説明する。図４（ａ）は、選択集光ミラー１４の集光対象の切り換えを行っていない状態を示し、図４（ｂ）は、選択集光ミラー１４の集光対象を切り換えた状態を示している。なお、図４（ａ）は、図２に示す状態に対応しており，図４（ｂ）は図３に示す状態に対応している。
【００３６】
図４（ａ）に示されるように、真上以外の方向から太陽光Ｔが照射されている場合、第１のレシーバ１２に対して太陽光Ｔを反射するためには、選択集光ミラー１４は大きな入射角度θで太陽光を受ける必要がある。
【００３７】
ここで、入射角度θは、ＹＺ平面において、選択集光ミラー１４に入射する太陽光Ｔと選択集光ミラー１４の中心軸線Ｃｎとのなす角度である。中心軸線Ｃｎは、例えば、ＹＺ平面において選択集光ミラー１４の反射面の中央を通り、且つ、反射面に垂直な軸線である。
【００３８】
この場合、いわゆるコサイン効果の影響により、選択集光ミラー１４が受けることのできる太陽光Ｔの光束（太陽光のエネルギー）は太陽光Ｔの入射角度θが大きくなるほど減少し、集光率の低下が生じる。
【００３９】
そこで、図４（ｂ）に示されるように、選択集光ミラー１４の集光対象を隣の第２のレシーバ２２に切り換える。これにより、選択集光ミラー１４に対する太陽光Ｔの入射角度θを小さくすることができ、選択集光ミラー１４のほぼ正面で太陽光Ｔを受けることができるので、コサイン効果による集光率の低下を避けることができる。
【００４０】
次に、選択集光ミラー１４における集光対象の切り換え制御について説明する。太陽集光システム１０の制御装置Ａは、太陽光検出部Ｂの検出した太陽光Ｔの照射角度に基づいて、選択集光ミラー１４の向きを変更し、その集光対象を切り換える。
【００４１】
具体的には、制御装置Ａは、太陽光Ｔの照射角度に基づいて、第１のレシーバ１２及び第２のレシーバ２２のうち太陽光Ｔの入射角度θが小さくなる方のレシーバを選択集光ミラー１４の集光対象とする。換言すれば、制御装置Ａは、選択集光ミラー１４の正面方向で反射できるレシーバが集光対象となるように選択集光ミラー１４を制御する。
【００４２】
なお、制御装置Ａは、必ずしも太陽光Ｔの照射角度に基づいて選択集光ミラー１４の集光対象を切り換える必要はなく、例えば時間に基づいて選択集光ミラー１４の集光対象を切り換える態様であってもよい。この場合、時間ごとの太陽の位置等を考慮して、適切なタイミングで選択集光ミラー１４の集光対象を切り換えることができる。なお、選択集光ミラー１４を例として集光対象の切り換えを説明したが、他の選択集光ミラー１５，２４，２５，３４，４５においても同様である。
【００４３】
以上説明した第１の実施形態に係る太陽集光システム１０によれば、太陽光Ｔの照射角度に基づいて選択集光ミラー１５，２４，２５，３４，４５の集光対象となるレシーバを切り換えることにより、できるだけミラー正面で太陽光Ｔを受けてコサイン効果による効率低下を避けることが可能となるので、システム全体における集光率の向上を図ることができる。
【００４４】
また、この太陽集光システム１０では、リニアフレネル方式を採用することで、三次元的な制御を必要とするタワー方式の集光システムと比べて、集光対象の切り換えによる選択集光ミラーの制御を簡素化することができる。しかも、この太陽集光システム１０では、集光装置を隣り合って複数して配置しても、タワー方式の集光システムと比べて、タワー等の影が生じる設備が少ないので集光率の向上に有利である。
【００４５】
第１の実施形態に係る太陽熱発電システムによれば、上述した太陽集光システム１０を備えることにより太陽光Ｔの集光率を大幅に向上させることができる。その結果、効率的にレシーバ１２に太陽光Ｔを吸収させて太陽熱を得ることができるので、太陽熱発電の効率を向上させることができる。
【００４６】
［第２の実施形態］
第２の実施形態に係る太陽熱発電システムは、第１の実施形態に係る太陽熱発電システムと比べて、選択集光ミラーの形状のみが異なっている。
【００４７】
具体的には、第２の実施形態に係る太陽熱発電システム（太陽集光システム）は、曲面を有するトラフ形状の選択集光ミラー５４を備えている。トラフ形状の選択集光ミラー５４は、所定の集点に集まるように太陽光を反射する表面反射のミラーである。
【００４８】
ここで、図５は、第２の実施形態に係る選択集光ミラー５４の集点について説明するための図である。図５に示されるように、選択集光ミラー５４は、集光対象として選択できる第１のレシーバ１２及び第２のレシーバ２２のうち、選択集光ミラー５４との距離が遠い第２のレシーバ２２に集点が合わせてある。図５に示すＲは、選択集光ミラー５４の集点が描く軌道である。
【００４９】
以上説明した第２の実施形態に係る太陽熱発電システム（太陽集光システム）によれば、平面ミラーではなく、集点のあるトラフ形状の選択集光ミラーを採用することで、集光率を高めることができる。また、この太陽熱発電システムでは、第１のレシーバ１２及び第２のレシーバ２２のうち選択集光ミラー５４に近い方のレシーバへの集光は比較的容易であることから、遠くに位置するレシーバに選択集光ミラーの集点を合わせることで、効果的に集光することができる。このことは、太陽熱発電システムの集光率の向上に寄与する。
【００５０】
［第３の実施形態］
第３の実施形態に係る太陽熱発電システムは、第２の実施形態に係る太陽熱発電システムと比べて、選択集光ミラーが裏面反射である点が大きく異なる。
【００５１】
図６は、第３の実施形態に係る裏面反射の選択集光ミラー６４を説明するための側面図である。図７は、ＹＺ平面に沿った選択集光ミラー６４の拡大断面図である。図６に、Ｘ軸方向に延在する選択集光ミラー６４の回転中心軸Ｐを示す。
【００５２】
図６及び図７に示されるように、選択集光ミラー６４は、回転中心軸Ｐを中心として回転可能に構成されている。なお、選択集光ミラー６４は、必ずしも３６０度回転可能な構成である必要はなく、３６０度未満で揺動可能な構成であってもよい。選択集光ミラー６４は、透明基板６５、反射防止膜６６、及び反射層６７を備えている。
【００５３】
透明基板６５は、アクリル樹脂などの透明性の高い樹脂材料から構成されている。透明基板６５は、樋状に湾曲した板状の部材であり、その断面（回転中心軸Ｐに垂直な断面）は反射層６７側に向かって凹む弧形状を成している。透明基板６５は、その形状を維持するために十分な剛性を備えている。
【００５４】
透明基板６５は、レシーバ１２側（表側）の表面６５ａと、表面６５ａの反対側の裏面６５ｂと、を有している。樋状の透明基板６５では、表面６５ａ及び裏面６５ｂのＹＺ平面に沿った断面形状（回転中心軸Ｐに直交する断面上の形状）が円弧形状を成している。
【００５５】
なお、表面６５ａ及び裏面６５ｂは、断面形状の円弧の曲率が同一であっても異なっていても良い。また、表面６５ａ及び裏面６５ｂのＹＺ平面に沿った断面形状は、円弧形状ではなく放物線形状などであっても良い。更に、表面６５ａ及び裏面６５ｂの断面形状のうち一方が円弧形状、他方が放物線形状であっても良い。
【００５６】
透明基板６５の表面６５ａには、太陽光Ｔの反射を防止するための反射防止膜６６が形成されている。反射防止膜６６は、例えばフッ化マグネシウムＭｇＦ２からなる膜である。反射防止膜６６は、複数の材料からなる多層の膜であっても良い。このような反射防止膜６６を形成することで、太陽光Ｔが表面６５ａで反射することを避けることができる。なお、反射防止膜６６を必ずしも備える必要はない。
【００５７】
透明基板６５の裏面６５ｂには、反射層６７が形成されている。反射層６７は、例えばアルミニウムＡｌや銀Ａｇなどから形成されている。反射層６７は、裏面６５ｂの全面に形成されていても良く、一部に形成されていても良い。
【００５８】
この透明基板６５は、加熱溶融させた樹脂材料を金型内に射出注入し、金型内で冷却することで成形を行う射出成形により製造される。射出成形は、複雑な形状の成形品を大量に製造することに適している。
【００５９】
このように構成された裏面反射の選択集光ミラー６４では、太陽光Ｔは反射防止膜６６及び透明基板６５を通過してミラー内部に入り込む。その後、太陽光Ｔは裏面６５ｂの反射層６７で反射され、透明基板６５内を通過して表面６５ａの反射防止膜６６から外側に出射する。この裏面反射の選択集光ミラー６４においても、その集点は遠くに位置する方のレシーバに合わせてあることが好ましい。
【００６０】
以上説明した第３の実施形態に係る太陽熱発電システム（太陽集光システム）によれば、透明基板６５による太陽光の屈折及び反射層による反射を行う反射屈折系の選択集光ミラー６４を採用することにより、表面反射である従来のミラーと比べて、像面湾曲の影響を抑制することができるので、レシーバに対する集光率を大幅に向上させることができる。その結果、レシーバや二次ミラーに対する集光スポットの大きさが小さくなるので、太陽に対する追尾制御の精度が緩和されると共に、レシーバに到達しない漏れ光を減少させることができる。なお、反射屈折系のミラーの効果については、本発明者による日本国特許出願（出願番号２０１１―２２０９９０）を参照されたい。
【００６１】
［第４の実施形態］
図８は、第４の実施形態に係る太陽熱発電システムの選択集光ミラーの集光対象の切り換え前の状態を示す側面図である。図９は、選択集光ミラーの集光対象の切り換え後の状態を示す側面図である。
【００６２】
図８に示されるように、第４の実施形態に係る太陽熱発電システムは、タワー方式の太陽集光システム１００を備えている。タワー方式の太陽集光システム１００は、互いに隣り合って配置された第１の集光装置１１０及び第２の集光装置１２０を有している。
【００６３】
第１の集光装置１１０は、地上に立設されたタワーの上部に設けられた第１のレシーバ１１１と、第１のレシーバ１１１に対して太陽光Ｔを集光する第１の集光ミラー１１２及び選択集光ミラー１１３と、を備えている。同様に、第２の集光装置１２０は、地上に立設されたタワーの上部に設けられた第２のレシーバ１２１と、第２のレシーバ１２１に対して太陽光Ｔを集光する第２の集光ミラー１２２及び選択集光ミラー１２３，１２４と、を備えている。
【００６４】
各集光ミラー１１２，１１３，１２２，１２３，１２４は、いわゆるディッシュ状（皿状）のミラーであり、その反射光は第１のレシーバ１１１又は第２のレシーバ１２１に向かって一点に集光する。各集光ミラー１１２，１１３，１２２，１２３，１２４は、図示しない制御装置によって制御されており、太陽に追従して向きを変更する。
【００６５】
図８に示す状態において、第２の集光装置１２０の選択集光ミラー１２４は、第２のレシーバ１２１へ反射するためには大きな入射角度θで太陽光Ｔを受けざるを得ず、コサイン効果により集光率の低下が生じる。
【００６６】
そこで、図９に示されるように、選択集光ミラー１２４は、その集光対象を第２のレシーバ１２１から第１のレシーバ１１１に切り換える。これにより、選択集光ミラー１２４に対する太陽光Ｔの入射角度θを小さくすることができ、選択集光ミラー１２４のほぼ正面で太陽光Ｔを受けることができるので、コサイン効果による集光率の低下を避けることができる。
【００６７】
以上説明した第４の実施形態に係る太陽熱発電システム（太陽集光システム）においても、太陽光Ｔの照射角度に基づいて選択集光ミラー１１３，１２３，１２４の集光対象となるレシーバを切り換えることにより、できるだけミラー正面で太陽光Ｔを受けてコサイン効果による効率低下を避けることが可能となるので、システム全体における集光率の向上を図ることができる。
【００６８】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。
【００６９】
例えば、集光装置の数は、３つ以下であっても５つ以上であってもよく、各集光装置における集光ミラー（各集光装置専用の集光ミラー及び選択集光ミラー）の数や位置も上述したものに限定されない。また、タワー方式には、ビームダウン方式も含まれる。更に、二次ミラーは必ずしも備える必要はない。
【００７０】
また、集光ミラーの構成は、上述したものに限られない。例えば、トラフ形状の集光ミラーにおいて、機械的に力を加えて反射面を湾曲させることで、集点を適切に調整するものを採用することができる。この場合、選択集光ミラーにおいて集光対象を切り換えるに際し、集光対象に合わせて集点を調整することが可能となる。
【００７１】
また、上述した太陽集光システムは、太陽熱発電への利用に限られない。太陽熱を利用した給湯、蒸気供給、暖房空調、冷房空調（吸収式冷凍機の高温熱源）など、様々な分野に活用することができる。特に、中規模プラントにおける工場の空調や蒸気供給などの用途に適している。また、レシーバに太陽電池を配置することにより、集光型の太陽電池システムとして活用することもできる。
【符号の説明】
【００７２】
１０，１００…太陽集光システム  １１，１１０…第１の集光装置  ２１，１２０…第２の集光装置  ３１…第３の集光装置  ４１…第４の集光装置  １２…第１のレシーバ  ２２…第２のレシーバ  ３２…第３のレシーバ  ３２…第４のレシーバ  １３…第１の集光ミラー  ２３…第２の集光ミラー  ３３…第３の集光ミラー  ４３…第４の集光ミラー  １６，２６，３６，４６…二次ミラー  １４，１５，２４，２５，３５，４４，５４，６４，１１３，１１４，１２４…選択集光ミラー  ６５…透明基板  ６５ａ…表面  ６５ｂ…裏面  ６６…反射防止膜  ６７…反射層  Ａ…制御装置（制御手段）  Ｂ…太陽光検出部  Ｃｎ…中心軸線  Ｐ…回転中心軸（中心軸）  Ｔ…太陽光  θ…入射角度
【図１】
2014020749.tif 000003
【図２】
2014020749.tif 000004
【図３】
2014020749.tif 000005
【図４】
2014020749.tif 000006
【図５】
2014020749.tif 000007
【図６】
2014020749.tif 000008
【図７】
2014020749.tif 000009
【図８】
2014020749.tif 000010
【図９】
2014020749.tif 000011