(57)【要約】【課題】製造コストの低減を図った上で、受光部での集光効率を向上させることができる太陽光集光システムの提供を目的とする。【解決手段】太陽光線を反射する１次ミラー３１と、１次ミラー３１の反射光を受光する集光受熱器１０と、１次ミラー３１と集光受熱器１０との間に配置され、１次ミラー３１の反射光を集光受熱器１０に導く光学経路とを備え、１次ミラー３１は、焦点を有し、光学経路は、焦点に集光される光線を平行光に変換する集光レンズ３２と、平行光を集光受熱器１０へ案内する２次ミラー３３とを有することを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光線を反射するミラーと、
前記ミラーの反射光を受光する受光部と、
前記ミラーと前記受光部との間に配置され、前記ミラーの反射光を前記受光部に導く光学経路とを備え、
前記ミラーは、焦点を有し、
前記光学経路は、前記焦点に集光される光線を平行光に変換する第１光学要素と、
前記平行光を前記受光部へ案内する第２光学要素とを有することを特徴とする太陽光集光システム。
【請求項２】
前記受光部は、地上から立設された支持部に支持されたケーシングと、
前記ケーシング内に収容された熱交換器とを有し、
前記ケーシングには、下方に向けて開口して前記光学経路から案内される前記平行光を受け入れる開口部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の太陽光集光システム。
【請求項３】
前記光学経路は、前記第２光学要素から下方に向けて案内される前記平行光を、前記開口部へ向けて上方へ反射させる第３光学要素を有していることを特徴とする請求項２記載の太陽光集光システム。
【請求項４】
前記ミラー及び前記光学経路は、太陽位置に追尾するように一体的に揺動可能に構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の太陽光集光システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光集光システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化の防止、化石燃料の使用抑制の観点から、二酸化炭素や窒素酸化物等の有害物質の排出が少ない自然エネルギーとして、太陽光を利用した発電が注目されている。ここで、太陽光を利用した発電としては、例えば太陽光線を集光して得られる熱エネルギーを、電気エネルギーに変換することで発電を行う太陽熱発電が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上述した太陽熱発電において、太陽光線を集光する方式としては、一般的にトラフ集光方式とタワー集光方式という２種類の方式がある。
トラフ集光方式とは、半円筒型のミラー（トラフ）によって太陽光線を反射させ、円筒の中心を通るパイプに集光・集熱し、パイプ内を通る熱媒体の温度を上昇させるものである。しかしながら、トラフ集光方式では、ミラーが太陽光線を追尾するよう向きを変えるものの一軸制御であるため、熱媒体の高い温度上昇を期待することはできない。
【０００４】
これに対して、タワー集光方式とは、地上から立設されたタワー部（支持部）上に集光受熱器を配置するとともに、タワー部の周囲を取り囲むようにヘリオスタット（太陽光集光システム）と呼ばれる集光用の反射光制御鏡を複数配置し、これらヘリオスタットで反射される太陽光線を集光受熱器に導くことで集光・集熱するものである。近年では、発電サイクルの更なる高効率化を図るという観点から、集光受熱器で熱交換される熱媒体について、より高温化が可能なタワー集光方式の発電装置の開発が盛んに行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２９５１２９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、太陽熱発電において、例えば上述したタワー集光方式を採用した場合には、未だ以下の課題が残されている。
まず、タワー集光方式の発電装置では、ヘリオスタットへの太陽光線の入射角は、各ヘリオスタットの配置位置によってそれぞれ異なる。そのため、ヘリオスタットに入射する太陽光線の光量に対して、ヘリオスタットで反射して集光受熱器内に入射する光量の割合（いわゆる、コサイン効率）も各ヘリオスタットの配置位置によって異なることになる。この場合、集光受熱器において必要な集光効率を確保するためには、高コサイン効率が望めない場所も含め、ヘリオスタットの配置範囲を拡大して、可能な限り多くのヘリオスタットを配置する必要がある。しかしながら、高コサイン効率が望めない場所にもヘリオスタットを配置することで、設備コストの増加に繋がるという問題がある。
【０００７】
また、ヘリオスタットの配置範囲が拡大するにつれ、各ヘリオスタットから集光される太陽光線を受け入れるためには、タワー部の高さを高くする必要がある。その結果、タワー部の建設コストが増加する。また、ヘリオスタットと集光受熱器との間の距離が離れることになるので、ヘリオスタットで集光した光束を集光受熱器に正確に導くために、ヘリオスタットの向きを高精度に制御する必要がある。
【０００８】
さらに、ヘリオスタットで集光した光束の径（スポット径）は、ヘリオスタットから離れるにつれて大きくなる。したがって、集光受熱器から最も遠い最遠点に位置するヘリオスタットから導かれる光束のスポット径に基づいて、集光受熱器における受光用の開口部寸法を決定する必要がある。そのため、ヘリオスタットの配置範囲を拡大することで、集光受熱器の開口部の寸法も拡大する必要がある。この場合、集光受熱器の開口部から外部に放射される熱エネルギーのロスが大きくなり、熱媒体の高温化は望めないという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、製造コストの低減を図った上で、受光部での集光効率を向上させることができる太陽光集光システムの提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明では、太陽光線を反射するミラー（例えば、実施形態における１次ミラー）と、前記ミラーの反射光を受光する受光部と、前記ミラーと前記受光部との間に配置され、前記ミラーの反射光を前記受光部に導く光学経路とを備え、前記ミラーは、焦点を有し、前記光学経路は、前記焦点に集光される光線を平行光に変換する第１光学要素（例えば、実施形態における集光レンズ）と、前記平行光を前記受光部へ案内する第２光学要素（例えば、実施形態における２次ミラー）とを有することを特徴とする。
【００１１】
そして、このような構成の太陽光集光システムでは、第１光学要素において、ミラーから反射される光線を平行光に変換した後、第２光学要素において平行光を受光部に案内することで、ミラーに照射される全ての太陽光線が所定のスポット径を有する光束となって受光部に入射することになる。そのため、ミラーへの太陽光線の入射角に関わらず、ミラーを常に太陽方向に向けることによって、ミラーに入射する太陽光線の光量と同等の光量の光束を、受光部に供給することが可能になる。これにより、各ミラーにおいて高コサイン効率を得ることができ、受光部での集光効率の向上を図ることができる。この場合、従来と同等の集光効率を得るために、ミラーの配置個数を削減することができるので、設備コストの削減を図ることができるとともに、ミラーの配置範囲を縮小することもできる。
さらに、ミラーによって集光された反射光を、第１光学要素によって平行光の光束に変換することができるので、受光部に導かれる光束の拡散を抑制することができる。したがって、受光部の寸法を限り縮小した上で、集光効率を向上させることができる。
したがって、製造コストの低減を図った上で、集光効率の高い太陽光集光システムを提供することができる。
【００１２】
また、本発明の太陽光集光システムでは、前記受光部は、地上から立設された支持部に支持されたケーシングと、前記ケーシング内に収容された熱交換器とを有し、前記ケーシングには、下方に向けて開口して前記光学経路から案内される前記平行光を受け入れる開口部が形成されていることを特徴とする。
そして、このような構成の太陽光集光システムでは、開口部が下向きに形成されているため、開口部が横向きや上向きに設定されている場合に比べて、開口部から外部への熱エネルギーの放射を抑制することができる。
また、上述したようにミラーの配置範囲を縮小することで、支持部の高さを低くすることができるので、支持部の建設コストを低減することができる。また、ミラーと受光部との間の距離を縮小することもできるので、太陽光線を受光部へ導くためのミラーの動作制御も容易になる。
【００１３】
また、本発明の太陽光集光システムでは、前記光学経路は、前記第２光学要素から下方に向けて案内される前記平行光を、前記開口部へ向けて上方へ反射させる第３光学要素（例えば、実施形態における３次ミラー）を有していることを特徴とする。
そして、このような構成の太陽光集光システムでは、太陽高度が低い場合やミラーと受光部との間が離れている場合であっても、効果的に太陽光線を受光部内に取り込むことができる。
【００１４】
また、本発明の太陽光集光受熱装置では、前記ミラー及び前記光学経路は、太陽位置に追尾するように一体的に揺動可能に構成されていることを特徴とする。
そして、このような構成の太陽光集光システムでは、ミラーと光学経路とを一体的に揺動させることで、ミラーと光学経路との相対位置が常に固定されることになる。そのため、各光学要素の角度調整が容易になり、太陽を速やかに追尾することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の太陽光集光システムでは、ミラーへの太陽光線の入射角に関わらず、ミラーを常に太陽方向に向けることができるため、ミラーに入射する太陽光線の光量と同等の光量の光束を受光部に供給することが可能になる。これにより、各ミラーにおいて高コサイン効率を得ることができ、受光部での集光効率の向上を図ることができる。この場合、従来と同等の集光効率を得るために、ミラーの配置個数を削減することができるので、設備コストの削減を図ることができるとともに、ミラーの配置範囲を縮小することもできる。また、ミラーと第２光学要素との間隔を広くし、第２光学要素で反射した光束が近接する太陽光集光システムに当たらないようにすることで、ブロッキングロスを低減することが可能となり、ミラーの配置範囲をさらに縮小することもできる。なお、ブロッキングロスとは、太陽光集光システムに入射する太陽光線の光量に対して、太陽光集光システムで反射されて受光部で受光される前に周囲の太陽光集光システムによって遮られる太陽光線の光量の割合を示している。
さらに、ミラーによって集光された反射光を、第１光学要素によって平行光の光束に変換することができるので、受光部に導かれる光束の拡散を抑制することができる。したがって、受光部における集光効率を向上させることができる。
したがって、製造コストの低減を図った上で、集光効率の高い太陽光集光システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態における集光受熱システムを示す側面図である。
【図２】第１実施形態におけるヘリオスタットを１つ取り出して見た場合の集光受熱システムの側面図である。
【図３】第１実施形態におけるヘリオスタットの側面図である。
【図４】図３のＡ矢視図である。
【図５】第２実施形態における集光受熱システムを示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（太陽集光受熱システム）
図１は太陽光集光受熱システムの概略構成図（側面図）である。なお、地球上で発電装置の立地に適する場所は、太陽からの直達日射が強く良好な回帰線に近い亜熱帯の乾燥地域である。そこで、本実施形態では、北半球の亜熱帯における低緯度地域（例えば、２０度以下）に配置される太陽光集光受熱システムについて説明する。
図１に示すように、太陽光集光受熱システム１００（以下、集光受熱システム１００という）は、グランドＧ上に設けられた略環状のヘリオスタットフィールド１と、太陽熱発電装置（以下、発電装置という）５とを備えている。ヘリオスタットフィールド１上には、太陽光線を反射するための複数のヘリオスタット（太陽光集光システム）２が、発電装置５を取り囲むように配置されている。
【００１８】
そして、ヘリオスタットフィールド１の内側（中央部）には、ヘリオスタット２で導かれた太陽光線を受けるタワー状の発電装置５が設置されている。
発電装置５は、グランドＧに立設されたタワー部（支持部）３と、タワー部３に支持されたハウジング１２と、ハウジング１２内に収納された集光受熱器１０及びガスタービンユニット１１とを備えている。
【００１９】
タワー部３は、グランドＧからハウジング１２の下面に向かって立設された複数（例えば、４本）の支柱２１を備えている。これら支柱２１は、ハウジング１２の下面における外周側で周方向に沿って等間隔に連結されている。
また、タワー部３は、各支柱２１間を架け渡すように連結された梁部２２を備えている。これら梁部２２は、ヘリオスタット２で反射されて集光受熱器１０に入射する太陽光線の光路上には配置されないようになっている。すなわち、本実施形態では、梁部２２は、支柱２１の鉛直方向下側において各支柱２１間を連結している。
【００２０】
ハウジング１２は、軸方向と鉛直方向とが一致した状態で配置された有底筒状のものであり、上面は閉塞される一方、下面における径方向中央部には、グランドＧに向けて開口する開口部１５が形成されている。そして、このハウジング１２の内側に、集光受熱器１０及びガスタービンユニット１１が収納されている。
【００２１】
ガスタービンユニット１１は、ハウジング１２内の上側で支持されており、圧縮機及びタービンからなるガスタービンと、発電機（何れも不図示）とを主に備えている。
ガスタービンは、発電機に連結された回転可能なロータを備え、このロータに対して同軸上に配置されるように圧縮機及びタービン（何れも不図示）が取り付けられている。
【００２２】
圧縮機は、ハウジング１２の外部から供給される空気を圧縮空気とした後に、集光受熱器１０に供給するようになっている。そして、圧縮空気は、集光受熱器１０において加熱された後に、タービンに供給されるようになっている。
タービンは、集光受熱器１０で加熱された圧縮空気の熱エネルギーをロータの回転エネルギーに変換して駆動力を発生させるものである。そして、この駆動力がロータに連結された発電機に出力されることで、発電が行われるようになっている。そして、タービン内を流通した圧縮空気は、排出ガスとなってタービンから排気される。
【００２３】
一方、集光受熱器１０は、ケーシングとなる受熱器本体２３と、受熱器本体２３内に配置された図示しない熱交換器とを備えている。
受熱器本体２３は、軸方向がハウジング１２の軸方向に一致した状態でハウジング１２内に固定された有底筒状のものであり、その上部は閉塞される一方、下部にはグランドＧに向けて開口する開口部２６が形成されている。この開口部２６は、ヘリオスタット２で集光される太陽光線を受熱器本体２３内へ受け入れるものである。このように、開口部２６が下向きに設定されているため、開口部２６が横向きや上向きに設定されている場合に比べて、開口部２６から外部への熱エネルギーの放射を抑制することができる。
熱交換器は、圧縮機から送り込まれる圧縮空気が流通する管状の部材であり、開口部２６から集光された太陽光線を受光することで加熱され、熱交換器内を流通する圧縮空気との間で熱交換が行われる。そして、熱交換器で加熱された圧縮空気は、タービンに供給されるようになっている。
【００２４】
図２は、ヘリオスタットを１つ取り出して見た場合の集光受熱システムの概略構成図（側面図）である。また、図３はヘリオスタットの側面図であり、図４は図３のＡ矢視図である。
図２〜図４に示すように、上述したヘリオスタット２は、フレーム３０に支持された１次ミラー（ミラー）３１、集光レンズ（光学経路、第１光学要素）３２及び２次ミラー（第２光学要素）３３を備えている。
フレーム３０は、グランドＧから立設されたベース部３５と、ベース部３５から上方に向かって延出するアーム３６とを備えている。
【００２５】
ベース部３５は、集光受熱器１０に向かって屈曲形成されており、その先端部において、第１駆動機構３７を介して１次ミラー３１を裏面側から支持している。１次ミラー３１は、放物面状に形成された凹面鏡であり、その中心軸（光軸）とベース部３５の軸方向とが一致するように配置されている。なお、１次ミラー３１の焦点距離はｆ１（図３参照）となっている。
また、第１駆動機構３７は、１次ミラー３１をベース部３５に対して、２軸方向（図３における高度方向Ｋ及び方位方向Ｌ）に揺動可能に構成されている。この場合、第１駆動機構３７は、図示しない制御部によって１次ミラー３１の受光面が、太陽の日周運動に追尾して常に太陽の方向を向くように制御されている。
【００２６】
アーム３６は、側面視略Ｅ字形状のものであり、一端側が１次ミラー３１の裏面側で第１駆動機構３７に連結される一方、他端側は１次ミラー３１の前面（受光面）側を望むように延出している。すなわち、アーム３６は、第１駆動機構３７の動作によって１次ミラー３１と一体的に揺動可能に構成されている。アーム３６は、１次ミラー３１の上側から前側に回り込んだ後、１次ミラー３１の光軸に沿って斜め上方に向かって延出するＬ字状の延出部４１と、延出部４１の延在方向における中間位置から１次ミラー３１の前面側を望むように延出するレンズ支持部４２と、延出部４１の先端部から１次ミラー３１の前面側を望むように延出する２次ミラー支持部４３とを備えている。
【００２７】
レンズ支持部４２は、１次ミラー３１の光軸に直交するように径方向中央部に向かって延出しており、その先端で集光レンズ３２を支持している。集光レンズ３２は、１次ミラー３１と集光受熱器１０との間の光路上に配置され、平面視で円形状に形成された凸レンズである。なお、集光レンズ３２の焦点距離はｆ２となっている。集光レンズ３２は、平面視で１次ミラー３１の中央部に重なるように配置されており、互いの光軸が一致するように設定されている。
【００２８】
２次ミラー支持部４３は、１次ミラー３１の光軸に直交するように１次ミラー３１の径方向中央部に向かって延出しており、その先端で第２駆動機構４５を介して２次ミラー３３を裏面側から支持している。２次ミラー３３は、１次ミラー３１と集光受熱器１０との間の光路上に配置され、平面視矩形状の平面鏡である。そして、２次ミラー３３は、第２駆動機構４５を動作させることで２次ミラー支持部４３に対して、２軸方向（高度方向Ｐ及び方位方向Ｑ）に揺動可能に構成されている。この場合、第２駆動機構４５は、図示しない制御部によって集光レンズ３２で集光された光束が、常に集光受熱器１０の開口部２６に向くように制御されている。
【００２９】
ここで、１次ミラー３１と集光レンズ３２との間の距離Ｄは、Ｄ＝ｆ１＋ｆ２に設定されている。すなわち、１次ミラー３１の焦点位置と集光レンズ３２の焦点位置とは同一の焦点Ｆになるように設定されている。
【００３０】
（集光受光システムの動作方法）
次に、上述した集光受光システムの動作方法について説明する。
まず、図１，図２に示すように、ガスタービンユニット１１の発電機が作動し、減速機を介してロータが回転し始めると、圧縮機内に空気が流入する。圧縮機に流入した空気は圧縮機内で圧縮された後、圧縮空気となって集光受熱器の熱交換器内に供給される。
【００３１】
一方、図２，図３に示すように、ヘリオスタット２の制御部は、太陽の高度及び方位に基づいて第１駆動機構３７を駆動して、１次ミラー３１及びアーム３６を揺動させる。そして、１次ミラー３１の受光面及び集光レンズ３２が、ともに太陽を向くように角度調整を行う。さらに、制御部は、第２駆動機構４５を駆動して２次ミラー３３を揺動させることで、集光レンズ３２で集光される光束が、集光受熱器１０に向かうように２次ミラー３３の角度調整を行う。このように、１次ミラー３１とアーム３６とを第１駆動機構３７によって一体的に揺動させることで、１次ミラーと集光レンズ３２と２次ミラー３３との相対位置が常に固定されることになる。そのため、各光学要素（１次ミラー、集光レンズ３２及び２次ミラー３３）の角度調整が容易になり、太陽を速やかに追尾することができる。
【００３２】
図３に示すように、ヘリオスタット２に照射される太陽光線Ｈ１は、まず１次ミラー３１で反射されることで、１次ミラー３１で反射された全ての反射光Ｈ２が焦点Ｆに向かって集光される。そして、焦点Ｆを通過した反射光Ｈ２は、集光レンズ３２に入射する。ここで、１次ミラー３１の焦点位置と集光レンズ３２の焦点位置とが同一の焦点Ｆになるように設定されているので、集光レンズ３２に入射する反射光Ｈ２は、集光レンズ３２を通して平行光に変換される。これにより、集光レンズ３２から出射される平行光は、所定のスポット径を有する光束Ｈ３となって２次ミラー３３に照射されることになる。
【００３３】
２次ミラー３３に照射される光束Ｈ３は、２次ミラー３３において集光受熱器１０の開口部２６に向けて反射される。これにより、２次ミラー３３で反射された光束Ｈ３が、受熱器本体２３の開口部２６から受熱器本体２３内に入射する。
【００３４】
そして、受熱器本体２３内に入射した光束Ｆ３は、受熱器本体２３内に配置された熱交換器で受光される。これにより、熱交換器が加熱されるとともに、加熱された熱交換器と熱交換器内を流通する圧縮空気との間で熱交換が行われる。その結果、圧縮空気は熱交換器内を流通する間に高温となる。
そして、熱交換器で加熱された圧縮空気は、高温の圧縮空気となってタービン内に流入し、タービンを駆動させる。これにより、圧縮空気の熱エネルギーがロータの回転エネルギーに変換され、タービンに駆動力を発生させる。そして、この駆動力がロータに連結された発電機に出力され、発電が行われるようになっている。なお、タービン内を流通した圧縮空気は排出ガスとなり、タービンから排気される。
【００３５】
したがって、本実施形態によれば、１次ミラー３１に照射される全ての太陽光線Ｈ１が焦点Ｆに向かって集光され、集光された太陽光線Ｈ１が所定のスポット径を有する光束Ｈ３に変換されることになる。そのため、１次ミラー３１への太陽光線Ｈ１の入射角に関わらず、１次ミラー３１を常に太陽方向に向かせることによって、１次ミラー３１に入射する太陽光線Ｈ１の光量と同等の光量の光束を集光受熱器１０に供給することが可能になる。これにより、各ヘリオスタット２において高コサイン効率を得ることができ、集光受熱器１０での集光効率の向上を図ることができる。この場合、ヘリオスタット２の配置個数を従来に比べて削減した上で、従来と同等の集光効率を得ることができるので、設備コストの削減を図ることができるとともに、ヘリオスタット２の配置範囲を縮小することもできる。また、１次ミラー３１と集光レンズ３２との間隔を広くし、２次ミラー３３で反射した光束Ｈ３が近接するヘリオスタット２に当たらないようにすることで、ブロッキングロスを低減することが可能となり、ヘリオスタット２の配置範囲をさらに縮小することもできる。なお、ブロッキングロスとは、１次ミラー３１に入射する太陽光線の光量に対して、２次ミラー３３で反射されて集光受熱器１０に入射する前に周囲のヘリオスタット２によって遮られる太陽光線の光量の割合を示している。
【００３６】
また、ヘリオスタット２の配置範囲を縮小することで、タワー部３の高さを低くすることができるので、タワー部３の建設コストを低減することができる。また、ヘリオスタット２と集光受熱器１０との間の距離を縮小することもできるので、太陽光線Ｈ１を集光受熱器１０へ導くためのヘリオスタット２の動作制御も容易になる。
さらに、１次ミラー３１によって集光された反射光Ｈ２を、集光レンズ３２によって平行光の光束Ｈ３に変換することができるので、集光受熱器１０に導かれる光束Ｈ３の拡散
を抑制することができる。したがって、受熱器本体２３の開口部２６の寸法を可能な限り縮小することができるので、開口部２６から外部に放射される熱エネルギーのロスを低減することができる。
【００３７】
その結果、集光受熱器１０での集光効率を向上させ、太陽光線によって集光受熱器１０の熱交換器の温度を安定して上昇させることができるので、熱交換器で得た熱エネルギーを圧縮空気に効率的に伝達することができる。したがって、圧縮空気の更なる高温化を図ることができ、発電効率の高い発電装置５を提供することができる。
【００３８】
なお、本発明の技術範囲は上述した実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な構造や形状などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
例えば、上述した実施形態では、集光受熱システムを北半球の亜熱帯地域に設置した場合について説明したが、これに限らず南半球の亜熱帯地域に設置することも可能である。南半球に設置した場合には、北半球に設置した場合に対して太陽光線の照射方向が逆方向になるので、条件の変化に対応してタワー部３やヘリオスタット２等の配置位置を設定することが好ましい。
【００３９】
また、上述した実施形態では、各ヘリオスタット２の２次ミラー３３で反射させた光束Ｈ３を直接、集光受熱器１０に導く構成について説明したが、２次ミラー３３と集光受熱器１０との間に、各２次ミラー３３で反射された光束Ｈ３を集光した後、集光受熱器１０に導く３次ミラーを設ける構成にしても構わない。
具体的には、図５に示すように、発電装置５の下方に平面鏡からなる３次ミラー５０を設置し、各ヘリオスタット２の２次ミラー３３で反射させた光束Ｈ３を、まず３次ミラー５０に向けて集光させる。そして、３次ミラー５０で集光された光束Ｈ３を、上方に配置された受熱器本体２３の開口部２６内に向けてする。これにより、例えば、太陽高度が低い場合やヘリオスタット２と発電装置５との間が離れている場合であっても、効果的に太陽光線を受熱器本体２３内に取り込むことができる。
【００４０】
また、上述した実施形態では、１次ミラー３１の上側からフレーム３０を延出させる場合について説明したが、これに限らず１次ミラー３１に対して下側からフレーム３０を回り込ませる構成にしても構わない。これにより、２次ミラー３３で反射された光束Ｈ３が受熱器本体２３内に入射する前に、周囲のヘリオスタット２に設置されたフレーム３０によって遮られることを抑制することができる。
また、上述した実施形態では、太陽光線を平行光の光束に変換するための第１光学要素として集光レンズ３２を用い、光束を受熱器本体２３に導くための第２光学要素として２次ミラー３３を用いる構成について説明したが、これに限らずプリズム等の光学要素を用いる構成にしても構わない。
【００４１】
さらに、上述した実施形態では、ヘリオスタット２を太陽熱発電に用いる構成について説明したが、これに限らず、例えば太陽光発電にヘリオスタット２を用いる構成にしても構わない。ヘリオスタット２を太陽光発電に用いることで、受光部を縮小した上で集光効率を向上させることができる。
また、上述した実施形態では、焦点Ｆよりも太陽光線の下流側に凸レンズ（集光レンズ３２）を配置することで、平行光に変換する場合について説明したが、これに限らず焦点Ｆよりも太陽光線の上流側に凹レンズを配置する構成にしても構わない。
【符号の説明】
【００４２】
２  ヘリオスタット（太陽光集光システム）
３  タワー部（支持部）
１０  集光受熱器（受光部）
２３  受熱器本体（ケーシング）
２６  開口部
３１  １次ミラー（ミラー）
３２  集光レンズ（光学経路、第１光学要素）
３３  ２次ミラー（光学経路、第２光学要素）
５０  ３次ミラー（光学経路、第３光学要素）
【図１】
2011033242.tif 000003
【図２】
2011033242.tif 000004
【図３】
2011033242.tif 000005
【図４】
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【図５】
2011033242.tif 000007