(57)【要約】【課題】太陽エネルギーを利用して安価で安定した発電を行う。【解決手段】集光装置で太陽光線が集光される太陽光レシーバー１を有する集光型太陽光発電装置Ａと、熱媒体を循環させる循環流路５に、集光装置で集光された太陽光線で熱媒体を加熱する太陽熱レシーバー２と、熱媒体の通過により蓄熱又は放熱が行なわれる蓄熱装置３と、熱媒体と水との熱交換で蒸気を生成させる熱交換器４が配置されるとともに、熱交換器４で生成した蒸気を用いて発電を行う蒸気タービン発電機６を備えた集光型太陽熱発電装置Ｂを有し、集光型太陽熱発電装置Ｂの循環流路５は、太陽熱レシーバー２と蓄熱装置３間で熱媒体を循環させる循環系ｘと、蓄熱装置３と熱交換器４間で熱媒体を循環させる循環系ｙを切替可能に形成できるようにした。【選択図】図１
2013105927.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の鏡体を備えた集光装置により集光された太陽光線を受光する受光面に太陽電池セルが配置された太陽光レシーバー（１）を有する集光型太陽光発電装置（Ａ）と、
熱媒体を循環させる循環流路（５）に、複数の鏡体を備えた集光装置により集光された太陽光線で熱媒体を加熱する太陽熱レシーバー（２）と、熱媒体の通過により蓄熱又は放熱が行なわれる蓄熱装置（３）と、熱媒体と水との熱交換で蒸気を生成させる熱交換器（４）が配置されるとともに、熱交換器（４）で生成した蒸気を用いて発電を行う蒸気タービン発電機（６）を備えた集光型太陽熱発電装置（Ｂ）を有し、
集光型太陽熱発電装置（Ｂ）の循環流路（５）は、太陽熱レシーバー（２）と蓄熱装置（３）間で熱媒体を循環させる循環系（ｘ）と、蓄熱装置（３）と熱交換器（４）間で熱媒体を循環させる循環系（ｙ）を切替可能に形成できるようにしたことを特徴とする太陽エネルギーを利用した発電設備。
【請求項２】
太陽光レシーバー（１）に設けられる太陽電池セルは、多接合型太陽電池セルであることを特徴とする請求項１に記載の太陽エネルギーを利用した発電設備。
【請求項３】
太陽光レシーバー（１）に設けられる太陽電池セルの背面に水冷式の冷却部（１２）を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽エネルギーを利用した発電設備。
【請求項４】
集光型太陽熱発電装置（Ｂ）は、熱交換器（４）と蒸気タービン発電機（６）との間で蒸気及び水を循環させる循環流路（７）を備え、該循環流路（７）の途中には蒸気タービン発電機（６）を出た蒸気を凝縮させる凝縮器（８）と、該凝縮器（８）で生じた水を貯留し、これを熱交換器（４）に供給する水タンク（９）が設けられ、
集光型太陽光発電装置（Ａ）は、太陽光レシーバー（１）の冷却部（１２）に冷却水を供給するための冷却水流路（１０）を備え、該冷却水流路（１０）の各端部が、水タンク（９）−熱交換器（４）間の循環流路（７）の流路部分と、凝縮器（８）−水タンク（９）間の循環流路（７）の流路部分に、それぞれ接続され、
循環流路（７）とこれに接続された冷却水流路（１０）は、熱交換器（４）と蒸気タービン発電機（６）と水タンク（９）間で蒸気及び水を循環させる循環系（ｚ）と、冷却部（１２）と水タンク（９）間で水を循環させる循環系（ｗ）を切替可能に形成できるようにしたことを特徴とする請求項３に記載の太陽エネルギーを利用した発電設備。
【請求項５】
循環流路（５）のうち、蓄熱装置（３）の一方の熱媒体出入口に接続される流路（５０）は２つの分岐流路（５００），（５０１）を有し、このうち分岐流路（５００）が太陽熱レシーバー（２）の一方の熱媒体出入口に接続され、分岐流路（５０１）が熱交換器（４）の一方の熱媒体出入口に接続され、
蓄熱装置（３）の他方の熱媒体出入口に接続される流路（５１）は２つの分岐流路（５１０），（５１１）を有し、このうち分岐流路（５１０）が太陽熱レシーバー（２）の他方の熱媒体出入口に接続され、分岐流路（５１１）が熱交換器（４）の他方の熱媒体出入口に接続され、
各分岐流路（５００），（５０１），（５１０），（５１１）には、それぞれ開閉弁（１３）が設けられ、これら開閉弁（１３）の開閉操作により、分岐流路（５００）と分岐流路（５１０）を経由して太陽熱レシーバー（２）と蓄熱装置（３）間で熱媒体を循環させる循環系（ｘ）と、分岐流路（５０１）と分岐流路（５１１）を経由して蓄熱装置（３）と熱交換器（４）間で熱媒体を循環させる循環系（ｙ）が、切替可能に形成されるようにしたこと特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の太陽エネルギーを利用した発電設備。
【請求項６】
太陽光レシーバー（１）と太陽熱レシーバー（２）を１つのソーラータワーに設置することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の太陽エネルギーを利用した発電設備。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の発電設備の運転方法であって、
太陽光線の強度が所定レベル以上の時間帯には、集光型太陽光発電装置（Ａ）で発電を行なうとともに、集光型太陽熱発電装置（Ｂ）において、循環系（ｘ）で熱媒体を循環させることにより、熱媒体による蓄熱装置（３）への蓄熱を行い、
太陽光線の強度が所定レベル未満の時間帯には、集光型太陽熱発電装置（Ｂ）において、循環系（ｙ）で熱媒体を循環させることにより、蓄熱装置（３）に蓄えられた熱を熱媒体に放熱するとともに、熱交換器（４）において熱媒体と水との熱交換により蒸気を生成させ、その蒸気で蒸気タービン発電機（６）を駆動させ発電を行なうことを特徴とする太陽エネルギーを利用した発電装置の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、広くは太陽エネルギーを利用した発電技術に関し、詳細には、集光型太陽光発電と集光型太陽熱発電とを組み合わせることで、安価で安定した発電を行うことができる発電設備とその運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、集光された太陽光線を利用して発電を行う技術として、以下に示すような集光型太陽光発電と集光型太陽熱発電が知られている。
（1）集光型太陽光発電技術
従来の太陽光発電は、太陽電池パネルで直接太陽光を受け、１０〜１３％程度の発電効率で発電を行ってきた。これに対して、集光型太陽光発電は、ヘリオスタットなどの光学系で集光した太陽光線を多接合型等の高効率太陽電池セルに照射し、より高効率の発電を行うものである。
【０００３】
出願人は２０１１年８月に新たなタワー集光型太陽光発電システムを発表した（ＪＦＥエンジニアリング／ニュースリリース２０１１年／インターネット〈URL：http://www.jfe-eng.co.jp/release/news11/news_e11021.html〉）。この発電システムでは、二次集光機能を有する多接合型太陽電池セルを備えた太陽光レシーバー（太陽電池モジュール）がソーラータワー上部に設置され、太陽光線がヘリオスタットにより太陽光レシーバーに集光され、多接合型太陽電池セルで高効率発電がなされる。この発電システムによる発電効率は最大２６％であり、従来の太陽光発電の２倍に達する。太陽電池モジュールには、冷却機構が付設されており、発電中は水などの冷媒を循環して多接合型太陽電池セルを一定温度以下に冷却する。
この発電システムでは、太陽光が得られる昼間の時間帯のみ発電が可能であるが、このシステムに蓄電池を組み合わせれば、昼間は太陽電池セルで発電と蓄電を行い、夜間は蓄電池から電力を供給することで、昼夜連続して電力供給が可能である。
【０００４】
（2）集光型太陽熱発電技術
従来の太陽熱発電システムとしては、例えば特許文献１に示すようなものが知られている。この太陽熱発電システムでは、図５に示すように、太陽光をヘリオスタット群３０で反射して、集光タワー３２の上部に設置されたレシーバー３１に集光し、このレシーバー３１に循環する流体３３を加熱気化して蒸気とする。この蒸気をタービン３４に送り、発電機を駆動して電力を得るものである。タービン３４を出た蒸気は、凝縮器３５で冷却されて凝縮し、凝縮した流体は循環ポンプにより再びレシーバー３１に送られる。このシステムでは、太陽光が得られる昼間の時間帯のみ発電が可能である。
【０００５】
また、他の太陽熱発電システムとして、非特許文献１に示されるようなものが知られている。この太陽熱発電システムでは、図６に示すように、昼間は太陽光線をパラボラトラフ２１で集光し、溶融塩を循環・加熱して熱回収する。加熱された溶融塩の一部は、２基の蓄熱タンク２２に蓄えられる。また、残りの溶融塩は熱交換器２３で水と熱交換し、蒸気を発生させて蒸気タービン及び発電機２４を駆動して発電を行う。蒸気タービンを通過した蒸気は、凝縮機２５で復水し、再び熱交換器２３に循環する。一方、夜は、蓄熱タンク２２に蓄えた高温の溶融塩を熱交換器２３に循環させて蒸気を発生させ、上記と同様に発電を行う。このシステムでは、太陽光が得られる昼間の時間帯のみならず、蓄熱した溶融塩の顕熱を利用して夜間の発電も可能である。
図５や図６に示す太陽熱発電システムでは、２０％程度の発電効率が実現できるとされている。
また、同一の電力量（単位：ｋＷｈ）を、蓄電池から供給する場合と、蓄熱装置を有するタワー型太陽熱発電装置から供給する場合を比較すると、後者の方が安価である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２００９／１０５６８９号
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】「The parabolic trough power plants Andasol 1 to 3」、Solar Millennium AG、2008年、p.12
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
電力需要は昼夜を問わず存在するため、太陽光エネルギーを利用する発電システムでは、太陽光が得られない時間帯に、いかに電力を供給するかが課題である。
さきに挙げたような集光型太陽光発電システムでは、従来の太陽光発電に比べ高い発電効率が得られる利点があり、蓄電池と組み合わせれば、昼間は太陽電池セルで発電と蓄電を行い、夜間は蓄電池から電力を供給することで、昼夜連続して電力供給が可能であるが、大容量の蓄電池は極めて高価であるため、安価な電力供給ができない。
【０００９】
一方、集光型太陽熱発電は、集光型太陽光発電に較べて昼間の時間帯の発電効率が低いという問題がある。また、図６に示すような集光型太陽熱発電システムでは、昼間の時間帯に集熱するエネルギーが発電と蓄熱に分散されるため、集光装置の容量を２倍以上に大きくする必要があるなど、設備コストが増大するという問題がある。
したがって本発明の目的は、太陽エネルギーを利用して安価で安定した発電を行うことができる発電設備とその運転方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するための本発明の要旨は以下のとおりである。
［1］複数の鏡体を備えた集光装置により集光された太陽光線を受光する受光面に太陽電池セルが配置された太陽光レシーバー（１）を有する集光型太陽光発電装置（Ａ）と、熱媒体を循環させる循環流路（５）に、複数の鏡体を備えた集光装置により集光された太陽光線で熱媒体を加熱する太陽熱レシーバー（２）と、熱媒体の通過により蓄熱又は放熱が行なわれる蓄熱装置（３）と、熱媒体と水との熱交換で蒸気を生成させる熱交換器（４）が配置されるとともに、熱交換器（４）で生成した蒸気を用いて発電を行う蒸気タービン発電機（６）を備えた集光型太陽熱発電装置（Ｂ）を有し、集光型太陽熱発電装置（Ｂ）の循環流路（５）は、太陽熱レシーバー（２）と蓄熱装置（３）間で熱媒体を循環させる循環系（ｘ）と、蓄熱装置（３）と熱交換器（４）間で熱媒体を循環させる循環系（ｙ）を切替可能に形成できるようにしたことを特徴とする太陽エネルギーを利用した発電設備。
［2］上記［1］の発電設備において、太陽光レシーバー（１）に設けられる太陽電池セルは、多接合型太陽電池セルであることを特徴とする太陽エネルギーを利用した発電設備。
【００１１】
［3］上記［1］又は［2］の発電設備において、太陽光レシーバー（１）に設けられる太陽電池セルの背面に水冷式の冷却部（１２）を有することを特徴とする太陽エネルギーを利用した発電設備。
［4］上記［3］の発電設備において、集光型太陽熱発電装置（Ｂ）は、熱交換器（４）と蒸気タービン発電機（６）との間で蒸気及び水を循環させる循環流路（７）を備え、該循環流路（７）の途中には蒸気タービン発電機（６）を出た蒸気を凝縮させる凝縮器（８）と、該凝縮器（８）で生じた水を貯留し、これを熱交換器（４）に供給する水タンク（９）が設けられ、集光型太陽光発電装置（Ａ）は、太陽光レシーバー（１）の冷却部（１２）に冷却水を供給するための冷却水流路（１０）を備え、該冷却水流路（１０）の各端部が、水タンク（９）−熱交換器（４）間の循環流路（７）の流路部分と、凝縮器（８）−水タンク（９）間の循環流路（７）の流路部分に、それぞれ接続され、循環流路（７）とこれに接続された冷却水流路（１０）は、熱交換器（４）と蒸気タービン発電機（６）と水タンク（９）間で蒸気及び水を循環させる循環系（ｚ）と、冷却部（１２）と水タンク（９）間で水を循環させる循環系（ｗ）を切替可能に形成できるようにしたことを特徴とする太陽エネルギーを利用した発電設備。
【００１２】
［5］上記［1］〜［4］のいずれかの発電設備において、循環流路（５）のうち、蓄熱装置（３）の一方の熱媒体出入口に接続される流路（５０）は２つの分岐流路（５００），（５０１）を有し、このうち分岐流路（５００）が太陽熱レシーバー（２）の一方の熱媒体出入口に接続され、分岐流路（５０１）が熱交換器（４）の一方の熱媒体出入口に接続され、蓄熱装置（３）の他方の熱媒体出入口に接続される流路（５１）は２つの分岐流路（５１０），（５１１）を有し、このうち分岐流路（５１０）が太陽熱レシーバー（２）の他方の熱媒体出入口に接続され、分岐流路（５１１）が熱交換器（４）の他方の熱媒体出入口に接続され、各分岐流路（５００），（５０１），（５１０），（５１１）には、それぞれ開閉弁（１３）が設けられ、これら開閉弁（１３）の開閉操作により、分岐流路（５００）と分岐流路（５１０）を経由して太陽熱レシーバー（２）と蓄熱装置（３）間で熱媒体を循環させる循環系（ｘ）と、分岐流路（５０１）と分岐流路（５１１）を経由して蓄熱装置（３）と熱交換器（４）間で熱媒体を循環させる循環系（ｙ）が、切替可能に形成されるようにしたこと特徴とする太陽エネルギーを利用した発電設備。
【００１３】
［6］上記［1］〜［5］のいずれかの発電設備において、太陽光レシーバー（１）と太陽熱レシーバー（２）を１つのソーラータワーに設置することを特徴とする太陽エネルギーを利用した発電設備。
［7］上記［1］〜［6］のいずれかの発電設備の運転方法であって、太陽光線の強度が所定レベル以上の時間帯には、集光型太陽光発電装置（Ａ）で発電を行なうとともに、集光型太陽熱発電装置（Ｂ）において、循環系（ｘ）で熱媒体を循環させることにより、熱媒体による蓄熱装置（３）への蓄熱を行い、太陽光線の強度が所定レベル未満の時間帯には、集光型太陽熱発電装置（Ｂ）において、循環系（ｙ）で熱媒体を循環させることにより、蓄熱装置（３）に蓄えられた熱を熱媒体に放熱するとともに、熱交換器（４）において熱媒体と水との熱交換により蒸気を生成させ、その蒸気で蒸気タービン発電機（６）を駆動させ発電を行なうことを特徴とする太陽エネルギーを利用した発電装置の運転方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、太陽光線の強度が所定レベル以上の時間帯（主に太陽光が得られる昼間の時間帯）では、発電効率の高い集光型太陽光発電を行い、太陽光線の強度が所定レベル未満の時間帯（主に太陽光が得られなくなる夕方乃至夜間の時間帯）では、蓄電池よりも発電電力単価が安い集光型太陽熱発電システムの蓄熱装置を利用した発電を行う、という異なる発電方式の組み合わせで発電を行うため、長時間、安価で安定した発電を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の発電設備の一実施形態を示す全体フロー図
【図２】図１の発電設備の集光型太陽光発電装置が備える太陽光発電モジュールの一実施形態を示す斜視図
【図３】図１の発電設備の運転方法の実施状況を示す説明図
【図４】図１の発電設備の運転方法の実施状況を示す説明図
【図５】従来の集光型太陽熱発電システムの一例を示す説明図
【図６】従来の集光型太陽熱発電システムの他の例を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本発明の発電設備の一実施形態を示す全体フロー図である。
図において、Ｓは複数の鏡体を備えた集光装置、Ｔは後述する太陽光レシーバー１と太陽熱レシーバー２が設置されるソーラータワーである。
前記集光装置Ｓは、複数の鏡体に太陽光線を反射させてレシーバー（後述する太陽光レシーバー１と太陽熱レシーバー２）に集光させるものであり、本実施形態では、鏡体と太陽光線をレシーバー方向に導くための鏡角度制御装置とを組み合わせたヘリオスタットで構成されている。通常、このヘリオスタットは数百台〜数万台設置され、太陽の位置が変化しても、常にレシーバーに太陽光線が集まるように鏡角度が制御される。
個々の集光装置Ｓ（ヘリオスタットなど）は後述する太陽光レシーバー１、太陽熱レシーバー２のいずれかに向けて太陽光線を反射するように制御される。
前記ソーラータワーＴは、通常は鉄骨などで構成される。その高さは任意であるが、通常５０ｍ〜１００ｍ程度であり、レシーバー（太陽光レシーバー１、太陽熱レシーバー２）が受ける光の量により高さが適切に設計される。ソーラータワーＴは複数本設置してもよい。
【００１７】
本発明の発電設備は、集光型太陽光発電装置Ａと集光型太陽熱発電装置Ｂを有する。
このうち、集光型太陽光発電装置Ａは、前記集光装置Ｓにより集光された太陽光線を受光する太陽光レシーバー１を有する。この太陽光レシーバー１は、その受光面に太陽電池セルが配置され、ソーラータワーＴの上部に設置されている。太陽光レシーバー１は、集光装置Ｓで集光した太陽光線を受光面で受け、太陽電池セルで発電を行う。１基の太陽光レシーバー１の受光面の面積は任意であり、発電容量により異なるが、通常、数十平方メートル〜百平方メートル程度である。
【００１８】
前記太陽電池セルとしては、任意の方式のものを用いることができるが、発電効率を高めるためには、多接合型太陽電池セルが好ましい。この多接合型太陽電池セルとは、利用波長の異なる太陽電池を複数積み重ねたものであり、太陽光エネルギーを広い波長範囲で利用でき、高い変換効率が得られるという特徴がある。
また、太陽レシーバー１の太陽電池セルは、高温になるため強制冷却することが好ましく、このため太陽電池セルの背面に水冷式の冷却部１２を備えることが好ましい。後述するように、この冷却部１２には冷却水流路１０を通じて冷却水が供給され、太陽電池セルが冷却（抜熱）される。
【００１９】
図２は、太陽光レシーバー１の受光面に設けられる太陽光発電モジュール１１の一実施形態を示している。
この太陽光発電モジュール１１は、複数の太陽電池セル２１０（例えば、多接合型太陽電池セル）が集合した太陽電池セル集合体２１と、その前面に設けられるプリズム式の集光体２２（ガラスなどの透明材料からなる）と、太陽電池セル集合体２１の背面に設けられる冷却部１２とからなる。この太陽光発電モジュール１１は、集光体２２による二次集光機能を有しており、集光装置Ｓで集光体２２に集光（一次集光）された太陽光線を、集光体２２を通じて太陽電池セル集合体２１を構成する個々の太陽電池セル２１０に対して高倍率で集光することができる。
前記冷却部１２の内部には複数の冷却水路（図示せず）が形成され、この冷却水路に後述する冷却水流路１０が接続され、冷却水が通過できるようになっている。
【００２０】
前記集光型太陽熱発電装置Ｂは、熱媒体を循環させる循環流路５に、前記集光装置Ｓにより集光された太陽光線で熱媒体を加熱する太陽熱レシーバー２と、熱媒体の通過により蓄熱又は放熱が行なわれる蓄熱装置３と、熱媒体と水との熱交換で蒸気を生成させる熱交換器４が配置されるとともに、熱交換器４で生成した蒸気を用いて発電を行う蒸気タービン発電機６を備えている。前記循環流路５は保温された配管で構成される。
ここで、熱媒体（流体）の種類は任意であり、水や溶融塩などの液体でもよいし、空気などの気体でもよい。
【００２１】
前記太陽熱レシーバー２は、太陽光レシーバー１とともにソーラータワーＴの上部に設置される。太陽熱レシーバー２の受光面には、例えば、ボイラーチューブのような伝熱管が密に並べられ、集光された太陽光線を受けて加熱される。伝熱管内は熱媒体が流れており、伝熱管からの伝熱により熱媒体が加熱（熱媒体の種類にもよるが、通常約６５０℃程度まで加熱）される。１基の太陽熱レシーバー２の受光面の面積は任意であり、発電容量により異なるが、通常、数十平方メートル〜百平方メートル程度である。
【００２２】
前記蓄熱装置３は、通過する熱媒体の温度に応じて、熱媒体の熱が蓄熱され又は装置に蓄えられた熱が熱媒体に放熱されるものであり、例えば、内部に熱媒体（水や溶融塩などの液体、空気などの気体）が通過する多数の穴が開いた蓄熱体が積層された耐圧容器（例えば、内壁断熱材を鋼製の外殻で覆った耐圧容器）などで構成される。このような蓄熱装置の場合には、装置内の蓄熱体を高温の熱媒体が通過することにより、熱媒体の熱が蓄熱体に蓄えられ（蓄熱）、一方、蓄熱された高温の蓄熱体を低温の熱媒体が通過することにより、蓄熱体の熱で熱媒体が加熱される（蓄熱体への放熱）。本実施形態では、蓄熱装置３は１基設けられているが、２基以上を直列に設けてもよい。各蓄熱装置３の大きさは任意であるが、通常、直径が数メートル〜十メートル程度、高さが数十メートル〜百メートル程度である。熱媒体の種類にもよるが、蓄熱装置３の入側における熱媒体温度は、通常６５０℃程度である。
【００２３】
前記熱交換器４は、器内を通過する熱媒体と水を熱交換させ、水から蒸気を生成させるものであり、この熱交換器４には、下記する循環流路７を通じて必要量の水が供給される。熱媒体の種類にもよるが、通常、高温の熱媒体は６５０〜５５０℃で熱交換器４に入り、約１５０℃で熱交換器４を出る。
前記蒸気タービン発電機６と熱交換器４との間では、循環流路７により水及び蒸気を循環する。この循環流路７には、蒸気タービン発電機６を出た蒸気を凝縮させる空冷式又は水冷式の凝縮器８と、この凝縮器８で生じた水を貯留し、これを熱交換器４に供給する水タンク９と、循環用ポンプ１４が、水及び蒸気の流れ方向においてこの順に設けられている。前記循環用ポンプ１４は、図示しない制御装置により、熱交換器４に対する送水量を調節できるようになっている。
【００２４】
集光型太陽熱発電装置Ｂの前記循環流路５は、太陽熱レシーバー２と蓄熱装置３間で熱媒体を循環させる循環系ｘと、蓄熱装置３と熱交換器４間で熱媒体を循環させる循環系ｙを、切替可能（選択的に切替可能）に形成できるようになっている。これを可能とするために、循環流路５は複数の開閉弁と循環ポンプ（又はファン）を有する配管機構を有している。
すなわち、循環流路５のうち、蓄熱装置３の一方の熱媒体出入口（本実施形態では熱媒体入口）に接続される流路５０は２つの分岐流路５００，５０１を有し、このうち分岐流路５００が太陽熱レシーバー２の一方の熱媒体出入口（本実施形態では熱媒体出口）に接続され、分岐流路５０１が熱交換器４の一方の熱媒体出入口（本実施形態では熱媒体入口）に接続されている。
【００２５】
また、蓄熱装置３の他方の熱媒体出入口（本実施形態では熱媒体出口）に接続される流路５１は２つの分岐流路５１０，５１１を有し、このうち分岐流路５１０が太陽熱レシーバー２の他方の熱媒体出入口（本実施形態では熱媒体入口）に接続され、分岐流路５１１が熱交換器４の他方の熱媒体出入口（本実施形態では熱媒体出口）に接続されている。各分岐流路５００，５０１，５１０，５１１には、それぞれ開閉弁１３a，１３b，１３c，１３dが設けられている。そして、これら開閉弁１３a〜１３dの開閉操作により、分岐流路５００と分岐流路５１０を経由して太陽熱レシーバー２と蓄熱装置３間で熱媒体を循環させる循環系ｘと、分岐流路５０１と分岐流路５１１を経由して蓄熱装置３と熱交換器４間で熱媒体を循環させる循環系ｙを、切替可能（選択的に切替可能）に形成できるようになっている。
【００２６】
循環系ｘと循環系ｙには、それぞれ熱媒体を循環させるための循環用ポンプ２０a，２０bが設けられている。循環用ポンプ２０a，２０bを設置する位置は任意であるが、本実施形態では、循環系ｘを構成する分岐流路５１０（蓄熱装置３の熱媒体出側の流路）に循環用ポンプ２０aが、循環系ｙを構成する分岐流路５１１（熱交換器４の熱媒体出側の流路）に循環用ポンプ２０bが、それぞれ設けられている。なお、熱媒体が気体の場合には、循環用ポンプ２０a，２０bに代えて循環用ファンが設けられる。
【００２７】
集光型太陽光発電装置Ａは、太陽光レシーバー１の冷却部１２に冷却水を供給するための冷却水流路１０を備え、この冷却水流路１０の各端部（すなわち、太陽光レシーバー１の冷却水入側の流路１００と冷却水出側の流路１０１の各端部）が、水タンク９−熱交換器４間の循環流路７の流路部分と、凝縮器８−水タンク９間の循環流路７の流路部分に、それぞれ接続されている。そして、循環流路７とこれに接続された冷却水流路１０は、熱交換器４と蒸気タービン発電機６と水タンク９間で蒸気及び水を循環させる循環系ｚと、冷却部１２と水タンク９間で水（冷却水）を循環させる循環系ｗを、切替可能（選択的に切替可能）に形成できるようになっている。これを可能とするために、水タンク９と冷却水流路１０（流路１００）の接続部との間の循環流路７に循環用ポンプ１４が設けられるとともに、冷却水流路１０（流路１００）の接続部と熱交換器４との間の循環流路７に開閉弁１５aが、凝縮器８と冷却水流路１０（流路１０１）の接続部との間の循環流路７に開閉弁１５bが、冷却水流路１０を構成する流路１００，１０１に開閉弁１５c，１５dが、それぞれ設けられている。そして、これら開閉弁１５a〜１５dの開閉操作により、上記循環系ｚと循環系ｗを切替可能（選択的に切替可能）に形成できるようになっている。
その他図面において、１６は太陽光の日射強度を測定できる日射計、１７は集光型太陽光発電装置Ａの電力出力用の配線、１８は集光型太陽熱発電装置Ｂの電力出力用の配線であり、電力出力は図示されない制御機器を介して外部電力系統１９に繋がる。
【００２８】
次に、本発明の発電設備の運転方法を、図１の実施形態を例に、図３及び図４に基づき説明する。なお、図３及び図４に示す開閉弁１３a〜１３d，１５a〜１５dは、白抜きのものが開状態、黒く塗りつぶしたものが閉状態であることを示す。
太陽光線の強度が所定レベル以上の時間帯（主に太陽光が得られる昼間の時間帯）には、図３に示すように、集光型太陽光発電装置Ａで発電を行なうとともに、集光型太陽熱発電装置Ｂにおいて、循環系ｘで熱媒体を循環させることにより、熱媒体による蓄熱装置３への蓄熱を行う。このため循環流路５の開閉弁１３a，１３cを開き、開閉弁１３b，１３dを閉じて、循環流路５内に循環系ｘを形成する。また、循環系ｗで冷却水を循環させ、太陽光レシーバー１（太陽電池セル）を冷却部１２により冷却する。このため冷却水流路１０の開閉弁１５c，１５dを開き、循環流路７の開閉弁１５a，１５bを閉じて、循環流路７及び冷却水流路１０内に循環系ｗを形成する。一方、この時間帯では、集光型太陽熱発電装置Ｂの熱交換器４における蒸気の生成と蒸気タービン発電機６による発電は行わない。
【００２９】
例えば、集光装置Ｓ（ヘリオスタットなど）の約半数を太陽光レシーバー１に向けて集光し、残りの約半数を太陽熱レシーバー２に向けて集光する。このときレシーバー受光面での集光倍率（ヘリオスタット鏡面積の合計÷レシーバー受光面積）は５００〜１０００倍程度である。
集光型太陽光発電装置Aでは、循環系ｗにおいて、循環用ポンプ１４により太陽光レシーバー１（太陽光発電モジュール１１）の冷却部１２と水タンク９間で冷却水が循環し、太陽光レシーバー１の太陽電池セルが冷却される。太陽光レシーバー１で発電された電力は、配線１８を経由して外部電力系統１９に供給される。一方、集光型太陽熱発電装置Ｂでは、循環系ｘにおいて、循環用ポンプ２０aにより熱媒体が太陽熱レシーバー２と蓄熱装置３間で循環し、熱媒体は太陽熱レシーバー２において太陽熱で加熱される。太陽熱レシーバー２で加熱された熱媒体は、蓄熱装置３を通過する過程で、例えば装置内部の蓄熱体を加熱することで、蓄熱装置３に熱を蓄える。
【００３０】
次に、太陽光線の強度が所定レベル未満の時間帯（主に太陽光が得られなくなる夕方乃至夜間の時間帯）には、集光型太陽光発電装置Ａによる発電ができなくなるので、図４に示すように、集光型太陽熱発電装置Ｂにおいて、循環系ｙで熱媒体を循環させることにより、蓄熱装置３に蓄えられた熱を熱媒体に放熱するとともに、熱交換器４において熱媒体と水との熱交換により蒸気を生成させ、その蒸気で蒸気タービン発電機６を駆動させ発電を行なう。このため循環流路５の開閉弁１３b，１３dを開き、開閉弁１３a，１３cを閉じて、循環流路５内に循環系ｙを形成する。すなわち、循環流路５において形成される熱媒体の循環系を、図３で形成されていた循環系ｘから循環系ｙに切り替える。また、熱交換器４と蒸気タービン発電機６間で水及び蒸気を循環させるため、循環流路７の開閉弁１５a，１５bを開き、冷却水流路１０の開閉弁１５c，１５dを閉じて循環系zを形成する。すなわち、図３で形成されていた循環系ｗから循環系ｚに切り替える。
【００３１】
集光型太陽熱発電装置Ｂでは、循環系ｙにおいて、循環用ポンプ２０bにより熱媒体が蓄熱装置３と熱交換器４間で循環し、循環系ｚにおいて、熱交換器４と蒸気タービン発電機６間で水及び蒸気を循環する。
循環系ｙでは、熱媒体が蓄熱装置３を通過する際に蓄熱装置３に蓄えられた熱により熱媒体が加熱され、この加熱された熱媒体が熱交換器４において水と熱交換して蒸気を生成させる。熱交換器４で生成した蒸気は、蒸気タービン発電機６に送られ発電が行われる。蒸気タービン発電機６を出た蒸気は、凝縮器８で液化し、水タンク９に戻される。蒸気タービン発電機６で発電された電力は、配線１８を経由して外部電力系統１９に供給される。
【００３２】
なお、日照計１６により太陽光の照射強度が測定され、この測定結果に基づいて、図示しない制御装置により、図３の操業形態と図４の操業形態の切り替えが行われる。
以上のように、本発明では、集光型太陽光発電装置Ａと集光型太陽熱発電装置Ｂを組み合わせた設備構成を用い、これらを時間帯によって使い分けことにより、太陽エネルギーを利用して、高い発電効率で且つ安価に安定した発電を行うことができる。
【符号の説明】
【００３３】
Ａ  集光型太陽光発電装置
Ｂ  集光型太陽熱発電装置
１  太陽光レシーバー
２  太陽熱レシーバー
３  蓄熱装置
４  熱交換器
５  循環流路
６  蒸気タービン発電機
７  循環流路
８  凝縮器
９  水タンク
１０  冷却水流路
１１  太陽光発電モジュール
１２  冷却部
１３a，１３b，１３c，１３d  開閉弁
１４  循環用ポンプ
１５a，１５b，１５c，１５d  開閉弁
１６  日射計
１７，１８  配線
１９  外部電力系統
２０a，２０b，  循環用ポンプ
２１  太陽電池セル集合体
２２  集光体
５０，５１  流路
１００，１０１  流路
２１０  太陽電池セル
５００，５０１，５１０，５１１  分岐流路
ｘ，ｙ  循環系
ｚ，ｗ  循環系
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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