(57)【要約】【課題】発電効率を向上させるためにエンジン容量を大型化したスターリングエンジンであっても、長期間の安定した連続運転が可能であり、発電効率を低下させることのない太陽追尾型の太陽熱発電装置を提供することを目的としている。【解決手段】刻々と変化する太陽４の位置を追跡して経度方向、緯度方向の位置を調整しながら常に反射鏡１２を太陽に直面させてスターリングエンジン１４を駆動させて発電する太陽追尾型太陽熱発電装置１０において、常に変化する反射鏡１２の角度変化とは独立させてスターリングエンジン１４の位置を常に鉛直に保つように構成した。【選択図】図１
2013204565.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
刻々と変化する太陽の位置を追跡して経度方向、緯度方向の位置を調整しながら常に反射鏡を太陽に直面させてスターリングエンジンを駆動させて発電する太陽追尾型太陽熱発電装置において、
常に変化する反射鏡の角度変化とは独立させて前記スターリングエンジンの位置を常に鉛直に保つように構成したことを特徴とする太陽追尾型太陽熱発電装置。
【請求項２】
前記スターリングエンジンに転倒センサを付加しておき、該転倒センサにより反射鏡を常に太陽に直面させるために太陽を追尾することによって生じる前記スターリングエンジンの水平方向のズレを検出して、前記スターリングエンジンの位置を常に鉛直になるように補正することを特徴とする請求項１に記載の太陽追尾型太陽熱発電装置。
【請求項３】
前記反射鏡からの反射光を受光する集光筒を別途用意し、この集光筒を前記スターリングエンジンの先端部に傾倒自在に取り付けたことを特徴とする請求項１または２に記載の太陽追尾型太陽熱発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放物曲面状の反射鏡の前に設置されたスターリングエンジンに太陽光を集中させ、その熱でピストンを駆動させる太陽追尾型の太陽熱発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スターリングエンジンを使用した太陽熱発電装置では、特許文献１に示したように、放物曲面状の反射鏡で太陽光を集光して反射鏡の前に設置されたスターリングエンジンを加熱し、その熱でピストンを駆動させ発電している。
【０００３】
このような太陽熱発電装置では、太陽光を最大限に利用して発電効率を高くするために、反射鏡の被照射面を常に太陽に向けておくことが望ましい。
そこで、太陽追尾型の太陽熱発電装置が提供されている。
【０００４】
太陽追尾型の太陽熱発電装置では、太陽が地球の自転によりその角度が日々刻々と変わることに伴って、図２（Ａ）、（Ｂ）に示したように、反射鏡２を太陽４に対して常に追尾させ、反射鏡２を最適位置に配置している。
【０００５】
ところで、従来の太陽追尾型の太陽熱発電装置では、スターリングエンジン６が支持部材などを介して反射鏡２に固定されているため、図２（Ｂ）に示したように、反射鏡２が太陽４を追尾することに伴ってスターリングエンジン６もその姿勢を変えることになる。
【０００６】
しかしながら、太陽光を最大限に利用するには、スターリングエンジン６のピストンは、図２（Ａ）に示したように、常に水平に配置された基準設置面９に対して垂直（鉛直）で周囲との接触を避けて自由に運動できる状態にセットされることが望ましい。つまり、ピストンが基準設置面９に対して斜めの姿勢に配置されてしまうと、ピストンが往復移動する際に重力の影響を避けることができない。
【０００７】
特に、発電効率を向上させるためにエンジン容量を大型化したスターリングエンジン６の場合には、ピストンが斜めに配置された状態でシリンダ内を往復移動すると、そのピストンがシリンダ内壁に衝突し、摩擦を受けながら摺動することになる。すると、発電効率を低下させてしまうという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−７９５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明はこのような実情に鑑み、発電効率を向上させるためにエンジン容量を大型化したスターリングエンジンであっても、長期間の安定した連続運転が可能であり、発電効率を低下させることのない太陽追尾型の太陽熱発電装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明は、
刻々と変化する太陽の位置を追跡して経度方向、緯度方向の位置を調整しながら常に反射鏡を太陽に直面させてスターリングエンジンを駆動させて発電する太陽追尾型太陽熱発電装置において、
常に変化する反射鏡の角度変化とは独立させて前記スターリングエンジンの位置を常に鉛直に保つように構成したことを特徴としている。
【００１１】
このような構成であれば、反射鏡の移動変化に係わりなく、常にスターリングエンジンは鉛直方向を向いているので、ピストンは自由状態を保持することができる。
ここで、本発明では、前記スターリングエンジンに転倒センサを付加しておき、該転倒センサにより反射鏡を常に太陽に直面させるために太陽を追尾することによって生じる前記スターリングエンジンの水平方向のズレを検出して、前記スターリングエンジンの位置を常に鉛直になるように補正することが好ましい。
【００１２】
このような構成であれば、スターリングエンジンの姿勢が太陽の動きに伴って刻々と傾きに変化が生じてもそれを検出してスターリングエンジンの姿勢を自動的に元の鉛直状態に復帰させることができる。
【００１３】
また、本発明では、前記反射鏡からの反射光を受光する集光筒を別途用意し、この集光筒を前記スターリングエンジンの先端部に傾倒自在に取り付けることが好ましい。
このような構成であれば、反射鏡から十分な量の反射光を取り入れることができるので、スターリングエンジンが十分な熱量を確保することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る太陽追尾型太陽熱発電装置では、スターリングエンジンのピストンは常に鉛直方向に向くように姿勢が制御されているので、長期間の連続運転を行ってもピストンがいずれかの箇所に衝突して必要以上の摩擦抵抗を受けることがない。これにより、発電効率を一定にして長期間の安定した連続運転を可能にすることができる。
【００１５】
また、スターリングエンジンに傾きが生じたとしても転倒センサによる検出により、自動的に当初の鉛直位置に補正することができる。
さらに、反射光を受光する集光筒が、別途スターリングエンジンの先端部に取り付けられていれば、スターリングエンジンが太陽から十分な熱を受けて発電することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１（Ａ）、（Ｂ）は本発明の一実施例に係る太陽追尾型の太陽熱発電装置を示した概略図である。
【図２】図２（Ａ）、（Ｂ）は従来の太陽追尾型の太陽熱発電装置を示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら本発明の一実施例について説明する。
図１（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の一実施例に係る太陽熱発電装置の概略側面図である。
本実施例に係る太陽熱発電装置１０では、放物曲面状の反射鏡１２の前方に、スターリングエンジン１４が設置されている。
【００１８】
スターリングエンジン１４は、良く知られているように、高温部と低温部とを備え、反射鏡１２によって集光部１６に集光された太陽光によって高温部を加熱し、これによりスターリングエンジン１４の図示しないピストンを往復移動させて発電するものである。
【００１９】
本実施例のスターリングエンジン１４の先端部には、スカート状の集光部１６が設けられ、これにより太陽光の熱を受けるようにしている。なお反射鏡１２の焦点は、スカート状の集光部１６内に位置している。
【００２０】
一方、スターリングエンジン１４の集光部１６とは反対側には、転倒センサ２２が設置されている。この転倒センサ２２は、スターリングエンジン１４の、太陽の動きを追尾することによって生じる傾きを検知するもので、その検出結果に基づいて、スターリングエンジンの姿勢を調整し、該スターリングエンジンのピストンを基準設置面９に対して垂直な姿勢に補正するために設けられている。
【００２１】
また、スカート状の集光部１６の前方には、新たに集光筒１８が別途、設けられている。
本実施例の太陽熱発電装置１０では、新たに設けた集光筒１８が反射鏡１２と常に一体に移動するように、反射鏡１２と一体的に動く軸２０に集光筒１８が固定設置されている。
【００２２】
このように、本実施例の太陽熱発電装置１０では、スターリングエンジン１４とスカート状の集光部１６とは、基準設置面９に対して垂直（鉛直）に取り付けられているが、集光筒１８は反射鏡１２と一体的に移動するように設置されている。
【００２３】
このような太陽熱発電装置１０では、反射鏡１２が日々刻々と変化する太陽４の位置を追尾し、常に太陽４に直面するように移動する。
また、このような太陽熱発電装置１０では、スターリングエンジン１４の頭部に転倒センサ２２が設置されていることから、太陽４の動きを追尾することに伴ってスターリングエンジン４が水平方向からのズレが発生しても、その位置ズレを検出することができる。したがって、太陽の緯度方向の角度変化により、スターリングエンジン１４が水平方向にズレが生じた場合に、そのスターリングエンジン１４を基準設置面９に対して常に垂直（鉛直）な姿勢に補正することができる。これにより、スターリングエンジン１４の発電効率を数年以上の長期間に渉って最高効率状態を維持させることができる。
【００２４】
なお、転倒スイッチ２２には、風によって揺れることを防止するため、風よけを備えることもできる。
以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されない。
【００２５】
例えば、本発明は、太陽熱発電装置１０が移動式であっても固定式であっても適用することが可能である。
また、本発明はフリーピストン型のスターリングエンジンに好ましく適用することができる。フリーピストン型のスターリングエンジンであれば、長期間の安定した発電を行うことが可能である。
【符号の説明】
【００２６】
４        太陽
９        設置基準面
１０      太陽熱発電装置
１２      反射鏡
１４      スターリングエンジン
１６      集光部
１８      集光筒
２０      軸
２２      転倒スイッチ
【図１】
2013204565.tif 000003
【図２】
2013204565.tif 000004