(57)【要約】【課題】例えば昼間のように日射強度が大きい場合であっても有効に集熱することができる太陽熱タービン発電装置を提供する。【解決手段】太陽光を反射する反射角度が変更可能とされた複数のヘリオスタット１０，１１と、ヘリオスタット１０，１１にて反射された太陽光が集光される受熱器と、受熱器にて得られた熱によって駆動されて発電するタービン発電機１３，１７とを備えた太陽熱タービン発電装置１である。受熱器は、第１受熱器と、第２受熱器９とを有している。第１受熱器に集光される熱量が所望値に到達した場合に、第１受熱器に太陽光を集光していない余剰ヘリオスタット１１を、第２受熱器９に集光する。【選択図】図１
2013096304.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光を反射する反射角度が変更可能とされた複数の反射器と、
これら反射器にて反射された太陽光が集光される受熱器と、
該受熱器にて得られた熱によって駆動されて発電するタービン発電機と、
を備えた太陽熱タービン発電装置において、
前記受熱器は、第１受熱器と、第２受熱器と、を有し、
前記第１受熱器に集光される熱量が所望値に到達した場合に、該第１受熱器に太陽光を集光していない他の前記反射器である余剰反射器を、前記第２受熱器に集光するように前記反射角度を調整する制御部を備えていることを特徴とする太陽熱タービン発電装置。
【請求項２】
前記タービン発電機は、
前記第１受熱器によって加熱されたガスによって駆動されるガスタービンと、
該ガスタービンから排気された排気ガスから熱を回収して蒸気を発生する排ガスボイラと、
前記第２受熱器によって得られた熱によって蒸気を発生する蒸気発生器と、
前記排ガスボイラ、及び／又は、前記蒸気発生器から導かれた蒸気によって駆動される蒸気タービンと、
を備えていることを特徴とする請求項１に記載の太陽熱タービン発電装置。
【請求項３】
前記第２受熱器にて得られた熱を蓄熱する蓄熱手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽熱タービン発電装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記排ガスボイラからの蒸気量が所定値以下となった場合に、前記蓄熱手段で蓄熱していた熱によって前記蒸気発生器にて蒸気を生成して前記蒸気タービンを駆動することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の太陽熱タービン発電装置。
【請求項５】
鉛直方向に立設されたタワーの上部に前記第１受熱器および前記第２受熱器が設けられ、該タワーの周囲に複数の前記反射器が設けられた第１集光領域と、
鉛直方向に立設されたタワーの上部に前記第１受熱器のみが設けられ、該タワーの周囲に複数の前記反射器が設けられた第２集光領域と、
を備え、
前記第２集光領域は、前記第１集光領域を取り囲むように複数設けられ、
前記制御部は、前記第１集光領域の前記余剰反射器を前記第２受熱器に集光するとともに、それぞれの前記第２集光領域の前記余剰反射器を前記第２受熱器に集光することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の太陽熱タービン発電装置。
【請求項６】
太陽光を反射する反射角度が変更可能とされた複数の反射器と、
これら反射器にて反射された太陽光が集光される受熱器と、
該受熱器にて得られた熱によって駆動されて発電するタービン発電機と、
を備えた太陽熱タービン発電装置の制御方法において、
前記受熱器は、第１受熱器と、第２受熱器と、を有し、
前記第１受熱器に集光される熱量が所望値に到達した場合に、該第１受熱器に太陽光を集光していない他の前記反射器である余剰反射器を、前記第２受熱器に集光するように前記反射角度を調整することを特徴とする太陽熱タービン発電装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽熱タービン発電装置およびその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽光を利用した発電装置の１つとして、太陽光の熱により加熱した空気等の圧縮性流体によってタービンを駆動して発電する太陽熱タービン発電装置が知られている。
このような太陽熱タービン発電装置は、例えば下記特許文献１に開示されており、空気を圧縮して昇圧する圧縮機と、太陽光を変換した熱により圧縮後の空気を加熱して昇温させる受熱器と、加熱されて高温高圧となった空気によって駆動されるガスタービンと、ガスタービンの排熱を利用して発生した蒸気によって駆動される蒸気タービンとを備えている。
【０００３】
同文献では、蒸気タービンによる発電が可能となるように、蒸気タービンの上流に太陽熱蒸気発生器を配置し、集光器で集めた熱によって太陽熱蒸気発生器にて蒸気が生成できるようになっている。これにより、日射強度が低下しガスタービンの運転が停止してガスタービン排熱によって蒸気が生成できない状態でも、太陽熱蒸気発生器にて蒸気を生成して蒸気タービンが駆動できるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２８５９６５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、上記特許文献１は、日射強度が低下した際の熱効率を改善するものである。
一方、太陽光の日射強度が大きい場合（南中時付近）では、上記特許文献１には開示されていない以下の問題がある。
すなわち、一般に、太陽熱発電では、一日を通じてシステムに必要な熱量を集光するため、朝方等の日射強度が小さい（太陽高度の低い）時刻に合わせてシステムを設計する必要がある。なぜなら、日射強度が大きい時刻に合わせてシステムを設計すると、日射強度が大きい時刻では受熱器にて所望の温度まで作動流体を加熱することができるが、日射強度が小さい時刻では受熱量が小さいので所望の温度まで作動流体を加熱することができないからである。したがって、日射強度が小さい時刻に合わせて受熱器を設計せざるを得ないが、日射強度が大きい時刻では、受熱器を構成する熱交換器の設計上、必要熱量を上回る熱量を集熱することができない。したがって、実際の運用では、日射強度が大きい時刻では、一部のヘリオスタットの反射角度を変更して受熱器にて集光させないようにしている。これは、日射強度が大きい時刻では、利用することができるヘリオスタットが存在するにもかかわらず、余剰なヘリオスタットとして利用せず、システムとして稼働率を下げた状態で運用せざるを得ないという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、例えば昼間のように日射強度が大きい場合であっても有効に集熱することができる太陽熱タービン発電装置およ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、本発明の太陽熱タービン発電装置およびその制御方法は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる太陽熱タービン発電装置は、太陽光を反射する反射角度が変更可能とされた複数の反射器と、これら反射器にて反射された太陽光が集光される受熱器と、該受熱器にて得られた熱によって駆動されて発電するタービン発電機とを備えた太陽熱タービン発電装置において、前記受熱器は、第１受熱器と、第２受熱器とを有し、前記第１受熱器に集光される熱量が所望値に到達した場合に、該第１受熱器に太陽光を集光していない他の前記反射器である余剰反射器を、前記第２受熱器に集光するように前記反射角度を調整する制御部を備えていることを特徴とする。
【０００８】
第１受熱器に集光される熱量が所望値（例えば定格運転時の設計熱量）に到達した場合に、第１受熱器に太陽光を集光していない他の反射器である余剰反射器が存在する。本発明では、これら余剰反射器の反射角度を調整し、第２受熱器に集光するようにした。これにより、第１受熱器に集光できずに利用できていなかった太陽熱エネルギーを第２受熱器にて無駄なく使用することができ、日射の強い南中時付近であっても有効に集熱することができる。
【０００９】
さらに、本発明の太陽熱タービン発電装置では、前記タービン発電機は、前記第１受熱器によって加熱されたガスによって駆動されるガスタービンと、該ガスタービンから排気された排気ガスから熱を回収して蒸気を発生する排ガスボイラと、前記第２受熱器によって得られた熱によって蒸気を発生する蒸気発生器と、前記排ガスボイラ、及び／又は、前記蒸気発生器から導かれた蒸気によって駆動される蒸気タービンとを備えていることを特徴とする。
【００１０】
第１受熱器によってガス（例えば空気）を加熱してガスタービンを駆動して発電するとともに、ガスタービンから排気された排気ガスを用いた排ガスボイラから導かれた蒸気によって蒸気タービンを駆動して発電することにより、高効率な複合発電が実現される。本発明では、さらに、第２受熱器によって得られた熱によって蒸気を発生する蒸気発生器を設け、蒸気タービンを駆動することとした。これにより、第２受熱器にて得られた熱を蒸気タービンにて有効に利用して発電することができる。
【００１１】
さらに、本発明の太陽熱タービン発電装置では、前記第２受熱器にて得られた熱を蓄熱する蓄熱手段を有することを特徴とする。
【００１２】
第２受熱器にて得られた熱を蓄熱手段にて蓄熱することとした。これにより、第２受熱器にて集光している間は蓄熱しておき、例えば日射が減り発電量が減少した場合や日射が無い夜間に、蓄熱を用いて発電することができる。したがって、日射の強弱や有無にかかわりなく高い稼働率を実現することができる。
なお、蓄熱手段としては、例えば、溶融塩（例えば硝酸ナトリウムと硝酸カリウムとの混合塩）と、溶融塩を貯留する貯留タンクとを備えている。
【００１３】
さらに、本発明の太陽熱タービン発電装置では、前記制御部は、前記排ガスボイラからの蒸気量が所定値以下となった場合に、前記蓄熱手段で蓄熱していた熱によって前記蒸気発生器にて蒸気を生成して前記蒸気タービンを駆動することを特徴とする。
【００１４】
太陽高度が低くなり日射量が減少してくると第１受熱器にて得られる熱量が減少し、ガスタービンの出力が減少し、排ガスボイラからの蒸気量が減少する。本発明では、このような場合であっても、また、例えば夜間のように日射が無く排ガスボイラから蒸気が生成されない場合であっても、蓄熱手段にて蓄熱していた熱によって蒸気発生器を稼働して蒸気を生成することができ、長時間の発電運転が可能となる。
【００１５】
さらに、本発明の太陽熱タービン発電装置では、鉛直方向に立設されたタワーの上部に前記第１受熱器および前記第２受熱器が設けられ、該タワーの周囲に複数の前記反射器が設けられた第１集光領域と、鉛直方向に立設されたタワーの上部に前記第１受熱器のみが設けられ、該タワーの周囲に複数の前記反射器が設けられた第２集光領域とを備え、前記第２集光領域は、前記第１集光領域を取り囲むように複数設けられ、前記制御部は、前記第１集光領域の前記余剰反射器を前記第２受熱器に集光するとともに、それぞれの前記第２集光領域の前記余剰反射器を前記第２受熱器に集光することを特徴とする。
【００１６】
第１受熱器に集光される熱量が所望値に到達した場合に、第１受熱器に太陽光を集光しない余剰反射器の数は、稼働率を考慮して設計されるので、一般にはそれほど多いものではない。そこで、本発明では、第１集光領域にのみ第１受熱器に加えて第２受熱器を設置し、この第１集光領域を取り囲む第２集光領域には第２受熱器を設けずに第１受熱器のみを設けることとした。これにより、余剰反射器から反射された太陽光は、中央に位置する第１集光領域に設けられた第２受熱器に総合して集められる。したがって、第２受熱器における受熱量が増大し、効率的に第２受熱器における受熱がより有効に行われることとなる。
また、第２集光領域は、第１集光領域を取り囲むように配置されているので、第２集光領域の余剰反射器を第１集光領域の第２受熱器に向けることが容易となる。
【００１７】
また、本発明の太陽熱タービン発電装置の制御方法は、太陽光を反射する反射角度が変更可能とされた複数の反射器と、これら反射器にて反射された太陽光が集光される受熱器と、該受熱器にて得られた熱によって駆動されて発電するタービン発電機とを備えた太陽熱タービン発電装置の制御方法において、前記受熱器は、第１受熱器と、第２受熱器とを有し、前記第１受熱器に集光される熱量が所望値に到達した場合に、該第１受熱器に太陽光を集光していない他の前記反射器である余剰反射器を、前記第２受熱器に集光するように前記反射角度を調整することを特徴とする。
【００１８】
第１受熱器に集光される熱量が所望値（例えば定格運転時の設計熱量）に到達した場合に、第１受熱器に太陽光を集光していない他の反射器である余剰反射器が存在する。本発明では、これら余剰反射器の反射角度を調整し、第２受熱器に集光するようにした。これにより、第１受熱器に集光できずに利用できていなかった太陽熱エネルギーを第２受熱器にて無駄なく使用することができ、日射の強い南中時付近であっても有効に集熱することができる。
【発明の効果】
【００１９】
第１受熱器に集光される熱量が所望値に到達した場合に、第１受熱器に太陽光を集光していない余剰反射器の反射角度を調整し、第２受熱器に集光するようにしたので、第１受熱器に集光できずに利用できていなかった太陽熱エネルギーを第２受熱器にて無駄なく使用することができ、日射の強い南中時付近であっても有効に集熱することができる。
また、第２受熱器にて得られた熱を蓄熱手段にて蓄熱することとしたので、第２受熱器にて集光している間は蓄熱しておき、例えば日射が減り発電量が減少した場合や日射が無い夜間に、蓄熱を用いて発電することができる。したがって、日射の強弱や有無にかかわりなく高い稼働率を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態にかかる太陽熱タービン発電装置の概略を示した平面図である。
【図２】図１のヘリオフィールドを示した平面図である。
【図３】図１の第１ヘリオフィールドの構成を主として示した概略構成図である。
【図４】図１の第１ヘリオフィールドと第２ヘリオフィールドとの接続状態を模式的に示した概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の太陽熱タービン発電装置の一実施形態について、図１乃至図４を用いて説明する。
図１には、太陽熱タービン発電装置１の全体構成が示されている。太陽熱タービン発電装置１は、中央に位置する第１ヘリオフィールド（第１発電領域）３ａと、この第１ヘリオフィールド３ａを取り囲むように配置された複数の第２ヘリオフィールド（第２発電領域）３ｂとを備えている。第２ヘリオフィールド３ｂは、同図に示した実施形態では６つとなっているが、その数は本発明において特に限定されるものではない。ただし、同図に示されているように、第１ヘリオフィールド３ａを取り囲むようにそれぞれが接近した状態で設けることが好ましい。
【００２２】
各ヘリオフィールド３ａ，３ｂは、本実施形態では円形とされた領域となっており、図２に示されているように、略中心部にタワー５を備えている。タワー５は、地上から鉛直方向に立設されており、その上部に受熱器７，９が設けられている（図３及び図４参照）。
【００２３】
各ヘリオフィールド３ａ，３ｂ内には、複数のヘリオスタット（反射器）１０が設置されている。ヘリオスタット１０は、タワー５を中心とした同心円状を成すように整列した状態で配置されている。各ヘリオスタット１０は、図示しない制御部により、その姿勢が制御されるようになっており、これにより太陽光の反射角度が調整される。なお、各図では、ヘリオスタットの数を省略して描いているが、実際には多数のヘリオスタットが設置される。
【００２４】
また、図１には、余剰ヘリオスタット１１も示されている。この余剰ヘリオスタット１１は、後述するが、装置構成としては通常のヘリオスタット１０と同様であり、反射光が第１ヘリオフィールドの第２受熱器９に向けられている点で相違する。この余剰ヘリオスタット１１は、固定されたものではなく、制御部によって指定された場合に余剰ヘリオスタット１１として動作するものであり、場合によっては通常のヘリオスタット１０としても機能する。
【００２５】
図１に示されているように、第１ヘリオフィールド３ａには、ガスタービン１３と、排ガスボイラ１５と、蒸気タービン１７とが設けられている。これに対して、それぞれの第２ヘリオフィールド３ｂには、第１ヘリオフィールド３ａと同様にガスタービン１３及び排ガスボイラ１５が設けられているが、蒸気タービン１７は設けられていない。
【００２６】
図３には、第１ヘリオフィールド３ａの構成が主として示されている。なお、同図ではヘリオスタットは省略されている。
同図に示されているように、第１ヘリオフィールド３ａには、タワー５が設けられており、このタワー５の上部に、第１受熱器７及び第２受熱器９が設けられている。具体的には、タワー５の頂部に第１受熱器７が設けられ、その下方に第２受熱器９が設けられている。ただし、第１受熱器７及び第２受熱器９の上下関係は逆であってもよい。第１受熱器７及び第２受熱器９は、ともに熱交換器としての機能を有しており、ヘリオスタット１０，１１によって集光された太陽光の熱エネルギーを熱媒体である空気や溶融塩に伝えるものである。
【００２７】
第１受熱器７には、同一のヘリオフィールド内のヘリオスタット１０から太陽光が集光されるようになっている。したがって、第２ヘリオフィールド３ｂにも同様の第１受熱器７が設けられている（図４参照）。
第２受熱器９には、第１ヘリオフィールド３ａ内の余剰ヘリオスタット１１と、各第２ヘリオフィールド３ｂ内の余剰ヘリオスタット１１から太陽光が集光されるようになっている（図１参照）。
【００２８】
第１受熱器７には、ガスタービン１３に対して同軸に連結された圧縮機２０によって圧縮された空気が導入されるようになっている。
圧縮機２０は、大気中の空気（圧縮性作動流体）を吸入して所定の高圧まで圧縮する軸流式圧縮機とされている。圧縮機２０は、同軸にて接続されたガスタービン１３の回転駆動力の一部を用いて駆動されている。なお、圧縮機２０は、ガスタービン１３に対して同軸にて接続された一軸式に限定されるものではなく、ギアを介して接続された二軸式とされていても良い。
ガスタービン１３は、第１受熱器７にて高温に昇温された空気が導かれて回転駆動される軸流式とされている。ガスタービン１３の回転動力は、ガスタービン側発電機２２に伝達され、電力が得られるようになっている。
【００２９】
ガスタービン１３にて膨張した後の空気である排ガスは、排ガスボイラ１５へと導かれる。排ガスボイラ１５では、排ガスと給水とを熱交換することによって、給水を所定の過熱度を有する過熱蒸気とする。給水は、給水ポンプ２４によって、排ガスボイラ側給水配管２６ａを経て排ガスボイラ１５へと導かれる。また、給水ポンプ２４から供給される給水は、第１給水分岐点２７にて分岐され、排ガスボイラ側給水分岐配管２６ｂを通り各第２ヘリオフィールド３ｂの排ガスボイラ（図３にて「HRSG」と表記）へも導かれるようになっている。排ガスボイラ１５にて熱交換を終えた排ガスは、図示しない煙突を介して大気へと放出される。
【００３０】
排ガスボイラ１５にて生成された過熱蒸気は、過熱蒸気配管２９ａを介して蒸気タービン１７へと導かれる。この蒸気タービン１７には、各第２ヘリオフィールド３ｂの排ガスボイラにて生成された過熱蒸気も、合流過熱蒸気配管２９ｂを介して導かれるようになっている。
【００３１】
蒸気タービン１７は、各排ガスボイラから導かれた過熱蒸気によって回転駆動される軸流タービンとされる。蒸気タービン１７の回転動力は、蒸気タービン側発電機２３に伝達され、電力が得られるようになっている。蒸気タービン１７にて膨張した蒸気は、復水器３１へと導かれる。
復水器３１では、図示しない冷却水や外気との熱交換によって蒸気を冷却し、凝縮液化するようになっている。復水器３１にて凝縮液化された復水は、給水ポンプ２４へと導かれる。
【００３２】
給水ポンプ２４から吐出される給水は、上述した排ガスボイラ１５へ導かれるだけでなく、第２給水分岐点３３にて分岐されて溶融塩熱交換器（蒸気発生器）３５へも導かれるようになっている。なお、後述するが、第１給水分岐点２７と第２給水分岐点３３とは、図示しない制御部によって、いずれかが選択されるようになっている（図４参照）。
【００３３】
溶融塩熱交換器３５では、給水ポンプ２４から導かれた給水と溶融塩とを熱交換することによって、給水を所定の過熱度を有する過熱蒸気とする。溶融塩熱交換器３５にて生成された過熱蒸気は、溶融塩側過熱蒸気配管２９ｃおよび過熱蒸気配管２９ａを経て蒸気タービン１７へと導かれるようになっている。
熱媒体として用いられる溶融塩（蓄熱手段）は、蓄熱容量が大きいものが選択され、代表的には硝酸ナトリウムと硝酸カリウムとの混合塩が用いられる。溶融塩は、溶融塩熱交換器３５、低温タンク３７、低温タンク側ポンプ３９、第２受熱器９、高温タンク（蓄熱手段）４１及び高温タンク側ポンプ４３から構成される閉回路を流れるようになっている。
【００３４】
低温タンク３７では、溶融塩熱交換器３５にて熱交換を終えて冷却させた溶融塩が一時的に貯留されるようになっている。低温タンク３７内の溶融塩は、図示しない制御部によって駆動される低温タンク側ポンプ３９によって第２受熱器９へと導かれる。第２受熱器９にて太陽光から熱エネルギーを得て加熱された溶融塩は、高温タンク４１へと導かれて一時的に貯留される。高温タンク４１内の溶融塩は、図示しない制御部によって駆動される高温タンク側ポンプ４３によって、溶融塩熱交換器３５へと導かれる。
【００３５】
次に、図４を用いて、上述した構成の太陽熱タービン発電装置１の動作について説明する。以下、朝夕のように日射強度が比較的小さい朝夕運転時と、昼間（南中時）のように日射強度が比較的大きい昼間運転時と、日射がない夜間運転時とに分けて説明する。
【００３６】
［朝夕運転時］
朝夕のように太陽高度が低く日射強度が比較的小さい場合には、ヘリオフィールド３ａ，３ｂ内のヘリオスタット１０をほぼ全て用いてガスタービン１３が定格運転となるように設計されているので、ほぼ全てのヘリオスタット１０を第１受熱器７へと向けて集光する。したがって、この場合、第２受熱器９への集光は行わない。これにより、各ヘリオフィールド３ａ，３ｂにおける第１受熱器７にて空気が所望温度（例えば５００℃〜１５００℃）まで加熱され、この高温空気によって各ガスタービン１３が駆動される。各ヘリオフィールド３ａ，３ｂにおけるガスタービン１３が駆動されることにより、各ガスタービン側発電機２２にて発電が行われる。
【００３７】
各ヘリオフィールド３ａ，３ｂにおけるガスタービン１３から排出された排ガスは、各排ガスボイラ１５へと導かれ、給水を加熱して過熱蒸気を生成する。各排ガスボイラ１５にて生成された過熱蒸気は、合流した後に、蒸気タービン１７へと導かれる。導かれた過熱蒸気によって蒸気タービン１７が駆動されることにより、蒸気タービン側発電機２３にて発電が行われる。
【００３８】
蒸気タービン１７にて膨張した蒸気は、復水器３１へと導かれて凝縮液化して復水となり、給水ポンプ２４によって再び各排ガスボイラ１５へと導かれる。このとき、図４に示されているように、図示しない制御部によって第１給水分岐点２７側が選択されている。すなわち、給水ポンプ２４から供給される給水は、排ガスボイラ１５へと流され、溶融塩熱交換器３５へ流されないようになっている。
【００３９】
また、第２受熱器９にて集光が行われないので、第２受熱器９へは溶融塩を積極的に流さない。ただし、溶融塩の凝固による流路の閉塞を回避するため、小流量の溶融塩を流すようにする。したがって、低温タンク側ポンプ３９及び高温タンク側ポンプ４３は低回転にて駆動される。
【００４０】
［昼間運転時］
昼間のように日射強度が大きい場合には、ヘリオフィールド３ａ，３ｂ内のヘリオスタット１０を全て用いて第１受熱器７へ集光すると、設計よりも過剰な熱が供給されることになり第１受熱器７内の熱交換器が損傷するおそれがある。そこで、本実施形態では、図４に示されているように、定格運転に必要な所望の熱量に対応する数のヘリオスタット１０のみを第１受熱器７へと向けて集光する。これは、図示しない制御部によって、各ヘリオスタット１０の反射角度を調整することによって行われる。一方、第１受熱器７へ集光しない他のヘリオスタット（余剰ヘリオスタット１１）は、第１ヘリオフィールド３ａに設けた第２受熱器９へ向けて集光する。これについても、図示しない制御部によって、各ヘリオスタット１１の反射角度を調整することによって行われる。なお、余剰ヘリオスタット１１としては、各時刻にて任意に選択できるようにしてもよく、また、図１に示したように、各第２ヘリオフィールド３ｂの第１ヘリオフィールド３ａ側に位置するヘリオスタットを選択するようにしてもよい。
【００４１】
各ヘリオフィールド３ａ，３ｂにおけるガスタービン１３の運転は上述した朝夕運転時と同様であるのでその説明を省略する。
【００４２】
昼間運転時は、朝夕運転時と異なり、蓄熱運転を行う。すなわち、第２受熱器９にて集光して得られた熱エネルギーを溶融塩へと伝達し、高温タンク４１内に蓄える。具体的には、低温タンク側ポンプ３９を定格回転数にて駆動し、低温タンク３７内の溶融塩を第２受熱器９へと導く。第２受熱器９にて加熱された溶融塩は、高温タンク４１内へと導かれ貯留される。高温タンク側ポンプ４３は小流量を流すように低回転にて駆動され、凝固による流路の閉塞回避および溶融塩熱交換器３５の予熱を行う。
このような蓄熱運転を行っている場合には、図４に示されているように、図示しない制御部によって第１給水分岐点２７側が選択されている。
【００４３】
［夜間運転時］
夜間のように日射が少ない或いは無い場合には、ガスタービン１３を駆動できる熱量を第１受熱器７にて集光することができないので、ガスタービン１３を停止する。
一方、蒸気タービン１７は、昼間運転時にて蓄熱した溶融塩を用いて駆動する。すなわち、図示しない制御部によって第２給水分岐点３３側が選択されるとともに、高温タンク側ポンプ４３を定格回転数にて駆動し、高温タンク４１内の溶融塩を溶融塩熱交換器３５へと導く。このとき、低温タンク側ポンプ３９は小流量を流すように低回転にて駆動され、凝固による流路の閉塞を回避する。
溶融塩熱交換器３５では、給水ポンプ２４から供給された給水と、高温タンク４１から供給された溶融塩との熱交換が行われ、過熱蒸気が生成される。生成された過熱蒸気は、溶融塩側過熱蒸気配管２９ｃを通り、蒸気タービン１７へと導かれて蒸気タービン１７を駆動する。このように、日射のない夜間であっても蒸気タービン１７を駆動して発電することができる。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態にかかる太陽熱タービン発電装置１によれば、以下の作用効果を奏する。
第１受熱器７に集光される熱量が定格運転時の設計熱量に到達した場合に、第１受熱器７に太陽光を集光していない余剰ヘリオスタット１１の反射角度を調整し、第２受熱器９に集光するようにした。これにより、第１受熱器７に集光できずに利用できていなかった太陽熱エネルギーを第２受熱器９にて無駄なく使用することができ、日射の強い南中時付近であっても有効に集熱することができる。
【００４５】
第２受熱器９にて得られた熱を、溶融塩を貯留する高温タンク４１にて蓄熱することとした。これにより、第２受熱器９にて集光している昼間運転時は蓄熱しておき、日射がない夜間に蓄熱した高温タンク４１内の溶融塩を用いて蒸気タービン１７にて発電することができる。したがって、日射の強弱や有無にかかわりなく高い稼働率を実現することができる。
【００４６】
第１ヘリオフィールド３ａにのみ第１受熱器７に加えて第２受熱器９を設置し、この第１ヘリオフィールド３ａを取り囲む第２ヘリオフィールド３ｂには第２受熱器９を設けずに第１受熱器７のみを設けることとした。これにより、余剰ヘリオスタット１１から反射された太陽光は、中央に位置する第１ヘリオフィールド３ａに設けられた第２受熱器９に総合して集められる。したがって、第２受熱器９における受熱量が増大し、効率的に第２受熱器９における受熱がより有効に行われることとなる。
また、第２ヘリオフィールド３ｂは、第１ヘリオフィールド３ａを取り囲むように配置されているので、第２ヘリオフィールド３ｂの余剰ヘリオスタット１１を第１ヘリオフィールド３ａの第２受熱器９に向けることが容易となる。
【符号の説明】
【００４７】
１  太陽熱タービン発電装置
３ａ  第１ヘリオフィールド（第１発電領域）
３ｂ  第２ヘリオフィールド（第２発電領域）
５  タワー
７  第１受熱器
９  第２受熱器
１０  ヘリオスタット
１１  余剰ヘリオスタット
１３  ガスタービン
１５  排ガスボイラ
１７  蒸気タービン
２０  圧縮機
２２  ガスタービン側発電機
２３  蒸気タービン側発電機
２４  給水ポンプ
２６ａ  排ガスボイラ側給水配管
２６ｂ  排ガスボイラ側給水分岐配管
２７  第１給水分岐点
２９ａ  過熱蒸気配管
２９ｂ  合流過熱蒸気配管
２９ｃ  溶融塩側過熱蒸気配管
３１  復水器
３３  第２給水分岐点
３５  溶融塩熱交換器
３７  低温タンク
３９  低温タンク側ポンプ
４１  高温タンク
４３  高温タンク側ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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