(57)【要約】【課題】太陽光を複数のヘリオスタットによりソーラータワー上部に設置されたレシーバーに集光し、この集光した太陽光エネルギーを用いて太陽熱発電又は／及び太陽光発電を行う集光型発電設備を建設する際に、ヘリオスタットを集光効率の面で最適な場所に配置し、高い集光効率が得られる集光型発電システムを得ることができるヘリオスタットの設置方法を提供する。【解決手段】緯度、経度及び地表からの高さによって特定されるレシーバーの設置位置、ヘリオスタットの鏡体の地表からの高さ、及び太陽の軌道に基づいて、ソーラータワーの周辺でのヘリオスタットのコサイン効果マップを求め、このコサイン効果マップ上でコサイン効果が大きい領域に優先的にヘリオスタットを配置する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光を複数のヘリオスタットによりソーラータワー上部に設置されたレシーバーに集光し、この集光した太陽光エネルギーを用いて太陽熱発電又は／及び太陽光発電を行う集光型発電設備において、ヘリオスタットを配置するにあたり、
緯度、経度及び地表からの高さによって特定されるレシーバーの設置位置、ヘリオスタットの鏡体の地表からの高さ、及び太陽の軌道に基づいて、ソーラータワーの周辺でのヘリオスタットのコサイン効果マップを求め、該コサイン効果マップ上でコサイン効果が大きい領域に優先的にヘリオスタットを配置することを特徴とする、太陽光エネルギーを利用した集光型発電設備におけるヘリオスタットの配置方法。
【請求項２】
ヘリオスタットを配置可能な敷地のなかで、コサイン効果マップ上でコサイン効果が一定値以上の領域（但し、ソーラータワー直下の領域を除く）にのみヘリオスタットを配置することを特徴とする、請求項１に記載の太陽光エネルギーを利用した集光型発電設備におけるヘリオスタットの配置方法。
【請求項３】
北半球ではソーラータワーよりも北側の領域にヘリオスタットを配置し、南半球ではソーラータワーよりも南側の領域にヘリオスタットを配置することを特徴とする、請求項１又は２に記載の太陽光エネルギーを利用した集光型発電設備におけるヘリオスタットの配置方法。
【請求項４】
複数のヘリオスタットを、ヘリオスタット間でのシャドウイング及びブロッキングが生じないよう若しくは最小となるように設置することを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の太陽光エネルギーを利用した集光型発電設備におけるヘリオスタットの配置方法。
【請求項５】
下記ステップ（1）〜（8）により、ヘリオスタットの配置領域を決定することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の太陽光エネルギーを利用した集光型発電設備におけるヘリオスタットの配置方法。
（1）集光型発電設備の設置場所条件を決める。
（2）設定された発電量に応じた集光条件を決める。
（3）ヘリオスタットの鏡体の地表からの高さ、鏡体の大きさを決める。
（4）ソーラータワーに設置するレシーバーの地表からの高さ、形状を決める。
（5）ソーラータワーの周辺でのヘリオスタットのコサイン効果マップを計算する。
（6）シャドーイング、ブロッキングを考慮しつつ、上記コサイン効果マップに基づきヘリオスタット配置を決める。
（7）上記ステップ（3）〜（6）による設備設計に基づく集光状況を計算する。
（8）上記ステップ（7）の結果を上記ステップ（2）の集光条件と比較し、上記ステップ（2）の集光条件を満足する場合には、ヘリオスタットの配置が決定され、設計が終了する。上記ステップ（2）の集光条件を満足しない場合には、上記ステップ（3）以下を繰り返す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光エネルギーを利用した集光型発電設備におけるヘリオスタットの配置方法に関するものであり、より詳細には、太陽光を複数のヘリオスタットによりソーラータワー上部に設置されたレシーバーに集光し、この集光した太陽光エネルギーを用いて太陽熱発電又は／及び太陽光発電を行う集光型発電設備を建設する際に、複数のヘリオスタットを集光効率の面で最適な場所に配置するための設計方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽光を多数のヘリオスタットによりソーラータワー上部に設置されたレシーバーに集光し、この集光した太陽光エネルギーを用いて太陽熱発電又は太陽光発電を行う集光型発電システムが知られている。
このうち、集光型太陽熱発電システムでは、例えば、図１２に示すように、太陽光線を複数のヘリオスタット５を用いてソーラータワー４の上部に設置したレシーバー６に集光する。このレシーバー６は集光した太陽光線のエネルギーで高温となるので、ここに作動媒体を流す伝熱管を多数配置して熱回収する。熱回収して高温となった作動媒体は熱交換器７に流れ、ここで水と熱交換して高温・高圧の水蒸気を作り出す。水蒸気は蒸気タービン８に送られこれを回転する。回転エネルギーは発電機９で電気として回収される。蒸気タービンを出た水蒸気は復水器１０で冷却されて凝縮し、再び熱交換器７に送られる。このような集光型太陽熱発電では、太陽光線をレシーバーに集光するヘリオスタットを効率よく配置することが重要である。
例えば、スペインに建設され稼働している集光型太陽熱発電設備（名称：Gemasolar Thermosolar Plant）は、高さ１４０ｍのソーラータワー１本の周りにヘリオスタットが約２，０００台配置されており、このヘリオスタットは、ソーラータワーの周囲にほぼ同心円状に配置されている。
【０００３】
また、集光型太陽熱発電システムのヘリオスタットの配置に関しては、例えば、特許文献１，２に以下のような例が示されている。
特許文献１には、図１３（ａ），（ｂ）に示されるようなソーラータワーとヘリオスタットの設置形態が示されている。このうち図１３（ａ）の例では、ヘリオスタット設置エリアの面積に制限を設けて複数のエリア２０に分割し、各エリア２０にソーラータワー２１を設置して発電を行っている。また、各エリア２０のヘリオスタット２２は、ソーラータワー２１の周囲に均等に設置されている。これは、ソーラータワー周辺から満遍なく集光しようとするためである。また、図１３（ｂ）の例では、敷地を複数のエリア２３に分割し、各エリア２３の片側にソーラータワー２４を設置して発電を行っている。
【０００４】
また、特許文献２には、図１４に示されるようなソーラータワーとヘリオスタットの設置形態が示されている。この例では、敷地３０はヘリオスタットを長方形の敷地内に配置した複数のモジュール３１に分割されており、各モジュール３１は、１本のソーラータワー３２と、多数のヘリオスタットが長方形の敷地内に配置された北側ヘリオスタット３３と、多数のヘリオスタットが長方形の敷地内に配置された南側ヘリオスタット３４から構成される。このような形態では、ヘリオスタットの配置をモジュール化することで、ヘリオスタットの角度制御をより簡易化するとともに、発電容量変化にモジュール数の増減で対応することで、設計・建設・メンテナンスコストを低減できる効果がある。
【０００５】
また、集光型太陽光発電システムは、太陽電池セル（例えば、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、太陽電池セルで発電がなされる。太陽光レシーバーには、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太陽電池セルを一定温度以下に冷却する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２００８／１２８２３７号
【特許文献２】国際公開第２００９／０７０７７４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
集光型太陽熱発電や集光型太陽光発電で用いられるヘリオスタットの例を図１に示す。ヘリオスタットは、太陽光を反射する鏡体１と、この鏡体１を支持する支柱２と、鏡体１の角度を変えるための駆動装置３などで構成される。この駆動装置３は、制御装置（図示せず）からの出力を受けて、太陽光を常にレシーバーに集光するように、鏡体１の角度を変化させる。このようなヘリオスタットでは、図２に示すように、移動する太陽からの入射光を常にレシーバーへ反射するため、鏡面の法線角度を変える制御が行われる。このとき、法線と入射光の成す角度θは常時変化するため、鏡の有効反射幅Ｓも変化する。その値は、鏡の幅をＷとするとき、法線と入射光の成す角度θの関係として、Ｓ＝Ｗ×ｃｏｓ（θ）となる。すなわち、ＳはＷより常に小さく、角度θが小さいほどＷに近い値になる。そして、このｃｏｓ（θ）をコサイン効果と呼び、その値は無次元数で０≦ｃｏｓ（θ）≦１である。
【０００８】
コサイン効果は、図２に示すように、太陽の位置（時間の関数）、レシーバーとヘリオスタットの相対的な位置関係により決まる。
しかし、従来の集光型太陽熱発電システムや集光型太陽光発電システムでは、ヘリオスタットはソーラータワー（レシーバー）周辺に均等に配置されており、上述したようなコサイン効果は全く考慮されていない。そのため、鏡の面積が効率的に利用されていない問題があった。
【０００９】
したがって本発明の目的は、以上のような従来技術の課題を解決し、太陽光を複数のヘリオスタットによりソーラータワー上部に設置されたレシーバーに集光し、この集光した太陽光エネルギーを用いて太陽熱発電又は／及び太陽光発電を行う集光型発電設備を建設する際に、ヘリオスタットを集光効率の面で最適な場所に配置し、高い集光効率が得られる集光型発電システムを得ることができるヘリオスタットの設置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］太陽光を複数のヘリオスタットによりソーラータワー上部に設置されたレシーバーに集光し、この集光した太陽光エネルギーを用いて太陽熱発電又は／及び太陽光発電を行う集光型発電設備において、ヘリオスタットを配置するにあたり、
緯度、経度及び地表からの高さによって特定されるレシーバーの設置位置、ヘリオスタットの鏡体の地表からの高さ、及び太陽の軌道に基づいて、ソーラータワーの周辺でのヘリオスタットのコサイン効果マップを求め、該コサイン効果マップ上でコサイン効果が大きい領域に優先的にヘリオスタットを配置することを特徴とする、太陽光エネルギーを利用した集光型発電設備におけるヘリオスタットの配置方法。
【００１１】
［2］上記［1］の配置方法において、ヘリオスタットを配置可能な敷地のなかで、コサイン効果マップ上でコサイン効果が一定値以上の領域（但し、ソーラータワー直下の領域を除く）にのみヘリオスタットを配置することを特徴とする、太陽光エネルギーを利用した集光型発電設備におけるヘリオスタットの配置方法。
［3］上記［1］又は［2］の配置方法において、北半球ではソーラータワーよりも北側の領域にヘリオスタットを配置し、南半球ではソーラータワーよりも南側の領域にヘリオスタットを配置することを特徴とする、太陽光エネルギーを利用した集光型発電設備におけるヘリオスタットの配置方法。
［4］上記［1］〜［3］のいずれかの配置方法において、複数のヘリオスタットを、ヘリオスタット間でのシャドウイング及びブロッキングが生じないよう若しくは最小となるように設置することを特徴とする、太陽光エネルギーを利用した集光型発電設備におけるヘリオスタットの配置方法。
【００１２】
［5］上記［1］〜［4］のいずれかの配置方法において、下記ステップ（1）〜（8）により、ヘリオスタットの配置領域を決定することを特徴とする、太陽光エネルギーを利用した集光型発電設備におけるヘリオスタットの配置方法。
（1）集光型発電設備の設置場所条件を決める。
（2）設定された発電量に応じた集光条件を決める。
（3）ヘリオスタットの鏡体の地表からの高さ、鏡体の大きさを決める。
（4）ソーラータワーに設置するレシーバーの地表からの高さ、形状を決める。
（5）ソーラータワーの周辺でのヘリオスタットのコサイン効果マップを計算する。
（6）シャドーイング、ブロッキングを考慮しつつ、上記コサイン効果マップに基づきヘリオスタット配置を決める。
（7）上記ステップ（3）〜（6）による設備設計に基づく集光状況を計算する。
（8）上記ステップ（7）の結果を上記ステップ（2）の集光条件と比較し、上記ステップ（2）の集光条件を満足する場合には、ヘリオスタットの配置が決定され、設計が終了する。上記ステップ（2）の集光条件を満足しない場合には、上記ステップ（3）以下を繰り返す。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、太陽光を複数のヘリオスタットによりソーラータワー上部に設置されたレシーバーに集光し、この集光した太陽光エネルギーを用いて太陽熱発電又は／及び太陽光発電を行う集光型発電設備を建設する際に、コサイン効果の大きな領域に優先的にヘリオスタットを配置することで、高い集光効率が得られる集光型発電システムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】集光型太陽熱発電システムや集光型太陽光発電システムで使用されるヘリオスタットの構成例を示す斜視図
【図２】ヘリオスタットのコサイン効果を説明するための図面
【図３】高さ約１００ｍのソーラータワーの周辺にヘリオスタットNo.１、No.２、No.３を配置した例を示す説明図
【図４】図３に示すヘリオスタットの配置で、夏至におけるコサイン効果の日変化を計算した結果を示すグラフ
【図５】本発明で使用するコサイン効果マップの一例を示す図面
【図６】図５のコサイン効果マップに基づく本発明によるヘリオスタットの配置例を示す図面
【図７】ヘリオスタット間のシャドウイング及びブロッキングを説明するための図面
【図８】ヘリオスタット間のシャドウイング及びブロッキングをなくすためのヘリオスタットの配置例を示す説明図
【図９】本発明においてヘリオスタットの配置領域を決定する際の手順を示すフロー図
【図１０】本発明の実施例におけるヘリオスタットの配置例を示す説明図
【図１１】本発明の実施例における集光量及びその日変化量、年変化量を示すグラフ
【図１２】集光型太陽熱発電システムの構成例を示す説明図
【図１３】従来技術の集光型太陽熱発電システムにおけるソーラータワーとヘリオスタットの設置形態の一例を示す説明図
【図１４】従来技術の集光型太陽熱発電システムにおけるソーラータワーとヘリオスタットの設置形態の他の例を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明が対象（設計対象）とする発電設備は、太陽光を複数のヘリオスタットによりソーラータワー上部に設置されたレシーバーに集光し、この集光した太陽光エネルギーを用いて太陽熱発電又は／及び太陽光発電を行う集光型発電設備である。
ヘリオスタットは、図１に示すように、支柱２に支持された鏡体１と、この鏡体１の角度を変えるための駆動装置３を備えている。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。
ソーラータワーは、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、レシーバーが受ける光の量により高さが適切に設計される。
【００１６】
ソーラータワーの上部に設置されるレシーバーは、集光型太陽熱発電システムの場合には、太陽熱レシーバーで構成される。この太陽熱レシーバーは、その受光面に伝熱管が密に並べられ、熱媒体を循環させる循環流路に設けられる。ヘリオスタットで集光した太陽光線を受光面で受け、その熱で熱媒体を加熱する。通常、ここで加熱された熱媒体が水と熱交換されて蒸気を作り、この蒸気を用いて発電を行う。
また、集光型太陽光発電システムの場合には、ソーラータワーの上部に設置されるレシーバーは太陽光レシーバーで構成される。この太陽光レシーバーは、その受光面に太陽電池セル（例えば、多接合型太陽電池セル）が配置され、ヘリオスタット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。
なお、１つの発電システムで太陽熱発電と太陽光発電の両方を行う場合には、太陽熱レシーバーと太陽光レシーバーがソーラータワーの上部に併設される。
【００１７】
以下、主に集光型太陽熱発電システムを例に、本発明を説明する。
図３は、神奈川県横浜市鶴見区に高さ約１００ｍのソーラータワーを建設し、その高さ１００ｍの位置にレシーバーを設置し、ソーラータワーの周辺にヘリオスタットNo.１、No.２、No.３を配置した例を示している。このようなヘリオスタットの配置で、夏至におけるコサイン効果の日変化を計算したのが図４である。さきに図２で説明したように、コサイン効果は、ヘリオスタットの鏡の使用効率といえるものであり、値が大きい（１に近い）ほど、鏡が有効に使われているということになる。
【００１８】
太陽は東から昇るので、ソーラータワーの西北西に配置したヘリオスタットNo.１は太陽光をほぼ正面から受ける午前中にコサイン効果が大きく（図２のヘリオスタットＡの状態）、夕方はコサイン効果が小さくなる（図２のヘリオスタットＢの状態）。ソーラータワーの東北東に配置したヘリオスタットNo.３は、ヘリオスタットNo.１とほぼ逆のコサイン効果変化を示す。ソーラータワーの北側に設置したヘリオスタットNo.２は、コサイン効果の最大値はヘリオスタットNo.１，No.３よりも小さいものの、ほぼ一日中大きなコサイン効果を維持している。９時〜１５時の平均コサイン効果は［ヘリオスタットNo.２］＞［ヘリオスタットNo.１，No.３］となる。したって、ヘリオスタットNo.２のほうが、ヘリオスタットNo.１、No.３よりも効率よく集光できることが判る。
【００１９】
以上のことから、ヘリオスタットを多数配置する場合には、コサイン効果が大きい場所に優先的にヘリオスタットを配置することで、ヘリオスタットを効率的に利用できることが判る。
このため本発明では、集光型太陽熱発電設備を建設する際に、ソーラータワーの周辺でのヘリオスタットのコサイン効果を調べ、コサイン効果が大きい場所に優先的にヘリオスタットを配置するように設備設計を行う。具体的には、緯度、経度及び地表からの高さによって特定されるレシーバーの設置位置、ヘリオスタットの鏡体の地表からの高さ、及び太陽の軌道に基づいて、ソーラータワーの周辺でのヘリオスタットのコサイン効果マップを求め、このコサイン効果マップ上でコサイン効果が大きい領域に優先的にヘリオスタットを配置する設計を行う。
ソーラータワーの周辺でのヘリオスタットのコサイン効果マップは、通常、コサイン効果の年間平均値の分布を計算して作成する。
【００２０】
図５は、南緯２７度、東経１３５度の地点にて、高さ約１００ｍのソーラータワー（レシーバーの地表からの設置高さ１００ｍ）、鏡体の地表からの高さ２ｍのヘリオスタットを設置することを想定し、ソーラータワーの南側敷地でのコサイン効果マップ（年間コサイン効果平均値の分布）を計算したものである。これによれば、図３及び図４の例で示したように、ソーラータワーの東西ではコサイン効果の値が小さくなる。一方、図５は発電設備の設置場所が南半球であるため、ソーラータワーの近傍南側でコサイン効果の値が大きくなる。ソーラータワーから東西２００ｍ離れた場所では、コサイン効果が０．７６以下であるのに、南側２００ｍではコサイン効果が０．８０であり、ここにヘリオスタットを配置するほうがよいことになる。
【００２１】
ソーラータワーの周辺でのヘリオスタットのコサイン効果マップは、緯度、経度及び地表からの高さによって特定されるレシーバーの設置位置、ヘリオスタットの鏡体の地表からの高さ、及び太陽の軌道に基づいて計算することができる。したがって、本発明では、ソーラータワーの周辺でのヘリオスタットのコサイン効果マップを求め、このコサイン効果マップ上でコサイン効果が大きい領域に優先的にヘリオスタットを配置するように設計を行う。すなわち、ヘリオスタットの配置領域を選定する場合の優先順をコサイン効果の大きさで決めるものであり、例えば、コサイン効果マップ上でコサイン効果が最も大きい領域にヘリオスタットを配置することとし、さらに必要であれば、次にコサイン効果の大きい領域、さらに次にコサイン効果の大きい領域、というように順番に選定してヘリオスタットを配置する。
【００２２】
実際の敷地では、敷地境界の制約を受ける場合があるが、その場合でも、コサイン効果が大きい場所を優先して選定してヘリオスタットを配置する。例えば、図６では、敷地が長方形であるが、コサイン効果の値は領域（1）＞領域（2）＞領域（3）＞領域（4）であり、したがって、領域（1）、領域（2）、領域（3）、領域（4）の優先順でヘリオスタットの配置領域（場所）を選定する。つまり、まず、コサイン効果が最も大きい領域（1）にヘリオスタットを配置することとし、さらに必要であれば、領域（2）、領域（3）に順番に選定して配置する。
なお、ソーラータワー直下の領域（例えば、図６の領域（a））は、コサイン効果が大きいもののタワーの陰になり易く、またタワー補修などの際の作業用スペースとして使用する場合があるため、通常、ヘリオスタットは配置しない。
【００２３】
したがって、本発明では、ヘリオスタットを配置可能な敷地のなかで、コサイン効果マップ上でコサイン効果が一定値以上の領域（但し、ソーラータワー直下の領域を除く）にのみヘリオスタットを配置することが好ましい。
また、図３〜図５に示すように、コサイン効果が高いのは、北半球ではソーラータワーよりも北側の領域、南半球ではソーラータワーよりも南側の領域であり、したがって、北半球ではソーラータワーよりも北側の領域に、南半球ではソーラータワーよりも南側の領域に、それぞれヘリオスタットを配置することが好ましい。この場合、図５及び図６に示されるように、コサイン効果が等しくなる領域は南北方向に偏った楕円形となり、この楕円形領域内にヘリオスタットが配置される。
【００２４】
本発明では、ヘリオスタットが上述したようにコサイン効果が大きい領域に優先的に配置されるが、その際、当該領域にできるだけ多くの数のヘリオスタットが配置されることが好ましい。しかし、ヘリオスタットを密に配置しすぎると、図７に示すように、或るヘリオスタットが近隣の別のヘリオスタットの鏡の陰になるシャドウイングロスや、或るヘリオスタットの反射光が近隣のヘリオスタットの鏡でブロックされてレシーバーに届かないブロッキングロスが生じてしまう。したがって、複数のヘリオスタットを、ヘリオスタット間でのシャドウイング及びブロッキングが極力生じないように配置することが好ましい。
【００２５】
そのようなヘリオスタットの好ましい配置としては、例えば、図８に示すようなラジアルスタッガード配置が考えられる。このラジアルスタッガード配置では、ヘリオスタットをソーラータワーを略中心とする複数の同心円（楕円）上に間隔をおいて配置するにあたり、複数の同心円の周方向でヘリオスタットを千鳥状に配置するものである。すなわち、１つの同心円に沿ったｒ列において隣接して配置されたヘリオスタットＡ，Ｂに対して、次の同心円に沿ったｒ＋１列では、ヘリオスタットＣをヘリオスタットＡ，Ｂの間に配置することで、シャドウウイングロスやブロッキングロスを最小限にするものである。
なお、ヘリオスタット間でシャドウイングやブロッキングを回避するために必要なヘリオスタット間の距離は、ソーラータワーから遠くなるほど大きくなる。したがって、ヘリオスタットの配置密度はソーラータワーから遠いほど小さくすることが好ましい。
【００２６】
図９は、本発明においてヘリオスタットの配置領域を決定する際の計算手順を示すフロー図であり、以下、この手順について具体例を挙げて説明する。通常、以下の計算は、コンピュータに各条件を入力することにより、計算プログラムにしたがって実行される。
Step１：  集光型太陽熱発電設備の設置場所条件（地球上の緯度、経度、敷地形状）を決める。例えば、ブリスベン（豪州）、南緯２７°、東経１３５°、敷地形状は東西２００ｍ、南北１，０００ｍとする。
Step２：  予め設定された当該集光型発電設備の発電量（計画している送電容量）に応じた集光条件（集光量、日変化量、年変化量）を決める。例えば、集光量を１０ＭＷとする。
Step３：  ヘリオスタットの鏡体の地表からの高さ、鏡体の大きさを決める。例えば、鏡面積９ｍ２、高さ２ｍとする。
Step４：  ソーラータワーに設置するレシーバー高さ、形状を決める。例えば、レシーバーの設置高さ（地表からの高さ）を１００ｍとし、面積３６ｍ２のレシーバーを上段・下段で２面（南向き）設置するものとする。
【００２７】
Step５：  上記緯度、経度及び地表からの高さによって特定されるレシーバーの設置位置、ヘリオスタットの鏡体の地表からの高さ、及び太陽の軌道に基づいて、ソーラータワーの周辺でのヘリオスタットのコサイン効果マップを計算し、例えば、図５に示すようなコサイン効果マップを求める。
Step６：  シャドーイング、ブロッキングを考慮しつつ、上記コサイン効果マップ上でコサイン効果が大きい領域に優先的にヘリオスタットを配置するようにしてヘリオスタット配置を決める。例えば、図１０に示すヘリオスタットの配置を決める（図１０中の＋はヘリオスタットを示す）。
Step７：  上記Step３〜Step６による設備設計に基づく集光状況（集光量、日変化量、年変化量）を計算する。例えば、図１１に示されるような、集光量、日変化量、年変化量を求める。
Step８：  Step７の結果をStep２の集光条件と比較し、Step２の集光条件を満足する場合には、ヘリオスタットの配置が決定され、設計が終了する。例えば、図１１では上段・下段のレシーバーあわせて１０ＭＷを超えており、集光条件を満足している。一方、Step２の集光条件を満足しない場合は、Step３に戻り繰り返し計算して解を求める。
【００２８】
以上、本発明法を集光型太陽熱発電システムを例に説明したが、集光型太陽光発電システムについても同様である。
本発明法が適用される集光型発電設備の規模に特別な制限はないが、一般には、ソーラータワー高さ５０〜２００ｍ、ヘリオスタット数１０００〜１０，０００台、敷地面積１ｋｍ四方以下がよい。敷地面積が広くなり過ぎると、より高いソーラータワーが必要となるため建設費が高くなる。また、ヘリオスタット台数が多くなり過ぎると、ソーラータワーから遠く離れたコサイン効果が小さい場所にもヘリオスタットを配置することになるので、集光効率が低下する。なお、特に大容量の発電設備を設計する場合には、図１３、図１４の先行技術の例にあるように、敷地を分割して、一定規模のソーラーフィールドを複数配置することが考えられる。もちろん、この場合、各ソーラーフィールド内に設置されるソーラータワーとヘリオスタットの位置関係は、本発明に基づきコサイン効果を加味して最適な配置とする。
【符号の説明】
【００２９】
１  鏡体
２  支柱
３  駆動装置
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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