(57)【要約】【課題】太陽光を受けて水を分解する触媒を有する人工光合成装置を含む太陽エネルギー利用システムにおいて、太陽エネルギーの変換効率の向上を図ることが可能な太陽エネルギー利用システムを提供する。【解決手段】太陽光を受けて水を分解する触媒を有する人工光合成装置１０と、前記太陽光を受けて発電する太陽光発電装置５０と、人工光合成装置１０との間で熱交換可能となるように配置される第一熱交換装置２０と、熱媒体を貯溜することで熱を蓄える蓄熱装置３０と、第一熱交換装置２０と蓄熱装置３０との間で熱媒体を循環させることで熱を伝達する熱媒体循環装置４０と、を具備した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光を受けて水を分解する触媒を有する人工光合成装置と、
前記太陽光を受けて発電する太陽光発電装置と、
前記人工光合成装置との間で熱交換可能となるように配置される熱交換装置と、
熱媒体を貯溜することで熱を蓄える蓄熱装置と、
前記熱交換装置と前記蓄熱装置との間で熱媒体を循環させることで熱を伝達する熱媒体循環装置と、
を具備する太陽エネルギー利用システム。
【請求項２】
前記人工光合成装置の温度を検出する第一温度検出手段と、
前記蓄熱装置の温度を検出する第二温度検出手段と、
前記人工光合成装置の温度が目標下限温度未満であり、かつ前記人工光合成装置の温度が前記蓄熱装置の温度未満である場合に、前記熱媒体循環装置によって前記熱交換装置と前記蓄熱装置との間で熱媒体を循環させることで、前記蓄熱装置の熱を前記人工光合成装置へと伝達する熱供給制御を行う制御装置と、
をさらに具備する請求項１に記載の太陽エネルギー利用システム。
【請求項３】
前記人工光合成装置の温度を検出する第一温度検出手段と、
前記蓄熱装置の温度を検出する第二温度検出手段と、
前記人工光合成装置の温度が目標上限温度より高く、かつ前記人工光合成装置の温度が前記蓄熱装置の温度より高い場合に、前記熱媒体循環装置によって前記熱交換装置と前記蓄熱装置との間で熱媒体を循環させることで、前記人工光合成装置の熱を前記蓄熱装置へと伝達する熱回収制御を行う制御装置と、
をさらに具備する請求項１に記載の太陽エネルギー利用システム。
【請求項４】
前記人工光合成装置の温度を検出する第一温度検出手段と、
前記蓄熱装置の温度を検出する第二温度検出手段と、
前記人工光合成装置の温度が目標下限温度未満であり、かつ前記人工光合成装置の温度が前記蓄熱装置の温度未満である場合に、前記熱媒体循環装置によって前記熱交換装置と前記蓄熱装置との間で熱媒体を循環させることで、前記蓄熱装置の熱を前記人工光合成装置へと伝達する熱供給制御を行うと共に、前記人工光合成装置の温度が前記目標下限温度よりも高い値に設定された目標上限温度より高く、かつ前記人工光合成装置の温度が前記蓄熱装置の温度より高い場合に、前記熱媒体循環装置によって前記熱交換装置と前記蓄熱装置との間で熱媒体を循環させることで、前記人工光合成装置の熱を前記蓄熱装置へと伝達する熱回収制御を行う制御装置と、
をさらに具備する請求項１に記載の太陽エネルギー利用システム。
【請求項５】
前記太陽光発電装置で発電が行われているか否かを検出する発電検出部をさらに具備し、
前記制御装置は、
前記太陽光発電装置で発電が行われている場合にのみ、前記熱回収制御を行う、
請求項３又は請求項４に記載の太陽エネルギー利用システム。
【請求項６】
前記制御装置は、
前記人工光合成装置が太陽光を受けることができない時刻に前記熱供給制御を行う場合には、
前記人工光合成装置の温度が前記目標下限温度になるために必要な必要熱量を算出し、
前記必要熱量を前記蓄熱装置から前記人工光合成装置へと伝達させるのに要する所要時間を算出し、
現在時刻から、前記人工光合成装置が太陽光を受けることが可能になると予測される時刻までの時間が前記所要時間以下になった場合にのみ、前記熱供給制御を行う、
請求項２又は請求項４に記載の太陽エネルギー利用システム。
【請求項７】
前記太陽光発電装置で発電が行われているか否かを検出する発電検出部をさらに具備し、
前記制御装置は、
前記太陽光発電装置で発電が行われている場合にのみ、前記熱回収制御を行うと共に、
前記人工光合成装置が太陽光を受けることができない時刻に前記熱供給制御を行う場合には、
前記人工光合成装置の温度が前記目標下限温度になるために必要な必要熱量を算出し、
前記必要熱量を前記蓄熱装置から前記人工光合成装置へと伝達させるのに要する所要時間を算出し、
現在時刻から、前記人工光合成装置が太陽光を受けることが可能になると予測される時刻までの時間が前記所要時間以下になった場合にのみ、前記熱供給制御を行う、
請求項４に記載の太陽エネルギー利用システム。
【請求項８】
前記触媒は生体触媒であり、
前記人工光合成装置の温度を検出する第一温度検出手段と、
前記蓄熱装置の温度を検出する第二温度検出手段と、
前記人工光合成装置の温度が前記触媒の生存可能な温度の下限値である生存下限温度未満であり、かつ前記人工光合成装置の温度が前記蓄熱装置の温度未満である場合に、前記熱媒体循環装置によって前記熱交換装置と前記蓄熱装置との間で熱媒体を循環させることで、前記蓄熱装置の熱を前記人工光合成装置へと伝達する熱供給制御を行う制御装置と、
をさらに具備する請求項１に記載の太陽エネルギー利用システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光を受けて水を分解する触媒を用いて、人工的に水の分解（人工光合成）を行う太陽エネルギー利用システムの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光合成細菌を用いて水素を発生させる技術は公知となっている。例えば、特許文献１に記載の如くである。
【０００３】
特許文献１には、光合成細菌を用いたソーラーバイオエネルギー変換装置が記載されている。当該ソーラーバイオエネルギー変換装置では、光合成細菌が太陽光を受けて水素を発生させる。当該水素は燃料として用いることができる。また当該水素を燃料電池に供給して発電することもできる。
【０００４】
また近年、太陽光を利用して水素等のエネルギー源を得る技術としては、太陽光を受けて水を分解する触媒を用いて、人工的に水の分解（人工光合成）を行う人工光合成装置が知られている。当該人工光合成装置においては、触媒に太陽光を照射することで、水を分解して水素を得ることができる。
【０００５】
しかしながら、一般的にこのような人工光合成装置は太陽エネルギーの変換効率が低く、太陽エネルギーの変換効率の向上が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−３５０１１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、太陽光を受けて水を分解する触媒を有する人工光合成装置を含む太陽エネルギー利用システムにおいて、太陽エネルギーの変換効率の向上を図ることが可能な太陽エネルギー利用システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００９】
即ち、請求項１においては、太陽光を受けて水を分解する触媒を有する人工光合成装置と、前記太陽光を受けて発電する太陽光発電装置と、前記人工光合成装置との間で熱交換可能となるように配置される熱交換装置と、熱媒体を貯溜することで熱を蓄える蓄熱装置と、前記熱交換装置と前記蓄熱装置との間で熱媒体を循環させることで熱を伝達する熱媒体循環装置と、を具備するものである。
【００１０】
請求項２においては、前記人工光合成装置の温度を検出する第一温度検出手段と、前記蓄熱装置の温度を検出する第二温度検出手段と、前記人工光合成装置の温度が目標下限温度未満であり、かつ前記人工光合成装置の温度が前記蓄熱装置の温度未満である場合に、前記熱媒体循環装置によって前記熱交換装置と前記蓄熱装置との間で熱媒体を循環させることで、前記蓄熱装置の熱を前記人工光合成装置へと伝達する熱供給制御を行う制御装置と、をさらに具備するものである。
【００１１】
請求項３においては、前記人工光合成装置の温度を検出する第一温度検出手段と、前記蓄熱装置の温度を検出する第二温度検出手段と、前記人工光合成装置の温度が目標上限温度より高く、かつ前記人工光合成装置の温度が前記蓄熱装置の温度より高い場合に、前記熱媒体循環装置によって前記熱交換装置と前記蓄熱装置との間で熱媒体を循環させることで、前記人工光合成装置の熱を前記蓄熱装置へと伝達する熱回収制御を行う制御装置と、をさらに具備するものである。
【００１２】
請求項４においては、前記人工光合成装置の温度を検出する第一温度検出手段と、前記蓄熱装置の温度を検出する第二温度検出手段と、前記人工光合成装置の温度が目標下限温度未満であり、かつ前記人工光合成装置の温度が前記蓄熱装置の温度未満である場合に、前記熱媒体循環装置によって前記熱交換装置と前記蓄熱装置との間で熱媒体を循環させることで、前記蓄熱装置の熱を前記人工光合成装置へと伝達する熱供給制御を行うと共に、前記人工光合成装置の温度が前記目標下限温度よりも高い値に設定された目標上限温度より高く、かつ前記人工光合成装置の温度が前記蓄熱装置の温度より高い場合に、前記熱媒体循環装置によって前記熱交換装置と前記蓄熱装置との間で熱媒体を循環させることで、前記人工光合成装置の熱を前記蓄熱装置へと伝達する熱回収制御を行う制御装置と、をさらに具備するものである。
【００１３】
請求項５においては、前記太陽光発電装置で発電が行われているか否かを検出する発電検出部をさらに具備し、前記制御装置は、前記太陽光発電装置で発電が行われている場合にのみ、前記熱回収制御を行うものである。
【００１４】
請求項６においては、前記制御装置は、前記人工光合成装置が太陽光を受けることができない時刻に前記熱供給制御を行う場合には、前記人工光合成装置の温度が前記目標下限温度になるために必要な必要熱量を算出し、前記必要熱量を前記蓄熱装置から前記人工光合成装置へと伝達させるのに要する所要時間を算出し、現在時刻から、前記人工光合成装置が太陽光を受けることが可能になると予測される時刻までの時間が前記所要時間以下になった場合にのみ、前記熱供給制御を行うものである。
【００１５】
請求項７においては、前記太陽光発電装置で発電が行われているか否かを検出する発電検出部をさらに具備し、前記制御装置は、前記太陽光発電装置で発電が行われている場合にのみ、前記熱回収制御を行うと共に、前記人工光合成装置が太陽光を受けることができない時刻に前記熱供給制御を行う場合には、前記人工光合成装置の温度が前記目標下限温度になるために必要な必要熱量を算出し、前記必要熱量を前記蓄熱装置から前記人工光合成装置へと伝達させるのに要する所要時間を算出し、現在時刻から、前記人工光合成装置が太陽光を受けることが可能になると予測される時刻までの時間が前記所要時間以下になった場合にのみ、前記熱供給制御を行うものである。
【００１６】
請求項８においては、前記触媒は生体触媒であり、前記人工光合成装置の温度を検出する第一温度検出手段と、前記蓄熱装置の温度を検出する第二温度検出手段と、前記人工光合成装置の温度が前記触媒の生存可能な温度の下限値である生存下限温度未満であり、かつ前記人工光合成装置の温度が前記蓄熱装置の温度未満である場合に、前記熱媒体循環装置によって前記熱交換装置と前記蓄熱装置との間で熱媒体を循環させることで、前記蓄熱装置の熱を前記人工光合成装置へと伝達する熱供給制御を行う制御装置と、をさらに具備するものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１８】
請求項１においては、太陽エネルギーの変換効率の向上を図ることができる。
すなわち、人工光合成装置に照射される太陽光を用いて、太陽光発電装置で発電することで、太陽エネルギーの変換効率の向上を図ることができる。また、熱交換装置と蓄熱装置との間で熱媒体を循環させることで、人工光合成装置の温度を調整することができる。人工光合成装置の温度を、触媒の反応速度が高くなる温度領域に調整することで、太陽エネルギーの変換効率の向上を図ることができる。また、人工光合成装置の熱を蓄熱装置に蓄えることができ、当該熱を任意の目的で使用することで、太陽エネルギーの変換効率をより向上させることができる。
【００１９】
請求項２においては、太陽エネルギーの変換効率の向上を図ることができる。
すなわち、人工光合成装置の温度が目標下限温度未満である場合には、蓄熱装置の熱を人工光合成装置へと伝達し、人工光合成装置の温度を上昇させることができる。この際、目標下限温度の値を、触媒の反応速度が高くなる温度領域の下限値付近に設定することによって、触媒の反応速度を高めることができ、ひいては太陽エネルギーの変換効率の向上を図ることができる。
【００２０】
請求項３においては、太陽エネルギーの変換効率の向上を図ることができる。
すなわち、人工光合成装置の温度が目標上限温度より高い場合には、人工光合成装置の熱を蓄熱装置へと伝達し、人工光合成装置の温度を下げることができる。この際、目標上限温度の値を、触媒の反応速度が高くなる温度領域の上限値付近に設定することによって、触媒の反応速度を高めることができ、ひいては太陽エネルギーの変換効率の向上を図ることができる。また、蓄熱装置へと伝達された熱を任意の目的に利用することができ、太陽エネルギーの変換効率をより向上させることができる。
【００２１】
請求項４においては、太陽エネルギーの変換効率の向上を図ることができる。
すなわち、人工光合成装置の温度を目標下限温度以上かつ目標上限温度以下に調整することができる。この際、目標下限温度及び目標上限温度の値を、触媒の反応速度が高くなる温度領域の下限値付近及び上限値付近にそれぞれ設定することによって、触媒の反応速度を高めることができ、ひいては太陽エネルギーの変換効率の向上を図ることができる。また、蓄熱装置へと伝達された熱を任意の目的に利用することができ、太陽エネルギーの変換効率をより向上させることができる。
【００２２】
請求項５においては、太陽光発電装置で発電が行われているか否かに基づいて熱回収制御を行うか否かを選択することができ、適切な制御を行うことができる。
すなわち、太陽光発電装置で発電が行われている場合には、太陽光が人工光合成装置に照射されており、当該人工光合成装置の温度が今後上昇すると考えられるため、熱回収制御を行って当該人工光合成装置の温度を下げる。一方、太陽光発電装置で発電が行われていない場合には、太陽光が人工光合成装置に照射されておらず、当該人工光合成装置の温度が今後低下すると考えられるため、熱回収制御を行わず、当該人工光合成装置の温度の低下を可能な限り抑制する。
【００２３】
請求項６においては、人工光合成装置が太陽光を受けることが可能になると予測される時刻に合わせて人工光合成装置の温度を目標下限温度まで上昇させることができる。これによって、人工光合成装置が太陽光を受け始めた時点から、水の分解を効率良く行うことができる。
【００２４】
請求項７においては、太陽光発電装置で発電が行われているか否かに基づいて熱回収制御を行うか否かを選択することができ、適切な制御を行うことができる。
また、人工光合成装置が太陽光を受けることが可能になると予測される時刻に合わせて人工光合成装置の温度を目標下限温度まで上昇させることができる。これによって、人工光合成装置が太陽光を受け始めた時点から、水の分解を効率良く行うことができる。
【００２５】
請求項８においては、人工光合成装置の触媒（生体触媒）が死滅するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第一実施形態に係る太陽エネルギー利用システムの全体的な構成を示した模式図。
【図２】有機系の生体触媒の特性を示した概略図。
【図３】プレヒート時間決定制御の処理を示したフローチャート。
【図４】昇温制御、集熱制御及びプレヒート実行制御の処理を示したフローチャート。
【図５】（ａ）第二実施形態に係る人工光合成装置、第一熱交換装置及び太陽光発電装置を示した図。（ｂ）第三実施形態に係る人工光合成装置及び太陽光発電装置を示した図。（ｃ）第四実施形態に係る人工光合成装置及び太陽光発電装置を示した図。
【図６】第五実施形態に係る生体触媒維持制御の処理を示したフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
まず、図１を用いて、第一実施形態に係る太陽エネルギー利用システム１について説明する。
なお、以下の説明では、比較的温度の低い水を「水」、比較的温度の高い水を「湯」と記載するが、水と湯は温度の違い以外に実質的な差異はない。
【００２８】
太陽エネルギー利用システム１は、太陽光を受けて得られる太陽エネルギーを利用するためのものである。太陽エネルギー利用システム１は、主として人工光合成装置１０、第一熱交換装置２０、蓄熱装置３０、熱媒体循環装置４０、太陽光発電装置５０、パワーコンディショナ６０、第一温度センサ７０、第二温度センサ８０及び制御装置９０を具備する。
【００２９】
人工光合成装置１０は、太陽光を受けて水を分解する触媒を有し、太陽光を受けて人工的に水の分解（人工光合成）を行うものである。ここで、「人工光合成」とは、水と光（本実施形態においては、特に太陽光）を用いて、人工的に水素及び酸素等のエネルギー源を発生させるものである。人工光合成装置１０は、日当たりの良い場所に設置される。人工光合成装置１０は、主として筐体１１及び当該筐体１１内に収容された触媒等を具備する。
【００３０】
筐体１１は、広い面で太陽光を受けることができるように、上下方向の厚さに対して前後方向及び左右方向の幅が広い直方体状（略平板状）に形成される。筐体１１は、内部に水を貯溜することが可能な空間を有する箱状に形成される。筐体１１の上面及び底面は、太陽光を透過する材料（例えば、ガラス等）により形成される。筐体１１の側面は、断熱材により覆われる。筐体１１には供給管路１１ａ及び排出管路１１ｂが接続される。
【００３１】
供給管路１１ａを介して、外部から筐体１１内へと水が供給される。筐体１１内に貯溜された水は、照射される太陽光のうち、主に可視光線（可視光）や赤外線によって温められる。また、人工光合成により発生した水素及び酸素は、排出管路１１ｂを介して筐体１１内から外部へと排出される。当該排出管路１１ｂから排出された水素及び酸素は、エネルギー源（燃料等）として利用することができる。人工光合成により水が分解された場合には、当該分解された水の分だけ供給管路１１ａから新たな水が供給される。
【００３２】
筐体１１内に収容される触媒は、太陽光を受けて水を分解するもの（光触媒）である。前記触媒は、筐体１１内に貯溜された水を分解し、水素及び酸素を発生させることができる。本実施形態においては、前記触媒として生体触媒（例えば、光化学系２複合体等）が用いられる。前記触媒は、筐体１１内に貯溜された水中に浮遊させたり、筐体１１内に一定の間隔で配置される等して、太陽光が照射されるように配置される。前記触媒は、照射される太陽光のうち、主に紫外線（近紫外線〜遠紫外線）や赤外線（近赤外線〜遠赤外線）を利用して水を分解する。
【００３３】
第一熱交換装置２０は、人工光合成装置１０との間で熱交換を行うものである。第一熱交換装置２０は、不凍液が流通可能な中空の管状に形成される。第一熱交換装置２０は、防錆性、伝熱性等に優れた金属材料等により形成される。第一熱交換装置２０は、人工光合成装置１０の内部（より詳細には、筐体１１内に貯溜された水中）を蛇行するように配置される。第一熱交換装置２０の両端は、第一熱交換装置２０の外部と連通される。第一熱交換装置２０は、筐体１１内の水又は当該第一熱交換装置２０内を流通する不凍液のうち、温度が高い方から低い方へと熱を移動させることができる。
【００３４】
蓄熱装置３０は、熱媒体（本実施形態においては、水（湯））を貯溜することで熱を蓄えるものである。蓄熱装置３０は、主として蓄熱タンク３１、第二熱交換装置３２及び補助熱源装置３３を具備する。
【００３５】
蓄熱タンク３１は、内部に水（湯）を貯溜することが可能な空間を有する箱状に形成される。蓄熱タンク３１は、温められた水（湯）を貯溜することで、熱を蓄えることができる。蓄熱タンク３１には、供給管路３１ａ及び排出管路３１ｂが接続される。
【００３６】
供給管路３１ａを介して、外部から蓄熱タンク３１内へと水（上水）が供給される。また、外部の給湯需要（例えば、住宅の浴室等）からの要求に応じて、蓄熱タンク３１内の温められた水（湯）が排出管路３１ｂを介して当該給湯需要へと供給される。
【００３７】
第二熱交換装置３２は、蓄熱タンク３１との間で熱交換を行うものである。第二熱交換装置３２は、蓄熱タンク３１の内部に設けられる。第二熱交換装置３２内には、不凍液が流通可能な配管（不図示）が設けられる。第二熱交換装置３２は、蓄熱タンク３１内の水（湯）又は当該第二熱交換装置３２内を流通する不凍液のうち、温度が高い方から低い方へと熱を移動させることができる。
【００３８】
補助熱源装置３３は、蓄熱タンク３１内に貯溜された水（湯）の温度を上昇させるためのものである。補助熱源装置３３は、燃料を用いて蓄熱タンク３１内の水（湯）を加熱し、当該水（湯）の温度を上昇させることができる。
【００３９】
熱媒体循環装置４０は、第一熱交換装置２０と蓄熱タンク３１との間で熱媒体を循環させるものである。熱媒体循環装置４０は、主として往管路４１、復管路４２及びポンプ４３を具備する。
【００４０】
往管路４１は、第一熱交換装置２０と第二熱交換装置３２とを連通するものである。往管路４１の周囲は断熱材によって覆われる。往管路４１の一端は、第二熱交換装置３２（より詳細には、第二熱交換装置３２内に設けられた配管の一端）に接続される。往管路４１の他端は、第一熱交換装置２０（より詳細には、第一熱交換装置２０の一端）に接続される。
【００４１】
復管路４２は、第一熱交換装置２０と第二熱交換装置３２とを、往管路４１とは異なる経路を介して連通するものである。復管路４２の周囲は断熱材によって覆われる。往管路４１の一端は、第一熱交換装置２０（より詳細には、第一熱交換装置２０の他端）に接続される。往管路４１の他端は、第二熱交換装置３２（より詳細には、第二熱交換装置３２内に設けられた配管の他端）に接続される。
【００４２】
ポンプ４３は、不凍液を圧送するためのものである。ポンプ４３は往管路４１の中途部に設けられる。ポンプ４３を駆動させることによって、往管路４１内の不凍液を圧送し、当該往管路４１、第一熱交換装置２０、復管路４２及び第二熱交換装置３２の順に循環させることができる。
【００４３】
太陽光発電装置５０は、太陽光を受けて発電を行うものである。太陽光発電装置５０は、太陽電池セル、電極等により構成される。太陽光発電装置５０は、直方体状（略平板状）に形成される。太陽光発電装置５０の上面は、人工光合成装置１０の筐体１１の底面と略同一形状となるように形成される。太陽光発電装置５０の上面は、筐体１１の底面全域と接するように配置される。太陽光発電装置５０の側面及び底面は、断熱材によって覆われる。太陽光発電装置５０には、人工光合成装置１０を透過した太陽光が照射される。太陽光発電装置５０は、照射される太陽光のうち、主に可視光線（可視光）を利用して発電を行う。
【００４４】
パワーコンディショナ６０は、太陽光発電装置５０において発電された直流電力を、家庭等で使用可能な交流電力に変換するものである。パワーコンディショナ６０は、太陽光発電装置５０に接続される。パワーコンディショナ６０は、太陽光発電装置５０から供給される直流電力を交流電力に変換した後、当該交流電力を家庭等に供給する。また、パワーコンディショナ６０は、太陽光発電装置５０から供給される電力を検出するセンサを有している。当該センサによって、パワーコンディショナ６０は太陽光発電装置５０で発電が行われているか否かを検出することができる。
【００４５】
第一温度センサ７０は、人工光合成装置１０の温度を検出するためのものである。第一温度センサ７０は、人工光合成装置１０の筐体１１内に設けられる。第一温度センサ７０は、人工光合成装置１０（より具体的には、筐体１１内に貯溜された水）の温度を検出することができる。
【００４６】
第二温度センサ８０は、蓄熱装置３０の温度を検出するためのものである。第二温度センサ８０は、蓄熱タンク３１内に設けられる。第二温度センサ８０は、蓄熱装置３０（より具体的には、蓄熱タンク３１内に貯溜された水（湯））の温度を検出することができる。
【００４７】
制御装置９０は、太陽エネルギー利用システム１の動作を制御するものである。制御装置９０は、主としてＣＰＵ等の演算処理装置、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶装置、Ｉ／Ｏ等の入出力装置、並びにモニター等の表示装置等により構成される。制御装置９０には、太陽エネルギー利用システム１の動作を制御するための種々の情報やプログラム等が予め記憶される。
【００４８】
制御装置９０はパワーコンディショナ６０に接続され、太陽光発電装置５０によって発電される電力に関する信号を受信することができる。
制御装置９０は第一温度センサ７０に接続され、人工光合成装置１０の温度に関する信号を受信することができる。
制御装置９０は第二温度センサ８０に接続され、蓄熱タンク３１の温度に関する信号を受信することができる。
制御装置９０は補助熱源装置３３に接続され、当該補助熱源装置３３の動作を制御することができる。
制御装置９０はポンプ４３に接続され、当該ポンプ４３の動作を制御することができる。
【００４９】
以下では、上述の如く構成された太陽エネルギー利用システム１の基本的な動作について説明する。
【００５０】
太陽エネルギー利用システム１において、人工光合成装置１０の筐体１１に太陽光が照射されると、当該筐体１１内の触媒によって人工光合成（水の分解）が行われる。供給管路１１ａを介して筐体１１内へと供給された水は、当該筐体１１内の触媒によって水素及び酸素に分解される。当該水素及び酸素は、排出管路１１ｂを介して排出される。当該水素及び酸素は、エネルギー源として利用することができる。
【００５１】
人工光合成装置１０を透過した太陽光が太陽光発電装置５０に照射されると、当該太陽光発電装置５０において発電が行われる。当該太陽光発電装置５０で発電された電力は、パワーコンディショナ６０を介して家庭等へと供給されて種々の用途に利用される。太陽光発電装置５０が発電を行う際に発生した熱は、人工光合成装置１０（より詳細には、筐体１１内に貯溜された水）に伝達される。これによって、太陽光発電装置５０の温度上昇が抑制される。
【００５２】
また、制御装置９０によってポンプ４３が駆動されると、不凍液が往管路４１、第一熱交換装置２０、復管路４２及び第二熱交換装置３２の順に循環される。
【００５３】
この際、人工光合成装置１０の温度（筐体１１内の水の温度）が蓄熱装置３０の温度（蓄熱タンク３１内の水（湯）の温度）よりも高い場合には、当該人工光合成装置１０の熱（太陽熱）が不凍液を介して蓄熱タンク３１へと移動する。これによって、蓄熱タンク３１内の水（湯）が温められ、当該蓄熱タンク３１に太陽熱を蓄えることができる。当該温められた水（湯）は、排出管路３１ｂを介して給湯需要へと供給することができる。このようにして、給湯需要において太陽熱を利用することができる。
【００５４】
一方、人工光合成装置１０の温度が蓄熱装置３０の温度よりも低い場合には、当該蓄熱装置３０の熱が不凍液を介して人工光合成装置１０へと移動する。これによって、人工光合成装置１０が温められる。この場合、蓄熱装置３０が人工光合成装置１０へ供給される熱の源（熱源）となる。
【００５５】
ここで、人工光合成装置１０に用いられる生体触媒の特性について説明する。
【００５６】
図２に示すように、有機系の生体触媒には、反応速度（水を分解する速度）が比較的高くなる温度領域が存在する。具体的には、図２に示した例では、人工光合成装置１０（筐体１１内の水）の温度（人工光合成装置温度）ＴｐがＴ１からＴ２までの間（Ｔ１＜Ｔ２）で、触媒の反応速度が高くなる。従って、人工光合成装置温度Ｔｐを、Ｔ１からＴ２までの間の値になるように調整することで、太陽エネルギーの変換効率を向上させることができる。
【００５７】
例えば、早朝や冬季においては、人工光合成装置温度Ｔｐは低くなるため、当該人工光合成装置１０を温めることが望ましい。また、日中（昼間）は太陽光によって人工光合成装置１０及び太陽光発電装置５０が温められて人工光合成装置温度Ｔｐが高くなるため、当該人工光合成装置１０の温度を下げることが望ましい。
【００５８】
以上のことから、本実施形態に係る太陽エネルギー利用システム１では、制御装置９０によって、人工光合成装置温度Ｔｐを調整するための制御が行われる。以下では、当該制御装置９０による制御について具体的に説明する。
【００５９】
制御装置９０による制御は、大きく４つの制御に分類される。具体的には、制御装置９０による制御は、プレヒート時間決定制御（図３のステップＳ１０１からステップＳ１０４まで）、集熱制御（図４のステップＳ２０１からステップＳ２０４まで）、昇温制御（図４のステップＳ３０１からステップＳ３０４まで）及びプレヒート実行制御（図４のステップＳ４０１からステップＳ４０３まで）に分類される。
【００６０】
ここで、「プレヒート」とは、人工光合成装置１０が太陽光を受けることが可能になる（例えば、日の出の時刻になる、天気が曇りや雨から晴れに変わる、等）前に、当該人工光合成装置１０の温度を予め上昇させることを意味する。
【００６１】
制御装置９０は、上記プレヒート時間決定制御（図３に示す制御）を所定時間毎に行う。本実施形態においては、制御装置９０は、午前０時から１時間毎に上記制御を行うものとする。すなわち、制御装置９０は、午前０時、午前１時、午前２時・・・の各時刻に上記プレヒート時間決定制御を行う。以下では、制御装置９０が上記プレヒート時間決定制御を行う各時刻を、単に「制御時刻」と称する。
一方、制御装置９０は、上記昇温制御、集熱制御及びプレヒート実行制御（図４に示す制御）を上記制御時刻に限らず随時行う。
【００６２】
なお制御装置９０は、原則的には、人工光合成装置温度ＴｐがＴ１からＴ２までの間の値（すなわち、触媒の反応速度が比較的高くなる温度）となるように調整を行う。従って、制御装置９０は初期状態において、目標下限温度ＴＬ（目標となる人工光合成装置温度Ｔｐの下限値）としてＴ１、目標上限温度ＴＨ（目標となる人工光合成装置温度Ｔｐの上限値）としてＴ２をそれぞれ設定する。なお、Ｔ１及びＴ２の値は触媒によって定まるものであるため、目標下限温度ＴＬ及び目標上限温度ＴＨの値も触媒に応じて適宜定められる。
【００６３】
まず、図３を用いて、制御装置９０によるプレヒート時間決定制御について説明する。制御装置９０は、現在時刻が制御時刻（例えば、午前０時）になった場合、当該プレヒート時間決定制御を開始する。
【００６４】
ステップＳ１０１において、制御装置９０は、熱源温度ＴＳが目標下限温度ＴＬより低いか否かを判定する。
ここで、「熱源温度ＴＳ」とは、蓄熱装置３０の温度を意味する。
制御装置９０は、熱源温度ＴＳが目標下限温度ＴＬより低いと判定した場合、ステップＳ１０２に移行する。
制御装置９０は、熱源温度ＴＳが目標下限温度ＴＬ以上であると判定した場合、ステップＳ１０３に移行する。
【００６５】
ステップＳ１０２において、制御装置９０は、目標下限温度ＴＬの値として熱源温度ＴＳを代入する。すなわち、制御装置９０は、目標下限温度ＴＬとして、Ｔ１ではなく熱源温度ＴＳの値を用いる。
制御装置９０は、当該ステップＳ１０２の処理を行った後、ステップＳ１０３に移行する。
【００６６】
ステップＳ１０３において、制御装置９０は、人工光合成装置温度Ｔｐを目標下限温度ＴＬまで上昇させるために、当該人工光合成装置１０へと供給する必要がある熱量（必要熱量）ＱＮを算出する。
必要熱量ＱＮは、「必要熱量ＱＮ＝（目標下限温度ＴＬ−人工光合成装置温度Ｔｐ）×人工光合成装置水量Ｖ×比熱Ｃ」の数式を用いて算出することができる。
【００６７】
ここで、「人工光合成装置水量Ｖ」は、人工光合成装置１０（筐体１１）内の水の総量である。
また、「比熱Ｃ」は、人工光合成装置１０内の水の比熱である。
人工光合成装置水量Ｖ及び比熱Ｃの値は太陽エネルギー利用システム１の構成から予め分かっており、制御装置９０に記憶されている。
【００６８】
制御装置９０は、当該ステップＳ１０３の処理を行った後、ステップＳ１０４に移行する。
【００６９】
ステップＳ１０４において、制御装置９０は、人工光合成装置１０への熱の供給を開始する時刻（供給開始時刻）ＨＰを算出する。
供給開始時刻ＨＰは、「供給開始時刻ＨＰ＝受光開始時刻ＨＳ−必要時間ＷＮ」の数式を用いて算出することができる。
【００７０】
ここで、「受光開始時刻ＨＳ」は、人工光合成装置１０が太陽光を受けることが可能になると予測される時刻である。受光開始時刻ＨＳは、本実施形態においては日の出の時刻（日照予定時刻）であり、人工光合成装置１０に太陽光が照射され始める時刻である。日照予定時刻（例えば、予め予測された日の出の時刻等）は、予め制御装置９０に記憶されている。
【００７１】
また、「必要時間ＷＮ」は、必要熱量ＱＮを蓄熱装置３０から人工光合成装置１０へと供給するのに要する時間である。必要時間ＷＮは、「必要時間ＷＮ＝必要熱量ＱＮ／（熱源温度ＴＳ−人工光合成装置温度Ｔｐ）／流量Ｒ／比熱Ｃ」の数式を用いて算出することができる。
【００７２】
ここで、「流量Ｒ」は、ポンプ４３によって圧送される不凍液の流量である。
【００７３】
制御装置９０は、当該ステップＳ１０４の処理を行った後、ステップＳ２０１（図４参照）に移行する。
【００７４】
次に、図４を用いて、制御装置９０による集熱制御について説明する。
【００７５】
ステップＳ１０４（図３参照）から移行したステップＳ２０１において、制御装置９０は、発電電力Ｐが０より大きいか否かを判定する。
ここで、「発電電力Ｐ」は、太陽光発電装置５０によって発電される電力である。
制御装置９０は、発電電力Ｐが０より大きいか否かを判定することによって、太陽光発電装置５０で発電が行われているか否かを判定することができる。
制御装置９０は、発電電力Ｐが０より大きいと判定した場合、ステップＳ２０２に移行する。
制御装置９０は、発電電力Ｐが０であると判定した場合、ステップＳ４０１に移行する。
【００７６】
ステップＳ２０２において、制御装置９０は、人工光合成装置温度Ｔｐが目標上限温度ＴＨより高いか否かを判定する。
制御装置９０は、人工光合成装置温度Ｔｐが目標上限温度ＴＨより高いと判定した場合、ステップＳ２０３に移行する。
制御装置９０は、人工光合成装置温度Ｔｐが目標上限温度ＴＨ以下であると判定した場合、ステップＳ３０１に移行する。
【００７７】
ステップＳ２０３において、制御装置９０は、人工光合成装置温度Ｔｐが熱源温度ＴＳより高いか否かを判定する。
制御装置９０は、人工光合成装置温度Ｔｐが熱源温度ＴＳより高いと判定した場合、ステップＳ２０４に移行する。
制御装置９０は、人工光合成装置温度Ｔｐが熱源温度ＴＳ以下であると判定した場合、ステップＳ５０１に移行する。
【００７８】
ステップＳ２０４において、制御装置９０は、ポンプ４３を駆動させることにより、人工光合成装置１０の熱を蓄熱装置３０へと供給する。以下、具体的に説明する。
【００７９】
ポンプ４３が駆動されると、不凍液が往管路４１、第一熱交換装置２０、復管路４２及び第二熱交換装置３２の順に循環する。この際、人工光合成装置温度Ｔｐは熱源温度ＴＳよりも高いため（ステップＳ２０３参照）、人工光合成装置１０の熱が第一熱交換装置２０へと供給され、さらに当該第一熱交換装置２０から不凍液を介して蓄熱装置３０へと供給される。
【００８０】
制御装置９０は、当該ステップＳ２０４の処理を行った後、ステップＳ５０１に移行する。
【００８１】
次に、制御装置９０による昇温制御について説明する。
【００８２】
ステップＳ２０２から移行したステップＳ３０１において、制御装置９０は、人工光合成装置温度Ｔｐが目標下限温度ＴＬ未満であるか否かを判定する。
制御装置９０は、人工光合成装置温度Ｔｐが目標下限温度ＴＬ未満であると判定した場合、ステップＳ３０２に移行する。
制御装置９０は、人工光合成装置温度Ｔｐが目標下限温度ＴＬ以上であると判定した場合、ステップＳ５０１に移行する。
【００８３】
ステップＳ３０２において、制御装置９０は、人工光合成装置温度Ｔｐが熱源温度ＴＳ未満であるか否かを判定する。
制御装置９０は、人工光合成装置温度Ｔｐが熱源温度ＴＳ未満であると判定した場合、ステップＳ３０４に移行する。
制御装置９０は、人工光合成装置温度Ｔｐが熱源温度ＴＳ以上であると判定した場合、ステップＳ３０３に移行する。
【００８４】
ステップＳ３０３において、制御装置９０は、補助熱源装置３３を駆動させることにより、蓄熱装置３０の温度を上昇させる。
制御装置９０は、当該ステップＳ３０３の処理を行った後、ステップＳ３０４に移行する。
【００８５】
ステップＳ３０４において、制御装置９０は、ポンプ４３を駆動させることにより、蓄熱装置３０の熱を人工光合成装置１０へと供給する。以下、具体的に説明する。
【００８６】
ポンプ４３が駆動されると、不凍液が往管路４１、第一熱交換装置２０、復管路４２及び第二熱交換装置３２の順に循環する。この際、人工光合成装置温度Ｔｐは熱源温度ＴＳよりも低い（ステップＳ３０２参照）、若しくは熱源温度ＴＳが人工光合成装置温度Ｔｐよりも低かったとしても当該熱源温度ＴＳは補助熱源装置３３によって上昇する（ステップＳ３０３）。このため、蓄熱装置３０の熱が不凍液を介して第一熱交換装置２０へと供給され、さらに当該第一熱交換装置２０から人工光合成装置１０へと供給される。
【００８７】
制御装置９０は、当該ステップＳ３０４の処理を行った後、ステップＳ５０１に移行する。
【００８８】
次に、制御装置９０によるプレヒート実行制御について説明する。
【００８９】
ステップＳ２０１から移行したステップＳ４０１において、制御装置９０は、現在時刻がプレヒート時間帯に含まれるか否かを判定する。
ここで、前記「プレヒート時間帯」とは、具体的には、人工光合成装置１０が太陽光を受けることができない時刻（本実施形態においては、日没の時刻から日の出の時刻まで）であって、供給開始時刻ＨＰから受光開始時刻ＨＳまでの時間帯である。すなわち制御装置９０は、現在時刻から受光開始時刻ＨＳまでの時間が必要時間ＷＮ（ステップＳ１０４参照）未満であるか否かを判定することになる。なお、日没の時刻は、予め制御装置９０に記憶されている。
制御装置９０は、現在時刻が前記プレヒート時間帯に含まれると判定した場合、ステップＳ４０２に移行する。
制御装置９０は、現在時刻が前記プレヒート時間帯に含まれないと判定した場合、ステップＳ５０１に移行する。
【００９０】
ステップＳ４０２において、制御装置９０は、人工光合成装置温度Ｔｐが熱源温度ＴＳ未満であるか否かを判定する。
制御装置９０は、人工光合成装置温度Ｔｐが熱源温度ＴＳ未満であると判定した場合、ステップＳ４０３に移行する。
制御装置９０は、人工光合成装置温度Ｔｐが熱源温度ＴＳ以上であると判定した場合、ステップＳ５０１に移行する。
【００９１】
ステップＳ４０３において、制御装置９０は、ポンプ４３を駆動させることにより、蓄熱装置３０の熱を人工光合成装置１０へと供給する。以下、具体的に説明する。
【００９２】
ポンプ４３が駆動されると、不凍液が往管路４１、第一熱交換装置２０、復管路４２及び第二熱交換装置３２の順に循環する。この際、人工光合成装置温度Ｔｐは熱源温度ＴＳよりも低いため（ステップＳ４０２参照）、蓄熱装置３０の熱が不凍液を介して第一熱交換装置２０へと供給され、さらに当該第一熱交換装置２０から人工光合成装置１０へと供給される。
【００９３】
制御装置９０は、当該ステップＳ４０３の処理を行った後、ステップＳ５０１に移行する。
【００９４】
ステップＳ５０１において、制御装置９０は、現在時刻が次の制御時刻に達したか否かを判定する。
制御装置９０は、現在時刻が次の制御時刻に達したと判定した場合、ステップＳ１０１に移行する。
制御装置９０は、現在時刻が次の制御時刻に達していないと判定した場合、ステップＳ２０１に移行する。
例えば、制御装置９０は、午前０時に前記プレヒート時間決定制御（図３参照）を開始した場合、午前１時までは、ステップＳ５０１からステップＳ２０１に移行し、昇温制御、集熱制御及びプレヒート実行制御を繰り返し、午前１時になった時点で、制御装置９０はステップＳ５０１からステップＳ１０１（図３参照）に移行する。
【００９５】
このように制御装置９０は、プレヒート時間決定制御において、目標下限温度ＴＬ及び人工光合成装置温度Ｔｐから必要熱量ＱＮを算出し（ステップＳ１０３）、当該必要熱量ＱＮを用いて供給開始時刻ＨＰを算出する（ステップＳ１０４）。このように算出された供給開始時刻ＨＰからプレヒート（人工光合成装置１０への熱の供給）を開始することで、受光開始時刻ＨＳになるまでに人工光合成装置１０の温度を目標下限温度ＴＬ以上まで上昇させることができる。
【００９６】
またこの際、制御装置９０は、熱源温度ＴＳが目標下限温度ＴＬより低い場合には（ステップＳ１０１）、目標下限温度ＴＬの値として熱源温度ＴＳを用いる（ステップＳ１０２）。このように、熱源温度ＴＳが目標下限温度ＴＬより低い場合には、人工光合成装置温度Ｔｐは最大でも熱源温度ＴＳまでしか上昇させることができないため、制御装置９０は目標下限温度ＴＬとして熱源温度ＴＳの値を用いる。
【００９７】
また制御装置９０は、集熱制御において、発電電力Ｐが０より大きく、人工光合成装置温度Ｔｐが目標上限温度ＴＨ以上かつ熱源温度ＴＳ以上である場合（ステップＳ２０１からステップＳ２０３）、人工光合成装置１０の熱を蓄熱装置３０へと供給する（ステップＳ２０４）。
【００９８】
このように制御装置９０は、（特に、プレヒート時間帯以外の時刻において）太陽光を受けて人工光合成装置温度Ｔｐが高くなった場合には、人工光合成装置１０の熱（太陽熱）を集めて蓄熱装置３０へと供給することで、当該人工光合成装置温度Ｔｐを下げることができる。これによって、人工光合成装置１０は効率良く人工光合成を行うことができ、ひいては太陽エネルギーの変換効率を向上させることができる。特に本実施形態の如く、発電電力Ｐが０より大きい場合には、太陽光発電装置５０に太陽光が照射されているため、今後人工光合成装置温度Ｔｐはより一層高くなると予測される。従って、太陽エネルギーの変換効率を効果的に向上させることができる。
【００９９】
また、当該人工光合成装置１０の熱（太陽熱）は蓄熱装置３０（蓄熱タンク３１）へと蓄えられ、任意の目的で使用することができる。このように、太陽熱の余剰分を利用することができるため、太陽エネルギーの変換効率をさらに向上させることができる。さらに、このようにして蓄熱装置３０に蓄えられた太陽熱を、プレヒート実行制御（ステップＳ４０３参照）において人工光合成装置１０へと供給する熱として利用することもできるため、太陽エネルギーの変換効率をより向上させることができる。
【０１００】
また制御装置９０は、昇温制御において、人工光合成装置温度Ｔｐが目標下限温度ＴＬ未満かつ熱源温度ＴＳ未満である場合（ステップＳ３０１及びステップＳ３０２）、蓄熱装置３０の熱を人工光合成装置１０へと供給する（ステップＳ３０４）。
【０１０１】
このように制御装置９０は、（特に、プレヒート時間帯以外の時刻において）人工光合成装置温度Ｔｐが低い場合には、当該人工光合成装置温度Ｔｐを上昇させることができる。これによって、人工光合成装置１０は効率良く人工光合成を行うことができ、ひいては太陽エネルギーの変換効率を向上させることができる。
【０１０２】
また制御装置９０は、人工光合成装置温度Ｔｐが熱源温度ＴＳ未満である場合（ステップＳ３０２）であっても、補助熱源装置３３を駆動させて熱源温度ＴＳを上昇させる（ステップＳ３０３）。このように、熱源温度ＴＳが低い場合であっても人工光合成装置温度Ｔｐを上昇させることができ（ステップＳ３０４）、太陽エネルギーの変換効率を向上させることができる。
【０１０３】
また制御装置９０は、プレヒート実行制御において、現在時刻が前記プレヒート時間帯に含まれており（ステップＳ４０１）、人工光合成装置温度Ｔｐが熱源温度ＴＳ未満である場合（ステップＳ４０２）、蓄熱装置３０の熱を人工光合成装置１０へと供給する（ステップＳ４０３）。
【０１０４】
このように制御装置９０は、前記プレヒート時間帯において蓄熱装置３０の熱を人工光合成装置１０へと供給することで、受光開始時刻ＨＳになるタイミングに合わせて、当該人工光合成装置温度Ｔｐを目標下限温度ＴＬまで上昇させることができる。これによって、人工光合成装置１０は受光開始時刻ＨＳになった時点から効率良く人工光合成を行うことができ、ひいては太陽エネルギーの変換効率を向上させることができる。
【０１０５】
以上の如く、本実施形態に係る太陽エネルギー利用システム１は、
太陽光を受けて水を分解する触媒を有する人工光合成装置１０と、
前記太陽光を受けて発電する太陽光発電装置５０と、
人工光合成装置１０との間で熱交換可能となるように配置される第一熱交換装置２０（熱交換装置）と、
熱媒体を貯溜することで熱を蓄える蓄熱装置３０と、
第一熱交換装置２０と蓄熱装置３０との間で熱媒体を循環させることで熱を伝達する熱媒体循環装置４０と、
を具備するものである。
【０１０６】
このように構成することにより、太陽エネルギーの変換効率の向上を図ることができる。
すなわち、人工光合成装置１０に照射される太陽光を用いて、太陽光発電装置５０で発電することで、太陽エネルギーの変換効率の向上を図ることができる。また、第一熱交換装置２０と蓄熱装置３０との間で熱媒体を循環させることで、人工光合成装置１０の温度を調整することができる。人工光合成装置１０の温度を、触媒の反応速度が高くなる温度領域に調整することで、太陽エネルギーの変換効率の向上を図ることができる。また、人工光合成装置１０の熱を蓄熱装置３０に蓄えることができ、当該熱を任意の目的で使用することで、太陽エネルギーの変換効率をより向上させることができる。
さらに、人工光合成装置１０、第一熱交換装置２０及び太陽光発電装置５０は、様々な波長の光を利用する。すなわち、人工光合成装置１０は主に紫外線（近紫外線〜遠紫外線）や赤外線（近赤外線〜遠赤外線）を利用して水を分解し、第一熱交換装置２０は主に可視光線（可視光）や赤外線によって温められた水の熱を集熱し、太陽光発電装置５０は主に可視光線（可視光）を利用して発電を行う。このように、人工光合成装置１０、第一熱交換装置２０及び太陽光発電装置５０は、様々な波長の光を利用するため、太陽エネルギーの変換効率をより向上させることができる。
さらに、太陽光発電装置５０へと照射される紫外線（紫外光）が人工光合成装置１０によって遮られるため、当該太陽光発電装置５０の太陽電池セルの紫外線対策が不要となり、コストの削減を図ることができる。
さらに、太陽光発電装置５０の温度上昇を抑制することができるため、当該太陽光発電装置５０の発電効率の低下を抑制することができる。
【０１０７】
また、太陽エネルギー利用システム１は、
人工光合成装置温度Ｔｐ（人工光合成装置１０の温度）を検出する第一温度センサ７０（第一温度検出手段）と、
熱源温度ＴＳ（蓄熱装置３０の温度）を検出する第二温度センサ８０（第二温度検出手段）と、
人工光合成装置温度Ｔｐが目標下限温度ＴＬ未満であり、かつ人工光合成装置温度Ｔｐが熱源温度ＴＳ未満である場合に、熱媒体循環装置４０によって第一熱交換装置２０と蓄熱装置３０との間で熱媒体を循環させることで、蓄熱装置３０の熱を人工光合成装置１０へと伝達する制御（ステップＳ３０４）（熱供給制御）を行う制御装置９０と、
をさらに具備するものである。
【０１０８】
このように構成することにより、太陽エネルギーの変換効率の向上を図ることができる。
すなわち、人工光合成装置温度Ｔｐが目標下限温度ＴＬ未満である場合には、蓄熱装置３０の熱を人工光合成装置１０へと伝達し、人工光合成装置温度Ｔｐを上昇させることができる。この際、目標下限温度ＴＬの値を、触媒の反応速度が高くなる温度領域の下限値付近に設定することによって、触媒の反応速度を高めることができ、ひいては太陽エネルギーの変換効率の向上を図ることができる。
【０１０９】
また、本実施形態に係る太陽エネルギー利用システム１は、
人工光合成装置温度Ｔｐを検出する第一温度センサ７０と、
熱源温度ＴＳを検出する第二温度センサ８０と、
人工光合成装置温度Ｔｐが目標上限温度ＴＨより高く、かつ人工光合成装置温度Ｔｐが熱源温度ＴＳより高い場合に、熱媒体循環装置４０によって第一熱交換装置２０と蓄熱装置３０との間で熱媒体を循環させることで、人工光合成装置１０の熱を蓄熱装置３０へと伝達する制御（ステップＳ２０４）（熱回収制御）を行う制御装置９０と、
をさらに具備するものである。
【０１１０】
このように構成することにより、太陽エネルギーの変換効率の向上を図ることができる。
すなわち、人工光合成装置温度Ｔｐが目標上限温度ＴＨより高い場合には、人工光合成装置１０の熱を蓄熱装置３０へと伝達し、人工光合成装置温度Ｔｐを下げることができる。この際、目標上限温度ＴＨの値を、触媒の反応速度が高くなる温度領域の上限値付近に設定することによって、触媒の反応速度を高めることができ、ひいては太陽エネルギーの変換効率の向上を図ることができる。また、蓄熱装置３０へと伝達された熱を任意の目的に利用することができ、太陽エネルギーの変換効率をより向上させることができる。
【０１１１】
また、太陽エネルギー利用システム１は、
人工光合成装置温度Ｔｐを検出する第一温度センサ７０と、
熱源温度ＴＳを検出する第二温度センサ８０と、
人工光合成装置温度Ｔｐが目標下限温度ＴＬ未満であり、かつ人工光合成装置温度Ｔｐが熱源温度ＴＳ未満である場合に、熱媒体循環装置４０によって第一熱交換装置２０と蓄熱装置３０との間で熱媒体を循環させることで、蓄熱装置３０の熱を人工光合成装置１０へと伝達する制御（ステップＳ３０４）を行うと共に、人工光合成装置温度Ｔｐが目標下限温度ＴＬよりも高い値に設定された目標上限温度ＴＨより高く、かつ人工光合成装置温度Ｔｐが熱源温度ＴＳの温度より高い場合に、熱媒体循環装置４０によって第一熱交換装置２０と蓄熱装置３０との間で熱媒体を循環させることで、人工光合成装置１０の熱を蓄熱装置３０へと伝達する制御（ステップＳ２０４）を行う制御装置９０と、
をさらに具備するものである。
【０１１２】
このように構成することにより、太陽エネルギーの変換効率の向上を図ることができる。
すなわち、人工光合成装置温度Ｔｐを目標下限温度ＴＬ以上かつ目標上限温度ＴＨ以下に調整することができる。この際、目標下限温度ＴＬ及び目標上限温度ＴＨの値を、触媒の反応速度が高くなる温度領域の下限値付近及び上限値付近にそれぞれ設定することによって、触媒の反応速度を高めることができ、ひいては太陽エネルギーの変換効率の向上を図ることができる。また、蓄熱装置３０へと伝達された熱を任意の目的に利用することができ、太陽エネルギーの変換効率をより向上させることができる。
【０１１３】
また、太陽エネルギー利用システム１は、
太陽光発電装置５０で発電が行われているか否かを検出するパワーコンディショナ６０（発電検出部）をさらに具備し、
制御装置９０は、
太陽光発電装置５０で発電が行われている場合にのみ、ステップＳ２０４の制御を行うものである。
【０１１４】
このように構成することにより、太陽光発電装置５０で発電が行われているか否かに基づいて熱回収制御を行うか否かを選択することができ、適切な制御を行うことができる。
すなわち、太陽光発電装置５０で発電が行われている場合には、太陽光が人工光合成装置１０に照射されており、人工光合成装置温度Ｔｐが今後上昇すると考えられるため、熱回収制御を行って人工光合成装置温度Ｔｐを下げる。一方、太陽光発電装置５０で発電が行われていない場合には、太陽光が人工光合成装置１０に照射されておらず、人工光合成装置温度Ｔｐが今後低下すると考えられるため、熱回収制御を行わず、人工光合成装置温度Ｔｐの低下を可能な限り抑制する。
【０１１５】
また、制御装置９０は、
人工光合成装置１０が太陽光を受けることができない時刻（日没の時刻から日の出の時刻まで）にステップＳ４０３の処理（熱供給制御）を行う場合には、
人工光合成装置温度Ｔｐが目標下限温度ＴＬになるために必要な必要熱量ＱＮを算出し、
必要熱量ＱＮを蓄熱装置３０から人工光合成装置１０へと伝達させるのに要する必要時間ＷＮ（所要時間）を算出し、
現在時刻から、受光開始時刻ＨＳ（人工光合成装置１０が太陽光を受けることが可能になると予測される時刻）までの時間が必要時間ＷＮ以下になった場合にのみ、前記熱供給制御を行うものである。
【０１１６】
このように構成することにより、受光開始時刻ＨＳに合わせて人工光合成装置温度Ｔｐを目標下限温度ＴＬまで上昇させることができる。これによって、人工光合成装置１０が太陽光を受け始めた時点から、水の分解を効率良く行うことができる。
【０１１７】
また、太陽エネルギー利用システム１は、
太陽光発電装置５０で発電が行われているか否かを検出するパワーコンディショナ６０をさらに具備し、
制御装置９０は、
太陽光発電装置５０で発電が行われている場合にのみ、前記熱回収制御を行うと共に、
人工光合成装置１０が太陽光を受けることができない時刻に前記熱供給制御を行う場合には、
人工光合成装置温度Ｔｐが目標下限温度ＴＬになるために必要な必要熱量ＱＮを算出し、
必要熱量ＱＮを蓄熱装置３０から人工光合成装置１０へと伝達させるのに要する必要時間ＷＮを算出し、
現在時刻から、受光開始時刻ＨＳまでの時間が必要時間ＷＮ以下になった場合にのみ、前記熱供給制御を行うものである。
【０１１８】
このように構成することにより、太陽光発電装置５０で発電が行われているか否かに基づいて熱回収制御を行うか否かを選択することができ、適切な制御を行うことができる。
また、受光開始時刻ＨＳに合わせて人工光合成装置温度Ｔｐを目標下限温度ＴＬまで上昇させることができる。これによって、人工光合成装置１０が太陽光を受け始めた時点から、水の分解を効率良く行うことができる。
【０１１９】
また、人工光合成装置１０の筐体１１の側面、熱媒体循環装置４０の往管路４１及び復管路４２の周囲、並びに太陽光発電装置５０の側面及び底面は、断熱材によって覆われる。
このように構成することにより、熱の損失を抑制することができ、冬場の水や不凍液等の温度低下の抑制等を図ることができる。
【０１２０】
また、太陽エネルギー利用システム１においては、人工光合成装置１０、第一熱交換装置２０及び太陽光発電装置５０によって太陽熱を集熱し、蓄熱装置３０に当該太陽熱を蓄えるシステム（太陽熱温水システム）が構築されている。このように、簡素な太陽熱温水システムを用いて、人工光合成装置１０の温度を調整することができるため、その他の特殊な機器を用いる必要が無く、コストの削減を図ることができる。
【０１２１】
また、太陽光発電装置５０は、
人工光合成装置１０と熱交換可能となるように（すなわち、当該人工光合成装置１０と接するように）配置されている。
このように構成することにより、太陽光発電装置５０の熱を人工光合成装置１０に伝達することで、当該太陽光発電装置５０の温度上昇を抑制することができるため、当該太陽光発電装置５０の発電効率の低下を抑制することができる。特に、目標下限温度ＴＬから目標上限温度ＴＨまでの温度領域が、太陽光発電装置５０の発電効率が良くなる温度領域と一致する場合には、人工光合成装置１０だけでなく太陽光発電装置５０の発電効率を向上させることができ、ひいては太陽エネルギーの変換効率の向上を図ることができる。
【０１２２】
なお、第一熱交換装置２０は、本発明に係る熱交換装置の実施の一形態である。
また、水（湯）及び不凍液は、本発明に係る熱媒体の実施の一形態である。
また、パワーコンディショナ６０は、本発明に係る発電検出部の実施の一形態である。
また、第一温度センサ７０は、本発明に係る第一温度検出手段の実施の一形態である。
また、第二温度センサ８０は、第二温度検出手段の実施の一形態である。
また、制御装置９０が行うステップＳ３０４及びステップＳ４０３の処理（制御）は、本発明に係る熱供給制御の実施の一形態である。
また、制御装置９０が行うステップＳ２０４の処理（制御）は、本発明に係る熱回収制御の実施の一形態である。
また、必要時間ＷＮは、本発明にかかる所要時間の実施の一形態である。
【０１２３】
なお、本実施形態においては、蓄熱装置３０が貯溜する熱媒体として水（湯）を、熱媒体循環装置４０が循環させる熱媒体として不凍液を、それぞれ例示して説明したが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、熱媒体は、熱を伝達したり蓄えたりすることができるものであれば、限定するものではない。
【０１２４】
また、本実施形態においては、蓄熱装置３０の熱媒体（水）と熱媒体循環装置４０の熱媒体（不凍液）との間で第二熱交換装置３２によって熱交換を行う構成としたが、本発明はこれに限るものではない。例えば、熱媒体循環装置４０は、第二熱交換装置３２を用いない構成とすることも可能である。この場合、往管路４１及び復管路４２が直接蓄熱装置３０（蓄熱タンク３１）に接続され、当該蓄熱装置３０の熱媒体（水）が第一熱交換装置２０との間で循環される。
【０１２５】
また、本実施形態においては、人工光合成装置１０には外部から水が供給され、当該水が分解されるものとした。しかし、人工光合成装置１０に供給される水は、純粋な水だけでなく、何らかの物質が水に溶解した液体（水溶液）であっても良い。
【０１２６】
また、本実施形態においては、目標下限温度ＴＬとしてＴ１、目標上限温度ＴＨとしてＴ２をそれぞれ設定したが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、目標下限温度ＴＬ及び目標上限温度ＴＨは任意に設定することができる。例えば、目標下限温度ＴＬをＴ１よりも若干高い温度に、目標上限温度ＴＨをＴ２よりも若干低い温度に設定することで、より確実に人工光合成装置温度Ｔｐを触媒の反応速度が高くなる温度領域内に調整することができる。なお、触媒の反応速度を高めるために、目標下限温度ＴＬ及び目標上限温度ＴＨは、当該触媒の反応速度が高くなる温度領域の下限値付近及び上限値付近にそれぞれ設定することが望ましい。
【０１２７】
また、本実施形態においては、各制御時刻（本実施形態においては、午前０時から１時間毎）にプレヒート時間決定制御（図３参照）を行うものとしたが、本発明はこれに限るものではない。例えば、当該プレヒート時間決定制御は各制御時刻に毎回行わず、１日のうち決められた時刻に１回又は数回だけ行う構成とすることも可能である。
【０１２８】
また、本実施形態においては、人工光合成装置１０が太陽光を受けることが可能になる時刻（受光開始時刻ＨＳ）とは、日の出の時刻を意味するものとして説明を行ったが、本発明はこれに限るものではない。例えば、人工光合成装置１０が太陽光を受けていたとしても、日射量が少ない場合には触媒が十分な人工光合成を行うことができない場合もある。そこで、人工光合成装置１０に照射される太陽光の日射量が所定値以上となった時刻を、受光開始時刻ＨＳと定めても良い。このように構成することにより、特に天気の悪い日（曇りの日など）であっても、効率良く人工光合成を行うことができる。
【０１２９】
また、受光開始時刻ＨＳとして、天気が曇りや雨から晴れに変わる時刻を用いて、制御装置９０による制御を行うことも可能である。この場合の受光開始時刻ＨＳは、天気予報等に基づいて定めることが可能である。
【０１３０】
また、本実施形態においては、受光開始時刻ＨＳは予め制御装置９０に記憶されているものとしたが、本発明はこれに限るものではない。例えば、制御装置９０はインターネット等を介して常に最新の受光開始時刻ＨＳ（予測された日の出の時刻や、天気予報等）を取得する構成とすることも可能である。また、照度計等を用いて最近の受光開始時刻ＨＳを学習し、当該学習結果に基づいて制御装置９０自身が当日の受光開始時刻ＨＳを予測する構成とすることも可能である。
【０１３１】
また、本実施形態においては、有機系の生体触媒の特性として、所定の温度領域（Ｔ１からＴ２までの間）で反応速度が略一定となる例（図２参照）を示したが、生体触媒の特性は図２の例に限るものではない。例えば、所定の温度において反応速度が最大（ピーク）となる特性を有する生体触媒であっても良い。この場合、目標下限温度ＴＬと目標上限温度ＴＨの間に反応速度が最大となる温度が含まれるように、当該目標下限温度ＴＬと目標上限温度ＴＨの値を設定することが望ましい。
【０１３２】
また、本実施形態においては、人工光合成装置１０が備える触媒として、有機系の生体触媒を用いるものとしたが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、本発明は触媒の種類を限定するものではなく、有機系のその他の触媒（例えば、ポルフィリン・フラーレン系等）や無機系の触媒（例えば、タンタル酸ナトリウム等）を用いることも可能である。
【０１３３】
また、本発明に係る蓄熱装置の構成は、本実施形態において説明した蓄熱装置３０に限るものではない。例えば蓄熱装置３０として、燃料電池の排熱を蓄えるタンクを用いることも可能である。このように構成することによって、前記燃料電池の排熱を人工光合成装置１０に供給して、人工光合成装置温度Ｔｐを上昇させることができる。このように、太陽熱以外の熱も蓄熱装置に蓄える構成とすることが可能である。
【０１３４】
また、本実施形態においては、制御装置９０が行うプレヒート実行制御及び昇温制御において、蓄熱装置３０からの熱を人工光合成装置１０へと供給するものとしたが（図４のステップＳ３０４及びステップＳ４０３参照）、本発明はこれに限るものではない。例えば、蓄熱装置３０に加えて（又は、蓄熱装置３０に代えて）他の熱源（例えば、ガス給湯器等）からの熱を人工光合成装置１０へと供給する構成とすることも可能である。
【０１３５】
また、本実施形態においては、制御装置９０が行う集熱制御において、人工光合成装置１０からの熱を蓄熱装置３０へと供給するものとしたが（図４のステップＳ２０４参照）、本発明はこれに限るものではない。例えば、人工光合成装置１０からの熱を、蓄熱装置３０に加えて（又は、蓄熱装置３０に代えて）放熱装置（例えば、ラジエータ等）へと供給する構成とすることも可能である。
【０１３６】
また、本実施形態においては、人工光合成装置１０（筐体１１）及び太陽光発電装置５０は、直方体状（略平板状）に形成されるものとしたが、本発明に係る人工光合成装置及び熱交換装置はこれに限るものではなく、任意の形状に形成することが可能である。また、人工光合成装置１０の底面と太陽光発電装置５０の上面は、略同一の形状でなくても良い。
【０１３７】
また、本実施形態においては、第一熱交換装置２０は人工光合成装置１０の内部に配置されるものとしたが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、第一熱交換装置２０は、人工光合成装置１０との間で熱交換可能となるように配置されていれば良い。例えば、第一熱交換装置２０は、人工光合成装置１０の外部において、当該人工光合成装置１０の上面又は底面に接するように配置されていても良い。また、第一熱交換装置２０は、人工光合成装置１０及び太陽光発電装置５０と熱交換可能となるように、当該人工光合成装置１０と太陽光発電装置５０との間に挟まれるように配置されていても良い。
【０１３８】
また、本実施形態においては、パワーコンディショナ６０を用いて太陽光発電装置５０で発電が行われているか否かを検出するものとしたが、本発明はこれに限るものではない。例えば、パワーコンディショナ６０とは別に設けられるセンサ等を用いて、太陽光発電装置５０で発電が行われているか否かを検出することも可能である。
【０１３９】
以下では、人工光合成装置１０、第一熱交換装置２０及び太陽光発電装置５０の他の実施形態（変形例）について説明する。
【０１４０】
図５（ａ）には、人工光合成装置１０、第一熱交換装置２０及び太陽光発電装置５０の第二実施形態に係る人工光合成装置１１０、第一熱交換装置１２０及び太陽光発電装置１５０を示している。第二実施形態が第一実施形態と主に異なる点は、第一実施形態に係る人工光合成装置１０と太陽光発電装置５０の位置関係（上下位置）が入れ替えられている点である。
【０１４１】
太陽光発電装置１５０は、人工光合成装置１１０の上方に配置される。具体的には、太陽光発電装置１５０の底面は、人工光合成装置１１０の筐体１１の上面と接するように配置される。太陽光発電装置１５０の側面は、断熱材によって覆われる。太陽光発電装置１５０の太陽電池セルとしては、紫外線（紫外光）の透過性の高いもの（例えば、薄膜多結晶シリコン（薄膜多結晶系））が用いられる。第一熱交換装置１２０は、第一実施形態に係る第一熱交換装置２０と同様に、人工光合成装置１１０の内部に配置される。
【０１４２】
太陽光が太陽光発電装置１５０に照射されると、当該太陽光発電装置１５０において発電が行われる。また、太陽光発電装置１５０を透過した太陽光（特に紫外光）は人工光合成装置１１０に到達し、当該人工光合成装置１１０において水の分解が行われる。
【０１４３】
この際、太陽光によって太陽光発電装置１５０及び人工光合成装置１１０がそれぞれ温められる。太陽光発電装置１５０の側面は断熱材によって覆われているため、当該太陽光発電装置１５０の熱は、外部に放出（放熱）されることなく人工光合成装置１１０に伝達される。このため、太陽光発電装置１５０及び人工光合成装置１１０の熱を、第一熱交換装置１２０によって集熱することができる。
【０１４４】
図５（ｂ）には、人工光合成装置１０、第一熱交換装置２０及び太陽光発電装置５０の第三実施形態に係る人工光合成装置２１０及び太陽光発電装置２５０を示している。第三実施形態が第一実施形態と主に異なる点は、第一実施形態に係る第一熱交換装置２０を廃止している点である。
【０１４５】
人工光合成装置２１０の下方には、第一実施形態と同様に太陽光発電装置２５０が配置される。人工光合成装置２１０の内部には、熱交換装置は配置されていない。当該人工光合成装置２１０には、蓄熱装置３０との間で熱媒体を循環させる熱媒体循環装置４０の往管路４１及び復管路４２がそれぞれ接続される（図１参照）。この場合、熱媒体循環装置４０は、人工光合成装置２１０の筐体１１内に貯溜される水を熱媒体として、当該水を蓄熱装置３０との間で循環させる。すなわち、第三実施形態においては、人工光合成装置２１０自身が第一実施形態に係る第一熱交換装置２０の機能を兼ねている。
【０１４６】
このように、人工光合成装置２１０の筐体１１内に貯溜される水を直接蓄熱装置３０との間で循環させることで、第一実施形態に係る第一熱交換装置２０が不要となる。これによって、熱交換の際のロスを低減することができ、ひいては太陽熱の変換効率の向上を図ることができる。また、人工光合成装置２１０内に第一熱交換装置２０を配置する必要がないため、当該人工光合成装置２１０内の温度分布のムラの発生を抑制することができる。
【０１４７】
図５（ｃ）には、人工光合成装置１０、第一熱交換装置２０及び太陽光発電装置５０の第四実施形態に係る人工光合成装置３１０及び太陽光発電装置３５０を示している。第四実施形態は、第二実施形態に係る構成と第三実施形態に係る構成とを組み合わせたものである。
【０１４８】
すなわち、太陽光発電装置３５０は、人工光合成装置３１０の上方に配置される。また、人工光合成装置３１０には、熱媒体循環装置４０の往管路４１及び復管路４２がそれぞれ接続される。
【０１４９】
以下では、図６を用いて、制御装置９０による制御の他の実施形態（第五実施形態）について説明する。当該第五実施形態では、制御装置９０は、前述のプレヒート時間決定制御、集熱制御、昇温制御及びプレヒート実行制御に加えて、生体触媒維持制御（図６のステップＳ６０１からステップＳ６０４まで）を行う。すなわち、第五実施形態では、制御装置９０は、図４に示したフローチャートに代えて、図６に示したフローチャートの処理を行う。
【０１５０】
なお、第五実施形態におけるプレヒート時間決定制御、集熱制御、昇温制御及びプレヒート実行制御の処理は第一実施形態と同様である。よって以下では、生体触媒維持制御についてのみ説明を行う。
【０１５１】
ステップＳ１０４（図３参照）から移行したステップＳ６０１において、制御装置９０は、人工光合成装置温度Ｔｐが生存下限温度ＴＥ未満であるか否かを判定する。
ここで、「生存下限温度ＴＥ」とは、人工光合成装置１０が有する生体触媒が生存可能な温度の下限値である。すなわち、人工光合成装置温度Ｔｐが生存下限温度ＴＥ未満になった場合、生体触媒は生存することができなくなり死滅し始める。
制御装置９０は、人工光合成装置温度Ｔｐが生存下限温度ＴＥ未満であると判定した場合、ステップＳ６０２に移行する。
制御装置９０は、人工光合成装置温度Ｔｐが生存下限温度ＴＥ以上であると判定した場合、ステップＳ２０１に移行する。
【０１５２】
ステップＳ６０２において、制御装置９０は、人工光合成装置温度Ｔｐが熱源温度ＴＳ未満であるか否かを判定する。
制御装置９０は、人工光合成装置温度Ｔｐが熱源温度ＴＳ未満であると判定した場合、ステップＳ６０４に移行する。
制御装置９０は、人工光合成装置温度Ｔｐが熱源温度ＴＳ以上であると判定した場合、ステップＳ６０３に移行する。
【０１５３】
ステップＳ６０３において、制御装置９０は、補助熱源装置３３を駆動させることにより、蓄熱装置３０の温度を上昇させる。
制御装置９０は、当該ステップＳ６０３の処理を行った後、ステップＳ６０４に移行する。
【０１５４】
ステップＳ６０４において、制御装置９０は、ポンプ４３を駆動させることにより、蓄熱装置３０の熱を人工光合成装置１０へと供給する。
制御装置９０は、当該ステップＳ６０４の処理を行った後、ステップＳ５０１に移行する。
【０１５５】
このように制御装置９０は、生体触媒維持制御において、人工光合成装置温度Ｔｐが生存下限温度ＴＥ未満かつ熱源温度ＴＳ未満である場合（ステップＳ６０１及びステップＳ６０２）、蓄熱装置３０の熱を人工光合成装置１０へと供給する（ステップＳ６０４）。
【０１５６】
このように制御装置９０は、時間帯にかかわらず、人工光合成装置温度Ｔｐが生存下限温度ＴＥよりも低い場合には、当該人工光合成装置温度Ｔｐを上昇させることができる。これによって、人工光合成装置１０の生体触媒が死滅するのを防止することができる。
【０１５７】
また制御装置９０は、人工光合成装置温度Ｔｐが熱源温度ＴＳ未満である場合（ステップＳ６０２）であっても、補助熱源装置３３を駆動させて熱源温度ＴＳを上昇させる（ステップＳ６０３）。このように、熱源温度ＴＳが低い場合であっても人工光合成装置温度Ｔｐを上昇させることができ（ステップＳ６０４）、人工光合成装置１０の生体触媒が死滅するのをより確実に防止することができる。
【０１５８】
以上の如く、本実施形態に係る太陽エネルギー利用システム１は、
前記触媒は生体触媒であり、
人工光合成装置温度Ｔｐ（人工光合成装置１０の温度）を検出する第一温度センサ７０（第一温度検出手段）と、
熱源温度ＴＳ（蓄熱装置３０の温度）を検出する第二温度センサ８０（第二温度検出手段）と、
人工光合成装置温度Ｔｐが前記触媒の生存可能な温度の下限値である生存下限温度ＴＥ未満であり、かつ人工光合成装置温度Ｔｐが熱源温度ＴＳ未満である場合に、熱媒体循環装置４０によって第一熱交換装置２０と蓄熱装置３０との間で熱媒体を循環させることで、蓄熱装置３０の熱を人工光合成装置１０へと伝達する制御（ステップＳ６０４）（熱供給制御）を行う制御装置９０と、
をさらに具備するものである。
【０１５９】
このように構成することにより、人工光合成装置１０の触媒（生体触媒）が死滅するのを防止することができる。
【符号の説明】
【０１６０】
１    太陽エネルギー利用システム
１０  人工光合成装置
２０  第一熱交換装置（熱交換装置）
３０  蓄熱装置
４０  熱媒体循環装置
５０  太陽光発電装置
６０  パワーコンディショナ（発電検出部）
７０  第一温度センサ（第一温度検出手段）
８０  第二温度センサ（第二温度検出手段）
９０  制御装置
【図１】
2016044922.tif 000003
【図２】
2016044922.tif 000004
【図３】
2016044922.tif 000005
【図４】
2016044922.tif 000006
【図５】
2016044922.tif 000007
【図６】
2016044922.tif 000008