[发明专利]太阳光跟踪传感器的方位设定、计测、再调整方法以及太阳光聚光装置

说明书

技术领域

本发明涉及太阳光跟踪传感器的方位设定方法、光轴偏移计测方法、再调整方法和太阳光聚光装置。

背景技术

作为应用于太阳热发电装置的太阳光聚光装置，已知现有槽型(分散型)聚光装置，塔型(聚光型)聚光装置、和碟型聚光装置这3种聚光装置。

槽型聚光装置是以抛物面镜集聚太阳光，对装入有液体(热介质)的管子(集热管)进行加热的方式。该槽型聚光装置是对应于规模而容易变更设置场所的设计，但集聚的太阳光与塔型聚光装置相比变少，因此温度低，不能期待高效率化。

塔型聚光装置是将被排列在地上的平面镜反射的太阳光集聚到中央的塔，对装入有液体(热介质)的管子(集热管)进行加热的方式。塔型聚光装置虽然需要广大的场所来设置定日镜(heliostat)，但集聚的太阳光多，所以必然地能够使热介质为高温。因此，与其它的聚光装置相比虽然能够实现高效率的发电，但不是大规模的话就不合算。

碟型聚光装置是将被抛物面天线那样形状的曲面镜(dish)反射的太阳光集聚到中央的接收器的以斯特林发动机(利用空气的温度差引起的压力的外燃机)等进行发电的方式。碟型聚光装置虽然能够减小设施的规模，但仍然处于初期水平的研究开发阶段。

如上所述，由于现有的太阳光聚光装置各有长短，或还处于研究开发阶段，因此新提出一种光束下射(beam down)式聚光装置。该光束下射式聚光装置如图9所示，是将在地上1同心圆状地排列的许多定日镜2的反射光3聚光到塔(未图示)的上部，进一步以第二反射镜4对其进行反射而导向地上的方式。

在塔上部设置的反射镜有使用以色列的Weizmann研究所开发的凸面镜(双曲面镜)的方式，和使用东京工业大学碳素循环能源研究中心开发的凹面镜(椭圆镜)的方式，能够利用任一种方式。由此，有不再需要使熔融盐等的热介质向塔上部循环，可以不在塔上部设置用于吸收太阳热的接收器等优点。

被导向地上的太阳光通过被称为CPC(Compound ParabolicConcentrator，复合抛物面聚光器)的二次聚光器5被进一步聚光，用于对熔融盐进行加热。通过利用熔融盐进行蓄热，能够使设备24小时运转。

可是，在设置定日镜姿态控制用的太阳光跟踪传感器的情况下，在现有技术中，如图10和图11所示，首先决定聚光目标位置10的光轴11，之后，使三维方向配合该光轴11来安装太阳光跟踪传感器12。图中，附图标记2是定日镜，13是太阳光跟踪传感器安装架台，S是太阳。

即，在现有技术中，如图12所示那样，采用如下方法，即，在目标聚光轴11上设置测定设备(例如，经纬仪等。)14，进而，在需要的点、例如聚光目标10的中心15、太阳光跟踪传感器的前端部中心16、太阳光跟踪传感器12的后端部中心17、定日镜2的中心18分别附加“标记”，然后，以肉眼M观察经纬仪14，以太阳光跟踪传感器12的传感器轴(未图示)与各标记一致的方式设置太阳光跟踪传感器12。

如上所述，现有的中心设置方法根据测定来决定传感器安装位置，但根据测量来将太阳光跟踪传感器12正确地设置到附加了“标记”的传感器安装位置是困难的。

此外，即使在以上述方法正确地安装了太阳光跟踪传感器的情况下，由于外部干扰(例如风、热、振动等)而在目标光轴中产生紊乱(偏移)，结果导致在聚光性能中产生紊乱，或聚光性能下降。此外，该偏移量的测定需要繁重的作业，例如，为了调查许多定日镜的哪个装置紊乱需要对全部装置进行排查。

此外，在太阳光跟踪传感器的传感器轴和目标光轴之间产生偏移的情况下，需要详细地进行各设备的位置计测而对各设备进行微调整，所以期待作业的改善。

进而，如图13所示，在经由多个镜子进行聚光的情况下，需要调整定日镜2和第二反射镜20的位置和朝向，需要数倍于单独的反射镜的情况下的调整和计测作业。此外，在现有技术中，需要分别测定是太阳光跟踪传感器的位置偏移还是第二反射镜的偏移。在图中，附图标记N表示太阳光照射面。

此外，在现有技术中，如图10和图11所示，为了在定日镜安装基座21设置太阳光跟踪传感器安装架台13，为了避免定日镜2和太阳光跟踪传感器安装架台13的干扰，需要在定日镜面设置切缺部22，导致定日镜2的面积减少。

再有，在太阳光聚光装置的关联技术中，有众多的发明(例如，参照专利文献1和2。)，但没有发现与本申请类似的发明。

专利文献1：日本专利申请特开2004-333003号公报

专利文献2：日本专利申请实公平5-24165号公报

发明内容