Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JP2014020567A - Sunlight heat collecting device and angle deviation amount calculation method of sunlight heat collecting device - Google Patents

Sunlight heat collecting device and angle deviation amount calculation method of sunlight heat collecting device Download PDF

Info

Publication number
JP2014020567A
JP2014020567A JP2012156048A JP2012156048A JP2014020567A JP 2014020567 A JP2014020567 A JP 2014020567A JP 2012156048 A JP2012156048 A JP 2012156048A JP 2012156048 A JP2012156048 A JP 2012156048A JP 2014020567 A JP2014020567 A JP 2014020567A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat
collector
angle
heat collecting
heat collection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2012156048A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takanari Mizushima
隆成 水島
Hironari Kikuchi
宏成 菊池
Masayoshi Sakuma
正芳 佐久間
Jun Yoshida
純 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2012156048A priority Critical patent/JP2014020567A/en
Publication of JP2014020567A publication Critical patent/JP2014020567A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/47Mountings or tracking

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve sunlight heat collection with high efficiency by a plurality of heat collecting devices which are connected and synchronously controlled.SOLUTION: A sunlight heat collecting device 10 in which a plurality of heat collecting devices 11 are connected performs a step-like orbit detection test in which a collector is stopped at a constant angle at every predetermined time. By acquiring time when the heat collection amount of each of the heat collecting devices 11 becomes a maximum value at the predetermined time, and a collector angle of the heat collecting devices 11 at that time, an orbit facing the sun is detected. A control device 60 calculates an angle deviation amount of each of the heat collecting devices 11 by the difference between the collector angle at the time when the heat collection amount of a reference heat collecting device 11 becomes a maximum value, and the collector angle at the time when the heat collection amount of each of the heat collecting devices 11 other than that becomes a maximum value, and controls a synchronizer 50 so as to correct the collector angle of each of the heat collecting devices 11 on the basis of the calculated angle deviation amount.

Description

本発明は、太陽光を集光し、熱媒体を介して熱エネルギに変換する太陽光集熱装置に関する。   The present invention relates to a solar heat collecting apparatus that collects sunlight and converts it into heat energy via a heat medium.

近年、温暖化現象が原因と考えられている地球規模での異常気象が問題になってきている。その為、環境負荷の多い石油に代わり、地球に優しい環境負荷の少ない新エネルギが注目されている。その中で特に利用されているのが太陽光である。
太陽光を利用したクリーンエネルギシステムには、太陽電池によって太陽光を電気エネルギに変換する方式と、太陽光を集光して熱エネルギに変換する方式とがある。
In recent years, abnormal weather on a global scale, which is thought to be caused by global warming, has become a problem. Therefore, new energy with less environmental impact that is friendly to the earth has attracted attention, instead of petroleum, which has a greater environmental impact. Among them, sunlight is particularly used.
A clean energy system using sunlight includes a method of converting sunlight into electric energy by a solar cell and a method of collecting sunlight and converting it into heat energy.

特許文献1の課題には「太陽光の反射損失を低下させることで光/電変換効率を向上させた太陽電池を利用した太陽光発電システムを提供する。」と記載されている。解決手段には「ホルダー12と、このホルダー12に保持され、入射太陽光線に対して一部吸収・一部反射の表面を形成するシート状の第1の太陽電池11とから成り、長手方向に延長される焦点線と鏡軸面とを有する2次元反射鏡10と、太陽の方向を検出して前記2次元反射鏡10の姿勢を制御することにより、前記光軸面を太陽に向ける太陽追尾ユニットと、前記2次元反射鏡10の焦点線に沿って延長される熱伝導性の管20と、この管の外部表面上に受光面を上向きにして保持される第2の太陽電池21と、前記管20の内部に流体を循環させ、得た熱を外部に供給する冷却・給熱ユニットとを備えている。」と記載されている。   The problem of Patent Document 1 is described as “providing a solar power generation system using a solar cell in which light / electric conversion efficiency is improved by reducing reflection loss of sunlight”. The solution means “a holder 12 and a sheet-like first solar cell 11 that is held by the holder 12 and forms a partially absorbing / reflecting surface with respect to incident sunlight, and in the longitudinal direction. A two-dimensional reflecting mirror 10 having an extended focal line and a mirror axis surface, and solar tracking for directing the optical axis surface to the sun by detecting the direction of the sun and controlling the attitude of the two-dimensional reflecting mirror 10 A unit, a thermally conductive tube 20 extending along the focal line of the two-dimensional reflector 10, and a second solar cell 21 held on the outer surface of the tube with the light receiving surface facing upward, A cooling / heating unit that circulates a fluid inside the pipe 20 and supplies the obtained heat to the outside. "

また、太陽光を集光して熱エネルギに変換する方式のひとつとして、トラフ式の太陽光集熱装置がある。トラフ式とは、雨樋状の曲面鏡を用いて、当該曲面鏡の前に設置されたパイプに太陽光を集中させ、パイプ内を流れる熱媒体(水やオイルなど)を加熱して熱エネルギに変換する方式である。   Moreover, there is a trough-type solar heat collecting apparatus as one of the methods for collecting sunlight and converting it into heat energy. The trough type uses a rain gutter-shaped curved mirror to concentrate sunlight on the pipe installed in front of the curved mirror and heat the heat medium (water, oil, etc.) flowing through the pipe to heat energy. It is a method to convert to.

特開2010−003999号公報JP 2010-003999 A

トラフ式の太陽光集熱装置に於いて、太陽光の集熱を高効率で行うためには、太陽の位置にあわせてコレクタ(曲面鏡)を高精度に回転制御する必要がある。
更に複数台の集熱装置を連結して同期制御する場合には、各集熱装置のコレクタ角度ズレが発生する虞がある。これにより、1台の集熱装置のみを高精度に回転制御して高い集熱効率を得ても、他の集熱装置の回転制御の誤差により、全体として集熱効率が低下する虞がある。
In the trough-type solar heat collecting apparatus, in order to collect solar light with high efficiency, it is necessary to control the rotation of the collector (curved mirror) with high accuracy according to the position of the sun.
Furthermore, when a plurality of heat collecting devices are connected and controlled synchronously, there is a possibility that collector angle deviation of each heat collecting device may occur. As a result, even if only one heat collecting device is rotationally controlled with high accuracy to obtain high heat collecting efficiency, there is a possibility that the heat collecting efficiency may be lowered as a whole due to an error in rotation control of other heat collecting devices.

そこで、本発明は、連結して同期制御した複数台の集熱装置によって、高効率に太陽光を集熱可能とする太陽光集熱装置および太陽光集熱装置の角度ズレ量算出方法を提供することを課題とする。   Accordingly, the present invention provides a solar heat collecting apparatus and a method for calculating the amount of angular deviation of the solar heat collecting apparatus that can efficiently collect sunlight with a plurality of heat collecting apparatuses that are connected and controlled synchronously. The task is to do.

前記目的を達成するため、本発明の請求項1に記載の発明では、太陽光を吸収して熱に変換するレシーバ、および、太陽光を反射して前記レシーバに集光するコレクタを備えた複数の集熱装置と、前記複数の集熱装置の各コレクタを同期して駆動する同期装置と、前記コレクタの回転角度を検出する位置検出器と、前記複数の集熱装置それぞれの集熱効率を計測する集熱効率計測部と、前記コレクタが太陽に正対する軌道の検出試験を行う軌道検出試験部と、基準集熱装置のコレクタに対する前記複数の集熱装置の各コレクタの角度ズレ量を算出する角度ズレ量算出部と、前記基準集熱装置の集熱効率が最大値となる補正パラメータを算出する補正パラメータ算出部と、を備えたことを特徴とする太陽光集熱装置とした。
その他の手段については、発明を実施するための形態のなかで説明する。
In order to achieve the above object, in the invention according to claim 1 of the present invention, a plurality of receivers that absorb sunlight and convert it into heat, and a plurality of collectors that reflect sunlight and collect it on the receiver are provided. A heat collecting device, a synchronizing device that drives each collector of the plurality of heat collecting devices synchronously, a position detector that detects a rotation angle of the collector, and measures the heat collecting efficiency of each of the plurality of heat collecting devices A heat collection efficiency measuring unit that performs an orbit detection test unit that performs a detection test of the orbit where the collector faces the sun, and an angle that calculates an angle shift amount of each collector of the plurality of heat collection devices with respect to a collector of a reference heat collection device A solar heat collecting apparatus comprising a deviation amount calculating section and a correction parameter calculating section that calculates a correction parameter that maximizes the heat collecting efficiency of the reference heat collecting apparatus.
Other means will be described in the embodiment for carrying out the invention.

本発明によれば、連結して同期制御した複数台の集熱装置によって、高効率に太陽光を集熱可能とする太陽光集熱装置および太陽光集熱装置の角度ズレ量算出方法を提供することができる。   According to the present invention, a solar heat collecting apparatus and a method for calculating an angle shift amount of the solar heat collecting apparatus that can efficiently collect sunlight with a plurality of heat collecting apparatuses that are connected and controlled synchronously are provided. can do.

第1の実施形態に於ける太陽光集熱装置を示す概略の構成図である。It is a schematic block diagram which shows the solar heat collecting device in 1st Embodiment. 第1の実施形態に於ける集熱装置を示す概略の構成図である。It is a schematic block diagram which shows the heat collecting apparatus in 1st Embodiment. 第1の実施形態に於ける軌道検出試験時の軌道を示す図である。It is a figure which shows the track | orbit at the time of the track | orbit detection test in 1st Embodiment. 太陽の移動に伴うレシーバ集熱量の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the receiver heat collecting amount accompanying the movement of the sun. 太陽と正対する曲面鏡の軌道とレシーバ集熱量を示す図である。It is a figure which shows the track | orbit of a curved mirror facing the sun, and the amount of receiver heat collection. 第1の実施形態に於ける集熱装置の角度ズレ量算出方法を示す図である。It is a figure which shows the angle shift amount calculation method of the heat collecting device in 1st Embodiment. 集熱装置の太陽追尾精度への誤差要因を示す図である。It is a figure which shows the error factor to the solar tracking accuracy of a heat collecting device. 第1の実施形態に於ける誤差要因の補正処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the correction process of the error factor in 1st Embodiment. 第1の実施形態に於ける角度ズレ量算出処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the angle shift amount calculation process in 1st Embodiment.

以降、本発明を実施するための形態を、各図を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(第1の実施形態の構成) (Configuration of the first embodiment)

図1は、第1の実施形態に於ける太陽光集熱装置を示す概略の構成図である。
太陽光集熱装置10は、複数の集熱装置11−1〜11−9と、流量計15と、ポンプ16とを有し、空調システム100に熱媒体路17を介して環状に接続されている。更に太陽光集熱装置10は、温度計12−1〜12−12と、集光部であるコレクタ20(図2)の回転位置を検出する位置検出器13と、日射計14と、同期装置50と、制御装置60と、演算装置70と、表示部74とを有している。
この太陽光集熱装置10は、集熱装置11−1〜11−9が集熱した熱媒体の熱エネルギを、空調システム100に供給するものである。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a solar heat collecting apparatus in the first embodiment.
The solar heat collecting apparatus 10 includes a plurality of heat collecting apparatuses 11-1 to 11-9, a flow meter 15, and a pump 16. The solar heat collecting apparatus 10 is annularly connected to the air conditioning system 100 via a heat medium path 17. Yes. Furthermore, the solar heat collecting apparatus 10 includes a thermometer 12-1 to 12-12, a position detector 13 that detects the rotational position of the collector 20 (FIG. 2) that is a light collecting unit, a solarimeter 14, and a synchronization device. 50, a control device 60, an arithmetic device 70, and a display unit 74.
The solar heat collecting apparatus 10 supplies the heat energy of the heat medium collected by the heat collecting apparatuses 11-1 to 11-9 to the air conditioning system 100.

制御装置60は、駆動制御部61と、集熱効率計測部62と、軌道検出試験部63と、補正パラメータ算出部64と、記憶部65とを有している。記憶部65は、太陽位置テーブル66と、計測データ67とを格納する。制御装置60は、温度計12−1〜12−12と、位置検出器13と、日射計14と、流量計15と、同期装置50と、演算装置70とに接続されている。
演算装置70は、角度ズレ量算出部71と、記憶部72とを有し、表示部74と制御装置60とに接続されている。記憶部72は、角度ズレ量データ73を格納する。
The control device 60 includes a drive control unit 61, a heat collection efficiency measurement unit 62, a trajectory detection test unit 63, a correction parameter calculation unit 64, and a storage unit 65. The storage unit 65 stores a sun position table 66 and measurement data 67. The control device 60 is connected to the thermometers 12-1 to 12-12, the position detector 13, the pyranometer 14, the flow meter 15, the synchronization device 50, and the arithmetic device 70.
The arithmetic device 70 includes an angle deviation amount calculation unit 71 and a storage unit 72, and is connected to the display unit 74 and the control device 60. The storage unit 72 stores angle deviation amount data 73.

集熱装置11−1〜11−3は、1列3台で同期して回転するように構成されている。集熱装置11−4〜11−6、集熱装置11−7〜11−9は、集熱装置11−1〜11−3と同様に構成されている。以下、集熱装置11−1〜11−9を特に区別しないときには、単に集熱装置11と記載する。これら集熱装置11は、それぞれ熱媒体路17で直列に接続されている。なお、本実施形態では、3台の集熱装置11を1列とする構成を3列有しているが、1列あたりの台数および設置する列の数に制限はない。   The heat collectors 11-1 to 11-3 are configured to rotate in synchronism with three in one row. The heat collectors 11-4 to 11-6 and the heat collectors 11-7 to 11-9 are configured in the same manner as the heat collectors 11-1 to 11-3. Hereinafter, when the heat collectors 11-1 to 11-9 are not particularly distinguished, they are simply referred to as the heat collector 11. These heat collectors 11 are connected in series by a heat medium path 17. In addition, in this embodiment, although it has three rows | line | columns, the structure which makes the three heat collecting apparatuses 11 1 row | line | column has no restriction | limiting in the number per row | line | column and the number of rows to install.

集熱装置11−1の熱媒体入口側には、温度計12−1が設置されている。集熱装置11−1の熱媒体出口側、かつ、集熱装置11−2の熱媒体入口側には、温度計12−2が設置されている。集熱装置11−2の熱媒体出口側、かつ、集熱装置11−3の熱媒体入口側には、温度計12−3が設置されている。集熱装置11−3の熱媒体出口側には、温度計12−4が設置されている。温度計12−1は、集熱装置11−1に流入する熱媒体の入口温度を計測する入口側温度計である。温度計12−2は、集熱装置11−1から流出する熱媒体の出口温度を計測する出口側温度計であり、且つ、集熱装置11−2に流入する熱媒体の入口温度を計測する入口側温度計である。温度計12−3は、集熱装置11−2から流出する熱媒体の出口温度を計測する出口側温度計であり、且つ、集熱装置11−3に流入する熱媒体の入口温度を計測する入口側温度計である。温度計12−4は、集熱装置11−3から流出する熱媒体の出口温度を計測する出口側温度計である。
以下、温度計12−5〜12−8と、温度計12−9〜12−12とは、温度計12−1〜12−4と同様に設置されている。以下、温度計12−1〜12−12を特に区別しないときには、単に温度計12と記載している場合がある。
なお、本実施形態のように、1台ごとの集熱装置11の熱媒体出入口に、それぞれ温度計12を設置すると、正確な集熱量の計測が可能となり、正確な太陽自動追尾が可能となる、しかし、これに限られず、複数台単位の集熱装置11の熱媒体出入口のみに、それぞれ温度計12を設置してもよく、更に集熱装置11の列ごとの熱媒体出入口のみに、それぞれ温度計12を設置してもよい。
A thermometer 12-1 is installed on the heat medium inlet side of the heat collector 11-1. A thermometer 12-2 is installed on the heat medium outlet side of the heat collector 11-1 and on the heat medium inlet side of the heat collector 11-2. A thermometer 12-3 is installed on the heat medium outlet side of the heat collector 11-2 and on the heat medium inlet side of the heat collector 11-3. A thermometer 12-4 is installed on the heat medium outlet side of the heat collector 11-3. The thermometer 12-1 is an inlet-side thermometer that measures the inlet temperature of the heat medium flowing into the heat collector 11-1. The thermometer 12-2 is an outlet-side thermometer that measures the outlet temperature of the heat medium flowing out from the heat collector 11-1, and measures the inlet temperature of the heat medium flowing into the heat collector 11-2. It is an inlet side thermometer. The thermometer 12-3 is an outlet-side thermometer that measures the outlet temperature of the heat medium flowing out from the heat collector 11-2, and measures the inlet temperature of the heat medium flowing into the heat collector 11-3. It is an inlet side thermometer. The thermometer 12-4 is an outlet-side thermometer that measures the outlet temperature of the heat medium flowing out from the heat collector 11-3.
Hereinafter, the thermometers 12-5 to 12-8 and the thermometers 12-9 to 12-12 are installed in the same manner as the thermometers 12-1 to 12-4. Hereinafter, when the thermometers 12-1 to 12-12 are not particularly distinguished, they may be simply described as the thermometer 12.
In addition, if the thermometer 12 is each installed in the heat-medium entrance / exit of each heat collecting apparatus 11 like this embodiment, it will become possible to measure an exact amount of heat collection, and an accurate automatic solar tracking will be attained. However, the present invention is not limited to this, and the thermometer 12 may be installed only at the heat medium inlet / outlet of the heat collecting device 11 in units of plural units, respectively, and only at the heat medium inlet / outlet of each row of the heat collecting device 11 respectively. A thermometer 12 may be installed.

流量計15は、この熱媒体路17に流れる熱媒体である水の流量Fを計測するものである。流量計15は、制御装置60の集熱効率計測部62に、計測した流量Fのデータを出力する。
ポンプ16は、この熱媒体路17に流れる熱媒体を、矢印の方向に送出するものである。
熱媒体路17は、ポンプ16と、流量計15と、各集熱装置11と、空調システム100とを、それぞれ環状に接続し、熱媒体を循環させる流路である。
The flow meter 15 measures the flow rate F of water that is a heat medium flowing through the heat medium path 17. The flow meter 15 outputs data of the measured flow rate F to the heat collection efficiency measurement unit 62 of the control device 60.
The pump 16 delivers the heat medium flowing through the heat medium path 17 in the direction of the arrow.
The heat medium passage 17 is a passage through which the heat medium is circulated by connecting the pump 16, the flow meter 15, each heat collecting device 11, and the air conditioning system 100 in an annular shape.

位置検出器13は、集熱装置11−1に設置されており、集熱装置11−1のコレクタ20の回転角度であるコレクタ角度Θを計測して、制御装置60の駆動制御部61に出力するものである。
日射計14は、この太陽光集熱装置10の設置場所の単位面積あたりの直達日射量を計測し、制御装置60の集熱効率計測部62に日射量データを出力するものである。
The position detector 13 is installed in the heat collector 11-1, measures the collector angle Θ, which is the rotation angle of the collector 20 of the heat collector 11-1, and outputs it to the drive controller 61 of the controller 60. To do.
The solar radiation meter 14 measures the amount of direct solar radiation per unit area of the place where the solar heat collecting apparatus 10 is installed, and outputs the amount of solar radiation data to the heat collecting efficiency measuring unit 62 of the control device 60.

同期装置50は、集熱装置11−1〜11−3の後記するコレクタ20(図2)を連動して回転させ、集熱装置11−4〜11−6のコレクタ20(図2)を連動して回転させ、集熱装置11−7〜11−9のコレクタ20(図2)を連動して回転させるものである。更に、同期装置50は、集熱装置11間の相対角度を調整する機能を有している。   The synchronizer 50 rotates the collector 20 (FIG. 2), which will be described later, in conjunction with the heat collectors 11-1 to 11-3, and interlocks the collector 20 (FIG. 2) of the heat collectors 11-4 to 11-6. The collector 20 (FIG. 2) of the heat collecting devices 11-7 to 11-9 is rotated in conjunction with the rotation. Further, the synchronization device 50 has a function of adjusting the relative angle between the heat collecting devices 11.

制御装置60の駆動制御部61は、位置検出器13に接続されていると共に、第1の出力側が同期装置50に接続され、第2の出力側が集熱効率計測部62に接続されている。
駆動制御部61は、同期装置50によって各集熱装置11のコレクタ20(図2)を回転し、位置検出器13によって計測したコレクタ角度Θが、軌道計算値である目標コレクタ角度Θtに一致したか否かを判断することにより、各集熱装置11のコレクタ20(図2)を軌道計算値である目標コレクタ角度Θtまで回転する。更に、駆動制御部61は、各集熱装置11間のコレクタ20(図2)の相対角度を調整するように同期装置50に指示する機能を有している。
集熱効率計測部62は、レシーバ30(図2)の集熱量と、太陽光Lの熱エネルギとを測定し、これらに基づいて各集熱装置11の集熱効率を算出する機能を有している。更に、集熱効率計測部62は、太陽光の直達日射量を計測する日射計14により、集熱装置11の集熱効率を補正する、
具体的には、集熱効率計測部62は、温度計12−1〜12−12と流量計15の測定結果に基づいて、各集熱装置11(レシーバ30)の集熱量を計算する。集熱効率計測部62は、日射計14が測定した太陽光Lの熱エネルギと曲面鏡21の投影面積に基づいて、曲面鏡21に照射された太陽光Lの熱エネルギを算出する。更に、集熱効率計測部62は、この集熱量を、曲面鏡21に照射された太陽光Lの熱エネルギで除算して、集熱効率を計算する。
The drive control unit 61 of the control device 60 is connected to the position detector 13, the first output side is connected to the synchronization device 50, and the second output side is connected to the heat collection efficiency measurement unit 62.
The drive control unit 61 rotates the collector 20 (FIG. 2) of each heat collecting device 11 by the synchronization device 50, and the collector angle Θ measured by the position detector 13 coincides with the target collector angle Θt that is a trajectory calculation value. By determining whether or not, the collector 20 (FIG. 2) of each heat collecting device 11 is rotated to the target collector angle Θt that is the calculated trajectory value. Further, the drive control unit 61 has a function of instructing the synchronization device 50 to adjust the relative angle of the collector 20 (FIG. 2) between the heat collecting devices 11.
The heat collection efficiency measurement unit 62 has a function of measuring the heat collection amount of the receiver 30 (FIG. 2) and the heat energy of the sunlight L, and calculating the heat collection efficiency of each heat collection device 11 based on these. . Furthermore, the heat collection efficiency measurement unit 62 corrects the heat collection efficiency of the heat collection device 11 by the solarimeter 14 that measures the amount of direct solar radiation of sunlight.
Specifically, the heat collection efficiency measurement unit 62 calculates the heat collection amount of each heat collection device 11 (receiver 30) based on the measurement results of the thermometers 12-1 to 12-12 and the flow meter 15. The heat collection efficiency measuring unit 62 calculates the thermal energy of the sunlight L irradiated to the curved mirror 21 based on the thermal energy of the sunlight L measured by the pyranometer 14 and the projected area of the curved mirror 21. Furthermore, the heat collection efficiency measuring unit 62 calculates the heat collection efficiency by dividing this amount of heat collection by the thermal energy of the sunlight L applied to the curved mirror 21.

軌道検出試験部63は、駆動制御部61によって各集熱装置11のコレクタ20を間欠的に駆動して、太陽と正対する軌道より進め、所定期間に亘って静止させる軌道検出試験を行うものである。当該所定期間に於いて、集熱効率計測部62は、集熱量と集熱効率とを含む計測データ67を計測する。
補正パラメータ算出部64は、基準となる集熱装置11−1のコレクタ20を太陽位置テーブル66に基づいて太陽に正対して回転させる際に、誤差を打ち消して正確に太陽に正対させるための各補正パラメータを算出するものである。補正パラメータ算出部64は、軌道検出試験で計測した計測データ67に基づいて、各補正パラメータを算出する。
The trajectory detection test unit 63 performs a trajectory detection test in which the collector 20 of each heat collecting device 11 is intermittently driven by the drive control unit 61 to advance from the trajectory facing the sun and to be stationary for a predetermined period. is there. In the predetermined period, the heat collection efficiency measurement unit 62 measures measurement data 67 including the amount of heat collection and the heat collection efficiency.
The correction parameter calculation unit 64 cancels the error and correctly faces the sun when the collector 20 of the reference heat collecting device 11-1 is rotated to face the sun based on the solar position table 66. Each correction parameter is calculated. The correction parameter calculation unit 64 calculates each correction parameter based on the measurement data 67 measured in the trajectory detection test.

記憶部65は、例えばハードディスクやフラッシュメモリであり、この太陽光集熱装置10の制御に係る種々のデータを記録している。
太陽位置テーブル66は、日付および時刻と、当該太陽光集熱装置10の設置位置(緯度と経度)における太陽位置との関係を示す情報である。
計測データ67は、集熱効率計測部62が計測したデータであり、各時刻に於ける集熱量と集熱効率とを含んでいる。
The storage unit 65 is, for example, a hard disk or a flash memory, and records various data related to the control of the solar heat collecting apparatus 10.
The sun position table 66 is information indicating the relationship between the date and time and the sun position at the installation position (latitude and longitude) of the solar heat collecting apparatus 10.
The measurement data 67 is data measured by the heat collection efficiency measurement unit 62, and includes the amount of heat collection and the heat collection efficiency at each time.

演算装置70の角度ズレ量算出部71は、各集熱装置11の各コレクタ20の、基準集熱装置11のコレクタ20に対する角度ズレ量を算出するものである。角度ズレ量算出部71は、基準集熱装置11の集熱効率最大の時刻に於けるコレクタ角度と、各集熱装置の集熱効率最大の時刻に於ける各コレクタ角度との差によって、基準集熱装置のコレクタ20と各集熱装置のコレクタ20との角度ズレ量を算出する。算出した角度ズレ量は、記憶部72の角度ズレ量データ73に格納され、表示部74と制御装置60とに出力される。   The angle shift amount calculation unit 71 of the calculation device 70 calculates the angle shift amount of each collector 20 of each heat collector 11 with respect to the collector 20 of the reference heat collector 11. The angle shift amount calculation unit 71 calculates the reference heat collection by the difference between the collector angle at the time when the heat collection efficiency of the reference heat collector 11 is maximum and the collector angle at the time when the heat collection efficiency of each heat collection device is maximum. The amount of angular deviation between the collector 20 of the apparatus and the collector 20 of each heat collecting apparatus is calculated. The calculated angle deviation amount is stored in the angle deviation amount data 73 of the storage unit 72 and is output to the display unit 74 and the control device 60.

図2は、第1の実施形態に於ける集熱装置を示す概略の構成図である。
集熱装置11−1は、トラフ式の太陽光集熱装置10のひとつのユニットである。集熱装置11−1は、南北方向かつ長手方向の両端に設けられた2本の支柱40(40−1,40−2)と、これら支柱40(40−1,40−2)に回転可能に支持されているコレクタ20と、このコレクタ20の上部に支持されているレシーバ30とを有している。
第1の実施形態に於いて、南北方向は長手方向であり、東西方向は短手方向である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating the heat collecting apparatus according to the first embodiment.
The heat collector 11-1 is one unit of the trough solar heat collector 10. The heat collector 11-1 is rotatable to two struts 40 (40-1 and 40-2) provided at both ends in the north-south direction and the longitudinal direction, and these struts 40 (40-1 and 40-2). And a receiver 30 supported on the upper portion of the collector 20.
In the first embodiment, the north-south direction is the longitudinal direction, and the east-west direction is the short direction.

コレクタ20は、曲面鏡21と、この曲面鏡21を支える支持部材である5個の支持フレーム22(図1では手前側の1個が示されている)と、この支持フレーム22の長手方向の両端と中央部とに配置されている3本の支持バー23とを有している。3本の支持バー23には、それぞれ保持脚31が固定されており、レシーバ30を保持している。このコレクタ20は、太陽光を反射してレシーバ30に集光するものである。
位置検出器13とは、例えばロータリーエンコーダであり、コレクタ20のコレクタ角度Θを計測する機能を有している。制御装置60(図1)は、同期装置50(図1)によって、位置検出器13によって計測されたコレクタ角度Θが、軌道計算値である目標コレクタ角度Θtになるまでコレクタ20を回転させる。なお、本実施形態の集熱装置11−2〜11−9は、この位置検出器13を有していない。
The collector 20 includes a curved mirror 21, five support frames 22 (one on the near side shown in FIG. 1) that are support members that support the curved mirror 21, and the longitudinal direction of the support frame 22. It has three support bars 23 arranged at both ends and the central part. Holding legs 31 are fixed to the three support bars 23, respectively, and hold the receiver 30. The collector 20 reflects sunlight and collects it on the receiver 30.
The position detector 13 is a rotary encoder, for example, and has a function of measuring the collector angle Θ of the collector 20. The control device 60 (FIG. 1) rotates the collector 20 until the collector angle Θ measured by the position detector 13 by the synchronization device 50 (FIG. 1) reaches the target collector angle Θt that is a trajectory calculation value. In addition, the heat collecting apparatuses 11-2 to 11-9 of this embodiment do not have this position detector 13.

コレクタ20は、制御装置60(図1)と同期装置50(図1)と位置検出器13とによって、太陽の方向に正対するよう回転する。コレクタ20が太陽の方向に正対した状態とは、太陽光Lがコレクタ20に設けられた曲面鏡21によって反射され、レシーバ30を焦点として集光している状態である。これにより太陽光Lは、このレシーバ30内部の熱媒体の熱量に変換される。以下、太陽光Lを熱媒体の熱量に変換することを、「集熱する」と記載している場合がある。
曲面鏡21は、例えば、短手方向に凹状の断面を有している反射パネルであり、太陽光Lをレシーバ30に集光させる集光部である。曲面鏡21の凹状の断面は、集光に適した曲率形状であり、例えば放物面を形成している。
The collector 20 is rotated by the control device 60 (FIG. 1), the synchronization device 50 (FIG. 1), and the position detector 13 so as to face the sun. The state in which the collector 20 faces the sun is a state in which sunlight L is reflected by the curved mirror 21 provided on the collector 20 and condensed with the receiver 30 as a focal point. Thereby, the sunlight L is converted into the heat quantity of the heat medium inside the receiver 30. Hereinafter, the conversion of the sunlight L into the heat quantity of the heat medium may be described as “collecting heat”.
The curved mirror 21 is, for example, a reflection panel having a concave cross section in the lateral direction, and is a condensing unit that collects sunlight L on the receiver 30. The concave cross section of the curved mirror 21 has a curvature shape suitable for condensing, and forms, for example, a paraboloid.

レシーバ30は、太陽光Lを吸収して熱に変換する筒状の集熱部であり、熱媒体である水を内部に有している。レシーバ30は、出口側と入口側とに熱媒体路17(図1)が接続され、これら熱媒体路17(図1)を介して空調システム100(図1)と接続されている。   The receiver 30 is a cylindrical heat collecting part that absorbs sunlight L and converts it into heat, and has water as a heat medium therein. The receiver 30 is connected to the heat medium path 17 (FIG. 1) on the outlet side and the inlet side, and is connected to the air conditioning system 100 (FIG. 1) via the heat medium path 17 (FIG. 1).

熱媒体である水は、ポンプ16(図1)によって送水されて循環し、レシーバ30内に於いて太陽光Lによって熱せられて熱水または水蒸気となる。熱水または水蒸気となった熱媒体は、熱媒体路17(図1)によって、空調システム100(図1)に導かれて熱源として用いられる。熱水または水蒸気は、熱源として用いられることで放熱して再び水となる。水となった熱媒体は、ポンプ16(図1)によって送水されて循環し、再びレシーバ30に戻る。   Water, which is a heat medium, is sent and circulated by the pump 16 (FIG. 1), and is heated by sunlight L in the receiver 30 to become hot water or steam. The heat medium that has become hot water or water vapor is guided to the air conditioning system 100 (FIG. 1) by the heat medium path 17 (FIG. 1) and used as a heat source. Hot water or water vapor is used as a heat source to release heat and become water again. The heat medium that has become water is sent and circulated by the pump 16 (FIG. 1), and returns to the receiver 30 again.

《集熱装置11の運転中の動作》
図1、図2を参照して、集熱装置11の運転中の動作を説明する。
集熱装置11の稼働状態に於いて、ポンプ16が熱媒体である水を送水し、熱媒体である水は、熱媒体路17を時計回りに循環する。
制御装置60は、日時と設置場所(経度および緯度)とに基づいて、太陽の位置を予測計算して、軌道計算値である目標コレクタ角度Θtを算出する。制御装置60は、位置検出器13によってコレクタ20のコレクタ角度Θを計測しながら、計測したコレクタ角度Θが目標コレクタ角度Θtになるまで、同期装置50によってコレクタ20を回転させる。
制御装置60は太陽の位置を予測して同期装置50に回転指示し、同期装置50は太陽と正対するようにコレクタ20を回転する。集熱装置11は、コレクタ20の曲面鏡21によって太陽光Lを反射して、レシーバ30を焦点として集光する。レシーバ30は、太陽光Lを吸収して熱媒体の熱に変換する。
集熱効率計測部62は、流量計15によって、運転中の熱媒体の流量Fを測定している。集熱効率計測部62は、レシーバ30の入口側に設置した温度計12によって入口側の熱媒体の温度Tinを測定し、レシーバ30の出口側に設置した温度計12によって熱媒体の温度Toutを測定し、出入口に於ける熱媒体の温度差(Tout−Tin)を算出する。この熱媒体温度差(Tout−Tin)と熱媒体の比熱αと流量Fとの積が、各集熱装置11の集熱量となる。
<< Operation during operation of the heat collector 11 >>
With reference to FIGS. 1 and 2, the operation of the heat collector 11 during operation will be described.
In the operating state of the heat collector 11, the pump 16 feeds water as a heat medium, and the water as the heat medium circulates in the heat medium path 17 in the clockwise direction.
The control device 60 predicts and calculates the position of the sun based on the date and installation location (longitude and latitude), and calculates a target collector angle Θt that is a trajectory calculation value. The control device 60 measures the collector angle Θ of the collector 20 by the position detector 13 and rotates the collector 20 by the synchronization device 50 until the measured collector angle Θ reaches the target collector angle Θt.
The control device 60 predicts the position of the sun and instructs the synchronization device 50 to rotate, and the synchronization device 50 rotates the collector 20 so as to face the sun. The heat collector 11 reflects the sunlight L by the curved mirror 21 of the collector 20 and condenses the receiver 30 as a focal point. The receiver 30 absorbs sunlight L and converts it into heat of the heat medium.
The heat collection efficiency measuring unit 62 measures the flow rate F of the operating heat medium with the flow meter 15. The heat collection efficiency measuring unit 62 measures the temperature Tin of the heat medium on the inlet side with the thermometer 12 installed on the inlet side of the receiver 30, and measures the temperature Tout of the heat medium with the thermometer 12 installed on the outlet side of the receiver 30. Then, the temperature difference (Tout−Tin) of the heat medium at the entrance / exit is calculated. The product of the heat medium temperature difference (Tout−Tin), the specific heat α of the heat medium, and the flow rate F is the heat collection amount of each heat collection device 11.

更に集熱効率計測部62は、日射計14によって、単位面積あたりの直達日射量(kW/m)を計測する。集熱効率計測部62は、日射計14で計測した直達日射量から単位面積あたりの熱量(kW)を換算して曲面鏡21の面積を乗じて、曲面鏡21に照射された太陽光Lの熱量を求める。更に集熱効率計測部62は、曲面鏡21に照射される太陽光Lの熱量に対する集熱装置11の集熱量の比率を求めて、これを集熱効率とする。
このとき、制御装置60が、計測したコレクタ角度Θと理論的な軌道計算値である目標コレクタ角度Θtとが一致するよう各コレクタ20を制御しても、集熱効率の最大値が得られない場合がある。その理由は、目標コレクタ角度Θtを算出する際の算出誤差、集熱装置11を構成する部品寸法の誤差、集熱装置11の設置位置の誤差、位置検出器13の検出誤差などである。そのため、集光効率が最大となるコレクタ角度Θmaxと、理論的な軌道計算値である目標コレクタ角度Θtとの差を補正する必要がある。特に、集熱装置11の設置誤差は、重要な誤差要因である。
Further, the heat collection efficiency measuring unit 62 measures the amount of direct solar radiation (kW / m 2 ) per unit area by the solar radiation meter 14. The heat collection efficiency measuring unit 62 converts the amount of heat per unit area (kW) from the amount of direct solar radiation measured by the solar radiation meter 14 and multiplies it by the area of the curved mirror 21, and the amount of heat of the sunlight L applied to the curved mirror 21 Ask for. Furthermore, the heat collection efficiency measuring unit 62 obtains the ratio of the heat collection amount of the heat collection apparatus 11 to the heat amount of the sunlight L irradiated to the curved mirror 21, and sets this as the heat collection efficiency.
At this time, even when the control device 60 controls each collector 20 so that the measured collector angle Θ matches the target collector angle Θt which is a theoretical trajectory calculation value, the maximum value of the heat collection efficiency cannot be obtained. There is. The reason for this is a calculation error when calculating the target collector angle Θt, an error in the dimensions of components constituting the heat collector 11, an error in the installation position of the heat collector 11, a detection error in the position detector 13, and the like. Therefore, it is necessary to correct the difference between the collector angle Θmax that maximizes the light collection efficiency and the target collector angle Θt that is a theoretical trajectory calculation value. In particular, the installation error of the heat collecting apparatus 11 is an important error factor.

本実施形態では、複数台の集熱装置11を連結しており、1つの回転軸で1列3台の集熱装置11のコレクタ20を回転させているので、3台の集熱装置11のコレクタ20のねじれなどにより、角度ズレが発生する虞がある。更に、3列の集熱装置11を、単一の同期装置50で同期して回転させているので、各列の集熱装置11ごとに、角度ズレが発生する虞がある。このように、複数台の集熱装置11を連結して運転し、最適な集熱効率を得るためには、各台のコレクタ20間の角度ズレを補正しなければならない。   In the present embodiment, a plurality of heat collecting devices 11 are connected, and the collectors 20 of the three heat collecting devices 11 in a row are rotated by one rotating shaft. There is a possibility that an angle shift may occur due to a twist of the collector 20 or the like. Furthermore, since the three rows of heat collecting devices 11 are rotated in synchronization by the single synchronizing device 50, there is a possibility that an angle shift occurs for each heat collecting device 11 of each row. Thus, in order to operate | move and connect the several heat collecting apparatus 11, and to obtain optimal heat collecting efficiency, you have to correct | amend the angle gap between the collectors 20 of each stand.

(第1の実施形態の動作)
図3は、軌道検出試験時の軌道を示す図である。図の横軸は時刻を示している。図の縦軸は、コレクタ角度を示している。
実線は、軌道検出試験に於けるコレクタ20の回転角度設定値を示している。破線は、各時刻に於けるコレクタ20の曲面鏡21が実際に太陽と正対する回転角度を示している。以下、これを「誤差0°の軌道」と記載している場合がある。
軌道検出試験に於いて、軌道検出試験部63は、コレクタ20を、所定周期(例えば20分〜30分)に1回、所定の回転角度設定値になるように間欠的に回転駆動し、次の周期まで静止させている。
軌道検出試験部63は、コレクタ20を回転駆動する時刻の更に所定周期の1/2後の時刻に於いて、コレクタ20の曲面鏡21が太陽と正対するように計算して回転駆動している。
(Operation of the first embodiment)
FIG. 3 is a diagram illustrating a trajectory during the trajectory detection test. The horizontal axis in the figure indicates time. The vertical axis in the figure indicates the collector angle.
The solid line indicates the rotation angle setting value of the collector 20 in the orbit detection test. The broken line indicates the rotation angle at which the curved mirror 21 of the collector 20 actually faces the sun at each time. Hereinafter, this may be described as “orbit with 0 ° error”.
In the trajectory detection test, the trajectory detection test unit 63 drives the collector 20 to intermittently rotate at a predetermined rotation angle setting value once every predetermined period (for example, 20 minutes to 30 minutes). It is kept stationary until the cycle.
The orbit detection test unit 63 calculates and drives the curved mirror 21 of the collector 20 so as to face the sun at a time that is a half of a predetermined period after the time when the collector 20 is rotationally driven. .

図4(a)〜(e)は、太陽の移動に伴うレシーバ集熱量の変化の例を示す図である。   FIGS. 4A to 4E are diagrams illustrating examples of changes in the amount of heat collected by the receiver as the sun moves.

図4(a)は、時刻Aに於ける集熱装置11の状態を示している。集熱装置11は、曲面鏡21で太陽光Lを反射し、レシーバ30から離れた場所に集光している。   FIG. 4A shows the state of the heat collector 11 at time A. FIG. The heat collector 11 reflects the sunlight L with the curved mirror 21 and collects it at a location away from the receiver 30.

図4(b)は、時刻Bに於ける集熱装置11の状態を示している。集熱装置11は、曲面鏡21で太陽光Lを反射し、レシーバ30に集光している。   FIG. 4B shows the state of the heat collector 11 at time B. The heat collector 11 reflects the sunlight L by the curved mirror 21 and collects it on the receiver 30.

図4(c)は、時刻Cに於ける集熱装置11の状態を示している。集熱装置11は、曲面鏡21で太陽光Lを反射し、レシーバ30から離れた場所に集光している。   FIG. 4C shows the state of the heat collector 11 at time C. The heat collector 11 reflects the sunlight L with the curved mirror 21 and collects it at a location away from the receiver 30.

図4(d)は、軌道検出試験(図3)の一部期間に於けるコレクタ20の角度を示す図である。実線は、軌道検出試験に於けるコレクタ20の角度設定値を示している。破線は、誤差0°の軌道を示している。破線は、コレクタ20の曲面鏡21が太陽と正対する角度となる。   FIG. 4D is a diagram showing the angle of the collector 20 during a partial period of the trajectory detection test (FIG. 3). The solid line indicates the angle setting value of the collector 20 in the trajectory detection test. The broken line indicates a trajectory with an error of 0 °. The broken line is an angle at which the curved mirror 21 of the collector 20 faces the sun.

図4(e)は、軌道検出試験(図3)の一部期間に於けるレシーバ30の集熱量を示す図である。
図中の時刻Aに於いて、図4(d)の実線で示した角度設定値は、破線で示した曲面鏡21が太陽と正対する角度(誤差0°の軌道)から離れている。そのため、図4(a)に示すように、曲面鏡21の反射光はレシーバ30に集光せず、集熱量は0である。
図4(d)の実線で示した角度設定値のまま曲面鏡21を静止させていると、太陽が地球の自転により徐々に移動する。時刻Bに於いて、実線で示す軌道は、破線で示す誤差0°の軌道と一致するので、コレクタ20の曲面鏡21が太陽と正対する角度となる。このとき、曲面鏡21の反射光は、レシーバ30に集光し、集熱量が最大値となる。時刻Bは、コレクタ20が実際に太陽と正対する時刻である。
さらに時間が経過すると、太陽が曲面鏡21と正対する位置から離れる。時刻Cに於いて、図4(c)に示すように曲面鏡21の反射光はレシーバ30に集光しなくなり、集熱量は再び0となる。
FIG. 4E is a diagram showing the amount of heat collected by the receiver 30 during a partial period of the orbit detection test (FIG. 3).
At time A in the figure, the angle setting value indicated by the solid line in FIG. 4D is away from the angle (orbit with an error of 0 °) where the curved mirror 21 indicated by the broken line faces the sun. Therefore, as shown in FIG. 4A, the reflected light of the curved mirror 21 is not collected on the receiver 30, and the heat collection amount is zero.
If the curved mirror 21 is stationary with the angle setting value indicated by the solid line in FIG. 4D, the sun gradually moves due to the rotation of the earth. At the time B, the trajectory indicated by the solid line coincides with the trajectory indicated by the broken line with an error of 0 °, so that the curved mirror 21 of the collector 20 faces the sun. At this time, the reflected light of the curved mirror 21 is condensed on the receiver 30, and the amount of heat collection becomes the maximum value. Time B is the time when the collector 20 actually faces the sun.
As time further elapses, the sun moves away from the position facing the curved mirror 21. At time C, as shown in FIG. 4C, the reflected light of the curved mirror 21 is not collected on the receiver 30, and the amount of heat collection becomes zero again.

図5(a),(b)は、太陽と正対する曲面鏡の軌道とレシーバ集熱量とを示す図である。   FIGS. 5A and 5B are views showing the trajectory of the curved mirror facing the sun and the amount of heat collected by the receiver.

図5(a)は、太陽と正対する曲面鏡21の軌道を示す図である。縦軸は、コレクタ20の角度を示している。横軸は、共通する時刻を示している。破線は、誤差0°の軌道、すなわち、太陽と正対する曲面鏡21の軌道を示している。実線は、軌道検出試験に於ける曲面鏡21の軌道を示している。
実線で示す軌道検出試験に於ける曲面鏡21の軌道は、間欠的に角度が変更され、所定期間に亘って静止するものである。軌道検出試験に於ける曲面鏡21の軌道は、所定期間に亘って静止しているときに、誤差0°の軌道である太陽と正対する軌道を通過する。
FIG. 5A is a diagram showing the trajectory of the curved mirror 21 facing the sun. The vertical axis indicates the angle of the collector 20. The horizontal axis indicates the common time. A broken line indicates an orbit with an error of 0 °, that is, an orbit of the curved mirror 21 facing the sun. The solid line indicates the trajectory of the curved mirror 21 in the trajectory detection test.
The trajectory of the curved mirror 21 in the trajectory detection test indicated by the solid line is one in which the angle is intermittently changed and is stationary for a predetermined period. The trajectory of the curved mirror 21 in the trajectory detection test passes through a trajectory facing the sun, which is a trajectory with an error of 0 °, when stationary for a predetermined period.

図5(b)は、レシーバ集熱量を示す図である。縦軸は、レシーバ集熱量を示している。横軸は、共通する時刻を示している。
軌道検出試験に於いて、曲面鏡21が所定期間に亘って静止しているとき、レシーバ集熱量は、山なりのピークを描く。このレシーバ集熱量のピークの時刻とは、曲面鏡21が実際に太陽と正対している時刻である。したがって、当該ピークの時刻とコレクタ角度Θとの関係を複数個記録し、これらの関係を満たす直線を算出することにより、曲面鏡21が実際に太陽と正対する軌道を求めることができる。
FIG. 5B shows the amount of heat collected by the receiver. The vertical axis represents the amount of heat collected by the receiver. The horizontal axis indicates the common time.
In the orbit detection test, when the curved mirror 21 is stationary for a predetermined period, the amount of collected heat of the receiver draws a peak in a mountain shape. The peak time of the receiver heat collection amount is the time when the curved mirror 21 is actually facing the sun. Therefore, by recording a plurality of relationships between the peak time and the collector angle Θ and calculating a straight line that satisfies these relationships, it is possible to determine the orbit where the curved mirror 21 actually faces the sun.

図6は、第1の実施形態に於ける曲面鏡の角度ズレ量算出方法を示す図である。縦軸は、レシーバ集熱量を示している。横軸は、時刻を示している。それぞれの実線は、m台の集熱装置11−1〜11−mのレシーバ集熱量を示している。
集熱量が最大となる時刻は、各集熱装置11で異なる、これは各集熱装置11のコレクタ20にねじれなどが発生し、同一の角度にならなかったためである。この角度のずれは、以下のようにして検出する。
まず、演算装置70は、基準となる集熱装置11を選定する。基準となる集熱装置11には、位置検出器13が設置されていることが望ましい。ここでは、集熱装置11−1を基準として選定する。
次に、演算装置70は、各集熱装置11−mに於けるレシーバ集熱量の最大値となる時刻tmを、計測データから求め、時刻tmと時刻t0との差であるΔtmを算出する。
演算装置70は、時刻t0に於けるコレクタ角度Θ0の計算値と、時刻(t0+Δtm)に於けるコレクタ角度Θmを算出する。コレクタ角度Θ0とコレクタ角度Θmとの差である、ΔΘmが、各集熱装置11−mのコレクタ角度Θ0のズレ量である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a method for calculating the amount of angular deviation of the curved mirror according to the first embodiment. The vertical axis represents the amount of heat collected by the receiver. The horizontal axis indicates time. Each solid line shows the amount of heat collected by the receivers of the m heat collecting devices 11-1 to 11-m.
The time at which the amount of heat collection becomes maximum differs among the respective heat collection devices 11, because the collector 20 of each heat collection device 11 is twisted or the like and does not have the same angle. This angular deviation is detected as follows.
First, the arithmetic device 70 selects the heat collecting device 11 that serves as a reference. It is desirable that a position detector 13 is installed in the heat collecting apparatus 11 serving as a reference. Here, the heat collector 11-1 is selected as a reference.
Next, the arithmetic unit 70 obtains the time tm that is the maximum value of the receiver heat collection amount in each heat collecting device 11-m from the measurement data, and calculates Δtm that is the difference between the time tm and the time t0.
The arithmetic unit 70 calculates the calculated value of the collector angle Θ0 at time t0 and the collector angle Θm at time (t0 + Δtm). ΔΘm, which is the difference between the collector angle Θ0 and the collector angle Θm, is a shift amount of the collector angle Θ0 of each heat collecting device 11-m.

図7(a),(b)は、曲面鏡の太陽追尾精度への誤差要因を示す図である。   FIGS. 7A and 7B are diagrams showing error factors for the sun tracking accuracy of the curved mirror.

図7(a)は、Z軸周り回転角度とY軸周り回転角度の定義を示す図である。
Z軸周り回転角度とは、コレクタ20の回転軸(X軸方向)の中点からZ軸方向をみたXY平面上の反時計周りの回転角度のことをいう。
Y軸周り回転角度とは、コレクタ20の回転軸(X軸方向)の中点からY軸方向をみたXZ平面上で反時計周りの回転角度のことをいう。
FIG. 7A is a diagram illustrating the definition of the rotation angle around the Z axis and the rotation angle around the Y axis.
The rotation angle around the Z axis refers to a rotation angle in the counterclockwise direction on the XY plane as viewed in the Z axis direction from the midpoint of the rotation axis (X axis direction) of the collector 20.
The rotation angle around the Y axis refers to a rotation angle counterclockwise on the XZ plane viewed from the midpoint of the rotation axis (X axis direction) of the collector 20 in the Y axis direction.

図7(b)は、集熱装置11に対するX軸方向を示す図である。
誤差パラメータには以下の3つが推定される。
(1)X軸(コレクタ20の回転軸)のZ軸周り回転角度
(2)X軸(コレクタ20の回転軸)のY軸周り回転角度
(3)設置場所の緯度や経度の誤差
FIG. 7B is a diagram illustrating the X-axis direction with respect to the heat collector 11.
The following three error parameters are estimated.
(1) Rotation angle around the Z-axis of the X-axis (the rotation axis of the collector 20) (2) Rotation angle around the Y-axis of the X-axis (the rotation axis of the collector 20) (3) Errors in latitude and longitude of the installation location

コレクタ20の回転軸をX軸とし、このX軸が南北軸と一致している場合を通常とする。この状態に対し、集熱装置11の設置誤差により、コレクタ20の回転軸が、(1),(2)で示した角度分ずれる可能性がある。これらの角度により、予測計算による目標コレクタ角度Θtと、実際の集熱効率が最大となる回転角度との間に誤差が生じる。また、予測計算には設置場所の緯度と経度とを用いるため、(3)で示したように緯度や経度が実際の値と異なると、目標コレクタ角度Θtと、実際の集熱効率が最大となる回転角度との間に誤差が生じる。   The rotation axis of the collector 20 is assumed to be the X-axis, and the case where this X-axis coincides with the north-south axis is usually assumed. In contrast to this state, there is a possibility that the rotation axis of the collector 20 may be shifted by the angles shown in (1) and (2) due to the installation error of the heat collecting device 11. Due to these angles, an error occurs between the target collector angle Θt obtained by the prediction calculation and the rotation angle at which the actual heat collection efficiency is maximized. In addition, since the latitude and longitude of the installation location are used for the prediction calculation, if the latitude and longitude are different from the actual values as shown in (3), the target collector angle Θt and the actual heat collection efficiency are maximized. An error occurs between the rotation angle.

図8は、第1の実施形態に於ける誤差要因の補正処理を示すフローチャートである。
個々の集熱装置11を考えると、計算誤差、曲面鏡21の設置誤差、および、同期装置50の回転誤差などの影響により、予測計算した回転角度設定値では、集光効率が最大にならない場合がある。そのため、誤差要因を補正する必要がある。
更に、複数台の集熱装置11を一列に共通の回転軸で連結し、各コレクタ20を同期して回転させるため、コレクタ20のねじれなどが発生し、ある設定値になるようにコレクタ20を回転させても、各集熱装置11の曲面鏡21には、相互に角度ズレが発生する。
以上のことから、1台の基準となる集熱装置11に対する各集熱装置11のコレクタ20の角度ズレ量を補正し、基準となる集熱装置11の集熱効率が最大となる最適設定値を算出して補正することとした。
FIG. 8 is a flowchart showing the error factor correction process in the first embodiment.
Considering the individual heat collectors 11, the condensing efficiency does not become maximum at the predicted calculated rotation angle setting value due to the influence of calculation error, installation error of the curved mirror 21, and rotation error of the synchronization device 50. There is. Therefore, it is necessary to correct the error factor.
Further, since the plurality of heat collecting devices 11 are connected in a row with a common rotating shaft and the collectors 20 are rotated in synchronization, the collectors 20 are twisted, and the collectors 20 are adjusted so that a certain set value is obtained. Even if it is rotated, the curved mirror 21 of each heat collecting device 11 is misaligned with each other.
From the above, the amount of angular misalignment of the collector 20 of each heat collecting device 11 with respect to one reference heat collecting device 11 is corrected, and the optimum set value that maximizes the heat collecting efficiency of the reference heat collecting device 11 is obtained. It was decided to calculate and correct.

すなわち、本実施形態の集熱装置11の誤差要因の補正処理は、以下のステップ1〜3に大別できる。
ステップ1:軌道検出試験
ステップ2:角度ズレ量補正
ステップ3:補正パラメータ算出
ステップ1には処理S10〜S14が含まれる。ステップ2には処理S15,S17と、処理S30〜S39(図9)が含まれる。ステップ3には処理S17〜S22が含まれる。処理S22で求めた補正パラメータ算出後の制御指令は、駆動制御部61に送信される。以下、各ステップの処理について説明する。
That is, the correction process of the error factor of the heat collecting apparatus 11 of this embodiment can be divided roughly into the following steps 1-3.
Step 1: Trajectory detection test Step 2: Angle shift amount correction Step 3: Correction parameter calculation Step 1 includes steps S10 to S14. Step 2 includes processes S15 and S17 and processes S30 to S39 (FIG. 9). Step 3 includes processes S17 to S22. The control command after the correction parameter calculation obtained in the process S22 is transmitted to the drive control unit 61. Hereinafter, processing of each step will be described.

《ステップ1:軌道検出試験》
処理S10〜S14に於いて、制御装置60の軌道検出試験部63は、所定回数の処理を繰り返す。
処理S11に於いて、制御装置60の軌道検出試験部63は、コレクタ20が所定の角度設定値になるように、20分〜30分程度に1回ずつ間欠的に回転させる。このとき、所定の角度設定値は、計算時の時刻から制御周期の半分先(上記の場合には10〜15分先)の時刻に於いて、コレクタ20の曲面鏡21が太陽に正対する角度である。
処理S12に於いて、制御装置60の軌道検出試験部63は、各列で自動制御を開始する。すなわち、制御装置60の軌道検出試験部63は、各集熱装置11のコレクタ20を前記所定の角度設定値で静止させた状態で、熱媒体路17に熱媒体を循環させ、各集熱装置11を運転して、集光集熱を行う。
<< Step 1: Orbit detection test >>
In processes S10 to S14, the trajectory detection test unit 63 of the control device 60 repeats the process a predetermined number of times.
In the process S11, the trajectory detection test unit 63 of the control device 60 rotates intermittently once every about 20 to 30 minutes so that the collector 20 has a predetermined angle set value. At this time, the predetermined angle setting value is an angle at which the curved mirror 21 of the collector 20 faces the sun at a time that is half the control cycle ahead (10 to 15 minutes in the above case) from the time of calculation. It is.
In process S12, the trajectory detection test unit 63 of the control device 60 starts automatic control in each row. That is, the trajectory detection test unit 63 of the control device 60 circulates the heat medium through the heat medium path 17 in a state where the collector 20 of each heat collection device 11 is stationary at the predetermined angle setting value, and each heat collection device. 11 is operated to collect and collect heat.

処理S13に於いて、制御装置60の集熱効率計測部62は、各集熱装置11−mの熱媒体の入口温度Tin、出口温度Tout、流量計15で計測した流量F、位置検出器13で計測したコレクタ角度Θをそれぞれ計測する。熱媒体の温度差(Tout−Tin)と、熱媒体の比熱αと流量Fとの積が集熱量となる。
更に、集熱効率計測部62は、日射計14で1mあたりの直達日射量(kW/m)を計測する。集熱効率計測部62は、前記集熱量を曲面鏡21の1mあたりの熱量(kW)に換算し、日射計14で計測した直達日射量に対する比率を算出し、集熱効率とする。
処理S14に於いて、制御装置60の集熱効率計測部62は、所定回数の処理を繰り返したか否かを判断する。制御装置60の集熱効率計測部62は、当該判断条件が成立しなかったならば、処理S10に戻り、当該判断条件が成立したならば、処理S15を行う。
In the process S13, the heat collection efficiency measuring unit 62 of the control device 60 is the heat detector inlet temperature Tin, outlet temperature Tout, the flow rate F measured by the flow meter 15, and the position detector 13 of each heat collecting device 11-m. Each measured collector angle Θ is measured. The product of the temperature difference (Tout−Tin) of the heat medium, the specific heat α of the heat medium, and the flow rate F is the heat collection amount.
Furthermore, the heat collection efficiency measuring unit 62 measures the amount of direct solar radiation per 1 m 2 (kW / m 2 ) using the solar radiation meter 14. The heat collection efficiency measuring unit 62 converts the heat collection amount into a heat amount (kW) per 1 m 2 of the curved mirror 21 and calculates a ratio to the direct solar radiation amount measured by the solar radiation meter 14 to obtain the heat collection efficiency.
In the process S14, the heat collection efficiency measuring unit 62 of the control device 60 determines whether or not the process has been repeated a predetermined number of times. The heat collection efficiency measuring unit 62 of the control device 60 returns to the process S10 if the determination condition is not satisfied, and performs the process S15 if the determination condition is satisfied.

《ステップ2:角度ズレ量補正》
処理S15に於いて、制御装置60の集熱効率計測部62は、演算装置70に角度ズレ量算出処理(図9)を行わせる。
処理S16に於いて、制御装置60の駆動制御部61は、角度ズレ量を同期装置50に設定して、角度ズレ量を補正し、以降の集熱運転に備える。
<Step 2: Angle shift correction>
In the process S15, the heat collection efficiency measuring unit 62 of the control device 60 causes the arithmetic device 70 to perform an angle shift amount calculation process (FIG. 9).
In process S16, the drive control unit 61 of the control device 60 sets the angle deviation amount in the synchronization device 50, corrects the angle deviation amount, and prepares for the subsequent heat collection operation.

《ステップ3:基準集熱装置の補正パラメータ算出》
最後に、制御装置60の補正パラメータ算出部64は、基準となる集熱装置11−1の補正パラメータを算出する。
処理S17に於いて、制御装置60の補正パラメータ算出部64は、当該列の基準集熱装置11について、集熱量がピークになる時刻t0と、そのときのコレクタ角度Θ0とを検出する。
処理S18に於いて、制御装置60の補正パラメータ算出部64は、図7で説明した、(1)X軸(コレクタ20の回転軸)のZ軸周り回転角度、(2)X軸(コレクタ20の回転軸)のY軸周り回転角度、(3)設置場所の緯度、経度の変化の補正パラメータを設定する。
<< Step 3: Calculation of correction parameters of reference heat collecting apparatus >>
Finally, the correction parameter calculation unit 64 of the control device 60 calculates the correction parameter of the heat collecting device 11-1 as a reference.
In the process S17, the correction parameter calculation unit 64 of the control device 60 detects the time t0 when the heat collection amount reaches the peak and the collector angle Θ0 at that time for the reference heat collection device 11 in the row.
In the process S18, the correction parameter calculation unit 64 of the control device 60 described in FIG. 7 is (1) the rotation angle around the Z axis of the X axis (the rotation axis of the collector 20), and (2) the X axis (the collector 20). (3) A correction parameter for the change in latitude and longitude of the installation location is set.

処理S19に於いて、制御装置60の補正パラメータ算出部64は、入力された補正パラメータを考慮して曲面鏡21の軌道計算をする。制御装置60の補正パラメータ算出部64は、図7に示す軌道を形成する交点の時刻t1〜t4それぞれに於いて、補正パラメータを考慮したコレクタ角度Θcを計算する。
処理S20において、制御装置60の補正パラメータ算出部64は、補正パラメータを考慮して軌道計算値として求められたコレクタ角度Θcと検出結果(図7)であるコレクタ角度Θxとの差の2乗の合計値を計算する。
すなわち、図5に示す各交点の時刻をt1〜t4とすると、制御装置60の補正パラメータ算出部64は、4個の時刻t1〜t4に対して、下記の合計値(SUM)を算出する。

Figure 2014020567

In the process S19, the correction parameter calculation unit 64 of the control device 60 calculates the trajectory of the curved mirror 21 in consideration of the input correction parameter. The correction parameter calculation unit 64 of the control device 60 calculates the collector angle Θc in consideration of the correction parameter at each of the intersection times t1 to t4 forming the trajectory shown in FIG.
In the process S20, the correction parameter calculation unit 64 of the control device 60 takes the correction parameter into consideration and calculates the square of the difference between the collector angle Θc obtained as the trajectory calculation value and the collector angle Θx that is the detection result (FIG. 7). Calculate the total value.
That is, if the times of the intersections shown in FIG. 5 are t1 to t4, the correction parameter calculation unit 64 of the control device 60 calculates the following total value (SUM) for the four times t1 to t4.
Figure 2014020567

処理S21に於いて、制御装置60の補正パラメータ算出部64は、2乗の合計値が補正パラメータ空間に於ける最小値か否かを判定する。制御装置60の補正パラメータ算出部64は、当該判断条件が成立しないならば(No)、処理S18に戻り、当該条件が成立したならば(Yes)、処理S22を行う。
処理S22に於いて、制御装置60の補正パラメータ算出部64は、補正パラメータを決定して駆動制御部61に送信する。これにより、駆動制御部61は、次回の運転時から、補正パラメータを使用して正しい角度計算を行うことができる。処理S22の処理が終了すると、図8の処理は終了する。
In process S21, the correction parameter calculation unit 64 of the control device 60 determines whether or not the sum of squares is the minimum value in the correction parameter space. The correction parameter calculation unit 64 of the control device 60 returns to the process S18 if the determination condition is not satisfied (No), and performs the process S22 if the condition is satisfied (Yes).
In process S <b> 22, the correction parameter calculation unit 64 of the control device 60 determines the correction parameter and transmits it to the drive control unit 61. Thereby, the drive control part 61 can perform correct angle calculation using a correction parameter from the next driving | operation. When the process of step S22 ends, the process of FIG. 8 ends.

例えば、図5に示すように、軌道検出試験の軌道と誤差0°の軌道との交点が4つあったとき、制御装置60の補正パラメータ算出部64は、図7に示す補正パラメータを変化させて、処理S21において、その合計値が最小となる補正パラメータを見いだす。制御装置60の駆動制御部61は、見いだした補正パラメータによって、コレクタ20の角度を制御する。これにより、補正値で計算した軌道が、図5に示す破線(誤差0°の軌道)と、ほぼ一致することになる。   For example, as shown in FIG. 5, when there are four intersections between the trajectory of the trajectory detection test and the trajectory with an error of 0 °, the correction parameter calculation unit 64 of the control device 60 changes the correction parameter shown in FIG. In step S21, a correction parameter having the minimum total value is found. The drive control unit 61 of the control device 60 controls the angle of the collector 20 according to the found correction parameter. As a result, the trajectory calculated with the correction value substantially coincides with the broken line (trajectory with an error of 0 °) shown in FIG.

図9は、第1の実施形態に於ける角度ズレ量算出処理を示すフローチャートである。
処理S30に於いて、演算装置70の角度ズレ量算出部71は、まず基準となる集熱装置11を選定する。位置検出器13が設置されている集熱装置11−1を選定することが望ましい。
処理S31に於いて、演算装置70の角度ズレ量算出部71は、基準となる集熱装置11−1の集熱量の最大値に於ける時刻t0を検出する。
処理S32〜S36に於いて、演算装置70の角度ズレ量算出部71は、基準の集熱装置11−1以外の全ての各集熱装置11−2〜11−9について処理を繰り返す。
処理S33に於いて、演算装置70の角度ズレ量算出部71は、当該集熱装置11の集熱量の最大値に於ける時刻tmを検出する。
処理S34に於いて、演算装置70の角度ズレ量算出部71は、時刻t0と時刻tmとの差であるΔtmを算出する。
FIG. 9 is a flowchart showing an angle shift amount calculation process in the first embodiment.
In the process S30, the angle shift amount calculation unit 71 of the arithmetic device 70 first selects the reference heat collecting device 11. It is desirable to select the heat collecting device 11-1 in which the position detector 13 is installed.
In process S31, the angle deviation amount calculation unit 71 of the arithmetic unit 70 detects the time t0 at the maximum value of the heat collection amount of the reference heat collection device 11-1.
In the processes S32 to S36, the angle deviation calculation unit 71 of the arithmetic device 70 repeats the process for all the heat collectors 11-2 to 11-9 other than the reference heat collector 11-1.
In the process S33, the angle deviation calculation unit 71 of the arithmetic device 70 detects the time tm at the maximum value of the heat collection amount of the heat collection device 11.
In the process S34, the angle deviation calculation unit 71 of the arithmetic unit 70 calculates Δtm which is the difference between the time t0 and the time tm.

処理S35に於いて、演算装置70の角度ズレ量算出部71は、基準の集熱装置11−1の時刻t0に於けるコレクタ角度Θ0と、当該集熱装置11の時刻tmに於けるコレクタ角度Θmの差であるΔΘmを算出し、当該集熱装置11の角度ズレ量データ73とする。
処理S36に於いて、演算装置70の角度ズレ量算出部71は、基準の集熱装置11−1以外の全ての各集熱装置11−2〜11−9について処理を繰り返したか否かを判断する。演算装置70の角度ズレ量算出部71は、当該判断条件が成立しなかったならば、処理S32に戻り、当該判断条件が成立したならば、処理S37を行う。
処理S37に於いて、演算装置70の角度ズレ量算出部71は、各集熱装置11の角度ズレ量データ73を制御装置60に送信する。
処理S38に於いて、演算装置70の角度ズレ量算出部71は、どの集熱装置11が基準の集熱装置11であるかの情報を制御装置60に送信する。
処理S39に於いて、演算装置70の角度ズレ量算出部71は、各集熱装置11の角度ズレ量データ73を表示部74に表示する。処理S39の処理が終了すると、図9の処理は終了する。
In the process S35, the angle deviation calculation unit 71 of the arithmetic unit 70 calculates the collector angle Θ0 at the time t0 of the reference heat collecting device 11-1 and the collector angle at the time tm of the heat collecting device 11. ΔΘm, which is the difference in Θm, is calculated and used as the angle deviation amount data 73 of the heat collecting apparatus 11.
In the process S36, the angle deviation amount calculation unit 71 of the arithmetic device 70 determines whether or not the process has been repeated for all the heat collectors 11-2 to 11-9 other than the reference heat collector 11-1. To do. The angle deviation amount calculation unit 71 of the arithmetic device 70 returns to the process S32 if the determination condition is not satisfied, and performs the process S37 if the determination condition is satisfied.
In the process S <b> 37, the angle shift amount calculation unit 71 of the arithmetic device 70 transmits the angle shift amount data 73 of each heat collecting device 11 to the control device 60.
In the process S <b> 38, the angle deviation calculation unit 71 of the arithmetic device 70 transmits information on which heat collecting device 11 is the reference heat collecting device 11 to the control device 60.
In the process S39, the angle deviation amount calculation unit 71 of the arithmetic device 70 displays the angle deviation amount data 73 of each heat collecting device 11 on the display unit 74. When the process of step S39 ends, the process of FIG. 9 ends.

図8に示す誤差要因の補正処理と、図9に示す角度ズレ量算出処理は、原則として実際の運転前に実施するものである。しかし、実際の運転を長期間続けていく過程で、何らかの要因によって誤差が発生し、レシーバ集熱効率が悪化した場合に、適宜これらの処理を実施してもよい。   In principle, the error factor correction process shown in FIG. 8 and the angle deviation calculation process shown in FIG. 9 are performed before actual driving. However, in the process of continuing the actual operation for a long period of time, when an error occurs due to some factor and the receiver heat collection efficiency deteriorates, these processes may be appropriately performed.

(第1の実施形態の効果)
以上説明した第1の実施形態では、次の(A),(B)のような効果がある。
(Effects of the first embodiment)
The first embodiment described above has the following effects (A) and (B).

(A) 複数台の集熱装置11のコレクタ20を連結して駆動したとき、新たにセンサなどを設けることなく、各集熱装置11のコレクタ20の角度ズレを自動かつ容易に検出することができる。 (A) When the collectors 20 of the plurality of heat collecting devices 11 are connected and driven, the angle deviation of the collectors 20 of the respective heat collecting devices 11 can be automatically and easily detected without providing a new sensor or the like. it can.

(B) 複数台の集熱装置11のコレクタ20を連結して駆動したとき、演算装置70は、基準となる集熱装置11のコレクタ20との相対的な角度ズレを検出し、更に基準となる集熱装置11の曲面鏡21の軌道を調整している。これにより、制御装置60の駆動制御部61は、全ての集熱装置11の曲面鏡21の軌道を、誤差0°の軌道に近づけて、集熱効率を最大化することができる。 (B) When the collectors 20 of the plurality of heat collecting apparatuses 11 are connected and driven, the arithmetic unit 70 detects a relative angular deviation with respect to the collector 20 of the heat collecting apparatus 11 serving as a reference. The trajectory of the curved mirror 21 of the heat collecting apparatus 11 is adjusted. Thereby, the drive control part 61 of the control apparatus 60 can make the track | orbit of the curved mirror 21 of all the heat collectors 11 approach the track | orbit of error 0 degree, and can maximize heat collection efficiency.

(変形例)
本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更実施が可能である。この変形例としては、例えば、次の(a)〜(e)のようなものがある。
(Modification)
The present invention is not limited to the above embodiment, and can be modified without departing from the spirit of the present invention. Examples of such modifications include the following (a) to (e).

(a) 第1の実施形態ではレシーバ集熱量が最大となる点(所定期間毎の極大値)を使い軌道を求めているが、レシーバ30の出入口温度差もしくはレシーバ集熱効率が最大となる点を用いてもよい。すなわち、図9の処理S31、処理S33においてレシーバ集熱量が最大となる時刻の代わりに、レシーバ30の出入口温度差が最大となる時刻や、レシーバ30の集熱効率が最大となる時刻を用いてもよい。 (A) In the first embodiment, the trajectory is obtained using the point (maximum value for each predetermined period) at which the receiver heat collection amount becomes maximum, but the point at which the inlet / outlet temperature difference of the receiver 30 or the receiver heat collection efficiency becomes maximum is obtained. It may be used. That is, instead of the time at which the receiver heat collection amount becomes maximum in the processing S31 and the processing S33 in FIG. Good.

(b) コレクタ20を間欠的に回転させる周期は、必ずしも20分〜30分にする必要はなく、レシーバ集熱量やレシーバ集熱効率が最大となる時刻が検出できる周期であればよい。 (B) The period for intermittently rotating the collector 20 is not necessarily 20 to 30 minutes, and may be any period that can detect the time at which the receiver heat collection amount and the receiver heat collection efficiency are maximized.

(c) 処理S21に於いて、軌道検出試験で得られた時刻でのコレクタ20の設定角度と、設置誤差に係るパラメータを変更して得られた軌道計算での設定角度との差が、所定値より小さくなるように判定してもよい。 (C) In the process S21, the difference between the set angle of the collector 20 at the time obtained in the trajectory detection test and the set angle in the trajectory calculation obtained by changing the parameter relating to the installation error is predetermined. You may determine so that it may become smaller than a value.

(d) 第1の実施形態では、熱媒体として水を用いている。しかし、これに限られず、熱媒体は、常温で液体または気体の状態を保つ物質ならばよく、限定されない。 (D) In the first embodiment, water is used as the heat medium. However, the present invention is not limited to this, and the heat medium is not limited as long as it is a substance that maintains a liquid or gas state at room temperature.

(e) 第1の実施形態の太陽光集熱装置10は、ステップ2の角度ズレ量補正を行ったのちに、ステップ3の補正パラメータ算出を行っている。しかし、これに限られず、太陽光集熱装置10は、ステップ3の補正パラメータ算出を行ったのちに、ステップ2の角度ズレ量補正を行ってもよい。 (E) The solar heat collecting apparatus 10 according to the first embodiment performs the correction parameter calculation in Step 3 after performing the angle shift amount correction in Step 2. However, the present invention is not limited to this, and the solar heat collecting apparatus 10 may perform the angle deviation correction in Step 2 after performing the correction parameter calculation in Step 3.

10 太陽光集熱装置
11−1〜11−9 集熱装置
12−1〜12−12 温度計
14 日射計
15 流量計
16 ポンプ
17 熱媒体路
20 コレクタ(集光部)
21 曲面鏡
22 支持フレーム
23 支持バー
30 集熱管(レシーバあるいは集熱部)
31 保持脚
50 同期装置
60 制御装置
61 駆動制御部
62 集熱効率計測部
63 軌道検出試験部
64 補正パラメータ算出部
65 記憶部
66 太陽位置テーブル
67 計測データ
70 演算装置
71 角度ズレ量算出部
73 角度ズレ量データ
74 表示部
100 空調システム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Solar heat collecting device 11-1 to 11-9 Heat collecting device 12-1 to 12-12 Thermometer 14 Solar radiation meter 15 Flow meter 16 Pump 17 Heating medium path 20 Collector (Condensing part)
21 curved mirror 22 support frame 23 support bar 30 heat collecting tube (receiver or heat collecting part)
31 Holding Leg 50 Synchronizing Device 60 Control Device 61 Drive Control Unit 62 Heat Collection Efficiency Measuring Unit 63 Orbit Detection Test Unit 64 Correction Parameter Calculation Unit 65 Storage Unit 66 Solar Position Table 67 Measurement Data 70 Computing Device 71 Angular Deviation Amount Calculation Unit 73 Angular Deviation Quantity data 74 Display unit 100 Air conditioning system

Claims (7)

太陽光を吸収して熱に変換するレシーバ、および、太陽光を反射して前記レシーバに集光するコレクタを備えた複数の集熱装置と、
前記複数の集熱装置の各コレクタを同期して駆動する同期装置と、
前記コレクタの回転角度を検出する位置検出器と、
前記複数の集熱装置それぞれの集熱効率を計測する集熱効率計測部と、
前記コレクタが太陽に正対する軌道の検出試験を行う軌道検出試験部と、
基準集熱装置のコレクタに対する前記複数の集熱装置の各コレクタの角度ズレ量を算出する角度ズレ量算出部と、
前記基準集熱装置の集熱効率が最大値となる補正パラメータを算出する補正パラメータ算出部と、
を備えたことを特徴とする太陽光集熱装置。
A receiver that absorbs sunlight and converts it into heat, and a plurality of heat collectors that include a collector that reflects sunlight and collects it on the receiver;
A synchronization device that drives each collector of the plurality of heat collecting devices in synchronization;
A position detector for detecting a rotation angle of the collector;
A heat collection efficiency measurement unit for measuring the heat collection efficiency of each of the plurality of heat collection devices;
An orbit detection test unit for performing an orbit detection test where the collector faces the sun;
An angle shift amount calculation unit for calculating an angle shift amount of each collector of the plurality of heat collectors with respect to a collector of a reference heat collector;
A correction parameter calculation unit that calculates a correction parameter that maximizes the heat collection efficiency of the reference heat collection device;
A solar heat collecting apparatus comprising:
前記集熱効率計測部は、太陽光の直達日射量を計測する日射計により、前記集熱装置の集熱効率を補正する、
ことを特徴とする請求項1に記載の太陽光集熱装置。
The heat collection efficiency measurement unit corrects the heat collection efficiency of the heat collection device by a solarimeter that measures the amount of direct solar radiation of sunlight,
The solar heat collecting apparatus of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
前記角度ズレ量算出部は、
前記複数の集熱装置の各コレクタの、前記基準集熱装置のコレクタに対する角度ズレ量を算出する、
ことを特徴とする請求項1に記載の太陽光集熱装置。
The angle shift amount calculation unit
Calculating an angle shift amount of each collector of the plurality of heat collectors with respect to a collector of the reference heat collector;
The solar heat collecting apparatus of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
前記軌道検出試験部は、前記複数の集熱装置を太陽と正対する軌道より進めて、所定期間に亘って静止し、
前記集熱効率計測部は、前記所定期間に於ける各前記集熱装置の集熱量を測定し、
前記角度ズレ量算出部は、
各前記補正パラメータとして、前記基準集熱装置の集熱効率最大の時刻に於ける角度と、当該集熱装置の集熱効率最大の時刻に於ける角度との差によって、前記基準集熱装置のコレクタと当該集熱装置のコレクタとの前記角度ズレ量を算出する、
ことを特徴とする請求項1に記載の太陽光集熱装置。
The orbit detection test unit advances the plurality of heat collecting devices from the orbit directly facing the sun, and is stationary for a predetermined period of time.
The heat collection efficiency measurement unit measures a heat collection amount of each of the heat collection devices in the predetermined period,
The angle shift amount calculation unit
As each of the correction parameters, the difference between the angle at the time of maximum heat collection efficiency of the reference heat collector and the angle at the time of maximum heat collection efficiency of the heat collector is determined by the collector of the reference heat collector. Calculating the amount of angular deviation from the collector of the heat collector,
The solar heat collecting apparatus of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
請求項1に記載の太陽光集熱装置は、当該集熱装置に流入する熱媒体の入口温度を計測する入口側温度計と、当該集熱装置から流出する当該熱媒体の出口温度を計測する出口側温度計と、を備え、
前記集熱効率計測部は、当該集熱装置の当該熱媒体の出口温度から入口温度を減算して温度差を算出して、集熱効率とする、
ことを特徴とする太陽光集熱装置。
The solar heat collecting apparatus according to claim 1 measures an inlet side thermometer for measuring an inlet temperature of a heat medium flowing into the heat collecting apparatus and an outlet temperature of the heat medium flowing out from the heat collecting apparatus. An outlet-side thermometer,
The heat collection efficiency measurement unit calculates the temperature difference by subtracting the inlet temperature from the outlet temperature of the heat medium of the heat collector, and sets the heat collection efficiency.
A solar heat collector characterized by that.
請求項1に記載の太陽光集熱装置は、当該集熱装置に流れる熱媒体の流量を計測する流量計と、当該集熱装置に流入する当該熱媒体の入口温度を計測する入口側温度計と、当該集熱装置から流出する当該熱媒体の出口温度を計測する出口側温度計と、
を更に備え、
前記集熱効率計測部は、当該集熱装置の当該熱媒体の出口温度から入口温度を減算して温度差を算出し、算出した温度差に前記熱媒体の流量と比熱とを掛けて、集熱効率とする、
ことを特徴とする太陽光集熱装置。
The solar heat collecting apparatus according to claim 1 is a flow meter for measuring a flow rate of a heat medium flowing through the heat collecting apparatus, and an inlet side thermometer for measuring an inlet temperature of the heat medium flowing into the heat collecting apparatus. And an outlet side thermometer for measuring the outlet temperature of the heat medium flowing out from the heat collecting device,
Further comprising
The heat collection efficiency measurement unit subtracts the inlet temperature from the outlet temperature of the heat medium of the heat collector to calculate a temperature difference, and multiplies the calculated temperature difference by the flow rate and specific heat of the heat medium to collect the heat collection efficiency. And
A solar heat collector characterized by that.
太陽光集熱装置は、
太陽光を吸収して熱に変換するレシーバ、および、太陽光を反射して前記レシーバに集光するコレクタを備えた複数の集熱装置と、
前記複数の集熱装置のコレクタを同期して駆動する同期装置と、
前記コレクタの回転角度を検出する位置検出器と、
前記複数の集熱装置それぞれの集熱効率を計測する集熱効率計測部と、
前記コレクタが太陽に正対する軌道の検出試験を行う軌道検出試験部と、
基準集熱装置のコレクタに対する前記複数の集熱装置の各コレクタの角度ズレ量を算出する角度ズレ量算出部と、
前記基準集熱装置の集熱効率が最大値となる補正パラメータを算出する補正パラメータ算出部と、
を備え、
前記角度ズレ量算出部は、
いずれかの集熱装置を前記基準集熱装置として選定するステップと、
前記軌道検出試験部が計測した各前記集熱装置の集熱効率最大の時刻をそれぞれ検出するステップと、
前記基準集熱装置の集熱効率最大の時刻に於けるコレクタ角度から、各前記集熱装置の集熱効率最大の時刻に於けるコレクタ角度を減算し、各前記角度ズレ量とするステップと、
を実行することを特徴とする太陽光集熱装置の角度ズレ量算出方法。
Solar heat collector
A receiver that absorbs sunlight and converts it into heat, and a plurality of heat collectors that include a collector that reflects sunlight and collects it on the receiver;
A synchronization device that drives the collectors of the plurality of heat collecting devices in synchronization;
A position detector for detecting a rotation angle of the collector;
A heat collection efficiency measurement unit for measuring the heat collection efficiency of each of the plurality of heat collection devices;
An orbit detection test unit for performing an orbit detection test where the collector faces the sun;
An angle shift amount calculation unit for calculating an angle shift amount of each collector of the plurality of heat collectors with respect to a collector of a reference heat collector;
A correction parameter calculation unit that calculates a correction parameter that maximizes the heat collection efficiency of the reference heat collection device;
With
The angle shift amount calculation unit
Selecting any one of the heat collecting devices as the reference heat collecting device;
Detecting each time of maximum heat collection efficiency of each of the heat collection devices measured by the orbit detection test unit;
Subtracting the collector angle at the time of maximum heat collection efficiency of each of the heat collection devices from the collector angle at the time of maximum heat collection efficiency of the reference heat collection device to obtain each angle deviation amount;
The angle deviation amount calculation method of the solar heat collecting apparatus characterized by performing this.
JP2012156048A 2012-07-12 2012-07-12 Sunlight heat collecting device and angle deviation amount calculation method of sunlight heat collecting device Pending JP2014020567A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012156048A JP2014020567A (en) 2012-07-12 2012-07-12 Sunlight heat collecting device and angle deviation amount calculation method of sunlight heat collecting device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012156048A JP2014020567A (en) 2012-07-12 2012-07-12 Sunlight heat collecting device and angle deviation amount calculation method of sunlight heat collecting device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014020567A true JP2014020567A (en) 2014-02-03

Family

ID=50195680

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012156048A Pending JP2014020567A (en) 2012-07-12 2012-07-12 Sunlight heat collecting device and angle deviation amount calculation method of sunlight heat collecting device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2014020567A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015215095A (en) * 2014-05-07 2015-12-03 株式会社東芝 Solar heat collection system and control device and control method of the same

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008503709A (en) * 2004-06-24 2008-02-07 ヘリオダイナミクス リミテッド Solar energy collection system
JP2010190566A (en) * 2009-02-18 2010-09-02 Palo Alto Research Center Inc Two-part solar energy collection system
US20110056483A1 (en) * 2008-02-28 2011-03-10 Flagsol GmbH a corporation Self-learning solar collector orientation control system
JP2011163594A (en) * 2010-02-05 2011-08-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Operation control system and operation control method of solar heat receiver
JP2012127576A (en) * 2010-12-15 2012-07-05 Hitachi Plant Technologies Ltd Solar collector and cooperative solar collector system
JP2012127575A (en) * 2010-12-15 2012-07-05 Hitachi Plant Technologies Ltd Solar heat collection device and method of automatically following sun for solar heat collection device
JP2012127577A (en) * 2010-12-15 2012-07-05 Hitachi Plant Technologies Ltd Solar heat collection device and method of adjusting heat collection amount for the same

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008503709A (en) * 2004-06-24 2008-02-07 ヘリオダイナミクス リミテッド Solar energy collection system
US20110056483A1 (en) * 2008-02-28 2011-03-10 Flagsol GmbH a corporation Self-learning solar collector orientation control system
JP2010190566A (en) * 2009-02-18 2010-09-02 Palo Alto Research Center Inc Two-part solar energy collection system
JP2011163594A (en) * 2010-02-05 2011-08-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Operation control system and operation control method of solar heat receiver
JP2012127576A (en) * 2010-12-15 2012-07-05 Hitachi Plant Technologies Ltd Solar collector and cooperative solar collector system
JP2012127575A (en) * 2010-12-15 2012-07-05 Hitachi Plant Technologies Ltd Solar heat collection device and method of automatically following sun for solar heat collection device
JP2012127577A (en) * 2010-12-15 2012-07-05 Hitachi Plant Technologies Ltd Solar heat collection device and method of adjusting heat collection amount for the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015215095A (en) * 2014-05-07 2015-12-03 株式会社東芝 Solar heat collection system and control device and control method of the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Bhusal et al. Technical and economic analysis of a novel low-cost concentrated medium-temperature solar collector
Kalogirou A detailed thermal model of a parabolic trough collector receiver
Facão et al. Numerical simulation of a trapezoidal cavity receiver for a linear Fresnel solar collector concentrator
Cagnoli et al. Analysis of the performance of linear Fresnel collectors: Encapsulated vs. evacuated tubes
Yusupov et al. Automated stand for measuring thermal and energy characteristics of solar parabolic trough concentrators
JP5684556B2 (en) Solar collector
Aguilar-Jiménez et al. Effect of orientation of a CPC with concentric tube on efficiency
WO2013017097A1 (en) Calibrating device and calibrating method for heliostat
US9322576B2 (en) Receiver module for solar power station with in-built thermal monitoring
Xia et al. Analyzing thermal properties of solar evacuated tube arrays coupled with mini-compound parabolic concentrator
PT2245384E (en) Self-learning solar collector orientation control system
JP5698101B2 (en) Solar collector and solar automatic tracking method of solar collector
WO2013044850A1 (en) Calibration system and calibration method for heliostat in solar power station
Stanek et al. Solar tracker error impact on linear absorbers efficiency in parabolic trough collector–Optical and thermodynamic study
Babu et al. Experimental analysis on Linear Fresnel reflector solar concentrating hot water system with varying width reflectors
Spoladore et al. Distributed parameters dynamic model of a solar fresnel collector field
Burgess et al. Direct steam generation using the SG4 500 m2 paraboloidal dish concentrator
Yuan et al. Experimental and analytical optical-thermal performance of evacuated cylindrical tube receiver for solar dish collector
CN102297757B (en) Method and device for testing condensation performance of solar disc type condenser
JP2015140938A (en) Solar thermal collection system and adjustment method for same
CN107407502A (en) CSP is followed the trail of
Hussain et al. Numerical and experimental heat transfer analyses of a novel concentric tube absorber under non-uniform solar flux condition
JP2014020567A (en) Sunlight heat collecting device and angle deviation amount calculation method of sunlight heat collecting device
JP2011163594A (en) Operation control system and operation control method of solar heat receiver
Osório et al. A novel quasi-stationary CPC-type solar collector for intermediate temperature range applications for process heat: Simulation and experimental results

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150202

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20151023

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20151201

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20160329