発電設備および発電方法
【課題】発電設備において太陽エネルギを利用して発電を行う際の発電効率を向上させる。
【解決手段】本発明の発電設備１は、太陽エネルギを利用して発電を行う第１発電部２と、第１発電部２で発電に寄与しなかった太陽エネルギを熱媒体に伝えて熱回収する熱回収手段３と、熱回収手段３で熱回収した熱媒体を利用してバイナリサイクルで発電を行う第２発電部４と、を有していることを特徴とする。好ましくは、第１発電部２は、太陽光を集光して太陽エネルギを集める太陽エネルギ集中手段５と、太陽エネルギ集中手段５により集められた太陽エネルギを電気エネルギに変換して発電を行う太陽エネルギ発電部６と、を有しているのがよい。
【解決手段】本発明の発電設備１は、太陽エネルギを利用して発電を行う第１発電部２と、第１発電部２で発電に寄与しなかった太陽エネルギを熱媒体に伝えて熱回収する熱回収手段３と、熱回収手段３で熱回収した熱媒体を利用してバイナリサイクルで発電を行う第２発電部４と、を有していることを特徴とする。好ましくは、第１発電部２は、太陽光を集光して太陽エネルギを集める太陽エネルギ集中手段５と、太陽エネルギ集中手段５により集められた太陽エネルギを電気エネルギに変換して発電を行う太陽エネルギ発電部６と、を有しているのがよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光発電や太陽熱発電の際に、発電に寄与しなかった太陽エネルギを利用してバイナリ発電を行う発電設備および発電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地球温暖化防止が将来的な解決課題として取り上げられる中、自然エネルギを利用した発電に対する注目が益々高まっている。このような自然エネルギを利用した発電の中でも、太陽光や太陽光による熱を利用した発電は、その中心を為すものと考えられている。
太陽光発電は、「太陽電池」として知られる半導体で構成された光電素子に太陽光を当て、光エネルギを直接電気エネルギに変換するものである。また、太陽光による熱を利用した発電には、発生した熱で作動媒体を蒸発させ発電機を駆動させて発電を行う太陽熱発電や発生した熱を熱電素子で電気に変換して発電する熱電発電がある。この太陽光発電や太陽熱発電として現在一般的に使用されている手段の変換効率（入射した光エネルギのうちどの程度が電気エネルギに変換されるかを示す効率、発電効率とも言う）はそれほど高いものではなく、実用レベルでは変換効率が１０％程度のものもある。それゆえ、例えば発電効率が１０％程度の発電では残りの９０％程度の太陽エネルギが、利用されずに捨てられている。
【０００３】
上記した太陽光発電としては、例えば特許文献１に示すようなものが知られている。
特許文献１に示す太陽光の発電設備は、地上に射し込まれた太陽光（太陽エネルギ）を反射鏡を用いて集光し、この集光した太陽光を用いて太陽電池モジュールで発電を行っている。
ところが、一般に太陽電池の発電効率は太陽電池（素子）の温度が上昇すれば低下する。それゆえ、太陽光を集光する集光型の太陽電池では、集光によって太陽電池の周辺の温度が上昇しやすく、高い発電効率を維持することは困難であるし、太陽電池を冷却する機構は必要不可欠になる。
【０００４】
そのため、特許文献１の発電設備では、太陽電池モジュールの裏側に冷却水循環式の冷却部が設けられていて、この冷却部で太陽電池モジュールを冷却することにより発電効率を下げないようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１１３７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１の発電設備においては、太陽電池の過昇温による損傷を防止するために冷却を止めることができないものであり、冷却で再利用されずに廃棄されている熱量は、極めて大きい。例えば１０００ｋＷの太陽エネルギが得られたとする。この場合、発電効率が１０％であれば冷却で廃棄される太陽エネルギは残りの９０％、すなわち９００ｋＷとなる。これは、毎分２００リットルで流れる常温の水を５０〜６０℃上昇させることができるほど大きなエネルギに相当する。当然、このように大きなエネルギを、利用せずに廃棄することは極めて不経済なことである。
【０００７】
つまり、利用せずに廃棄する太陽エネルギを他の発電に再利用してやれば、この他の発電で再利用されて発電される分だけトータルでの発電量が上がり、ひいては発電効率をトータルシステムとして向上することも可能となる。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、太陽エネルギを電気に変換する変換素子を利用して発電を行うだけでなく、変換素子の損傷防止および発電効率を維持するために捨てられていた太陽エネルギを再利用してバイナリ発電を行うことにより、発電効率を設備全体として向上させることができる発電設備および発電方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため、本発明の発電設備は次の技術的手段を講じている。
すなわち、本発明の発電設備は、太陽エネルギを利用して発電を行う第１発電部と、前記第１発電部で発電に寄与しなかった太陽エネルギを熱媒体に伝えて熱回収する熱回収手段と、前記熱回収手段で熱回収した熱媒体を利用してバイナリサイクルで発電を行う第２発電部と、を有していることを特徴とする。
【０００９】
好ましくは、前記第１発電部は、太陽光を集光して前記太陽エネルギを集める太陽エネルギ集中手段と、前記太陽エネルギ集中手段により集められた太陽エネルギを電気エネルギに変換して発電を行う太陽エネルギ発電部と、を有しているとよい。
好ましくは、前記第２発電部は、前記熱回収手段で発生した熱媒体を利用して液体の作動媒体を蒸発させる蒸発器と、前記蒸発器で蒸発した作動媒体の蒸気により発電を行う発電機と、前記発電機で発電に用いられた作動媒体の蒸気を凝縮する凝縮器と、を備えているとよい。
【００１０】
好ましくは、前記熱回収手段は、前記第１発電部の太陽エネルギ発電部を冷却する冷却流路に冷却媒体（熱媒体）を流通させて熱回収するとよい。
好ましくは、前記熱媒体に水が用いられていて、前記熱回収手段での熱回収に用いられた水を、設備外に排水する排水管が設けられているとよい。
好ましくは、前記熱媒体に、取水源から取水された用水、または当該用水を浄化した浄水が用いられていて、前記熱媒体を前記冷却流路に供給する給水管が設けられているとよい。
【００１１】
好ましくは、前記取水源から水を取水して前記給水管に供給する取水配管及び／又は取水ポンプが設けられているとよい。
好ましくは、前記配水管が前記取水源に放水するように設けられているとよい。
また、本発明の発電方法は、上述した発電設備を用いた発電方法であって、前記太陽エネルギを利用して第１の発電を行うと共に、前記第１の発電において発電に寄与しなかった太陽エネルギを熱エネルギとして利用してバイナリサイクルで第２の発電を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の発電設備及び発電方法によれば、太陽エネルギを電気に変換する変換素子を利用して発電を行うだけでなく、変換素子の損傷防止および発電効率維持のために捨てられていた太陽エネルギを再利用してバイナリ発電を行うことにより、発電効率を設備全体として向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態の発電設備を示す図である。
【図２】第１実施形態の発電設備の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る発電設備１の第１実施形態を、図面に基づき詳しく説明する。
図１に示すように、第１実施形態の発電設備１は、太陽エネルギを利用して発電を行う第１発電部２と、この第１発電部２で発電に使われなかった太陽エネルギを熱エネルギとして熱媒体に伝える熱回収手段３と、熱回収手段３で熱回収した熱媒体を利用してバイナリサイクルで発電を行う第２発電部４と、を有している。
【００１５】
最初に、本発明の発電設備１を構成する第１発電部２、熱回収手段３、及び第２発電部４の中から、まず第１発電部２について説明する。
第１発電部２は、太陽エネルギを電気エネルギに変換して発電を行うものである。この第１発電部２は、太陽光を集光して太陽エネルギを集める太陽エネルギ集中手段５と、太陽エネルギ集中手段５で集められた太陽エネルギを電気エネルギに変換して発電を行う太陽エネルギ発電部６と、を有している。
【００１６】
太陽エネルギ発電部６には、例えば本実施形態のように、太陽の光エネルギを電気エネルギに変換する太陽電池のような光電素子を採用することが可能である。
また、太陽エネルギ集中手段５は、太陽の動きを追尾する反射鏡を複数並べて配備すると共にその複数の反射鏡から射し込まれた太陽光を所定方向に集中するように反射させる固定式の反射鏡を備えた反射部７と、反射部７で所定方向に集中された太陽光をさらに集光させる非追尾式集光器８と、を有している。
【００１７】
具体的には、反射部７は、地面や路面などのような水平面に複数並べられたヘリオスタット９と、これらのヘリオスタット９で反射された太陽光をさらに反射させる上部反射鏡１０とを有している。このヘリオスタット９は、反射光が常に上部反射鏡１０の方向を向くように、反射面の向きや仰角を制御できるようになっている。上部反射鏡１０は、地面から起立状に設けられたタワー１１の上部に設けられた凹面鏡であり、複数のヘリオスタット９からの反射光を下方を向く凹面で反射させて、反射光を下方の太陽電池（言い換えれば上述した太陽エネルギ発電部６）に集光している。
【００１８】
非追尾式集光器８は、反射部７で集光された太陽光をさらに集光するものであり、本実施形態では複合放物面型集光器（Compound Parabolic Concentrator）である。
上述した太陽エネルギ集中手段５を用いることにより、ヘリオスタット９→上部反射鏡１０→非追尾式集光器８の順で太陽エネルギが集約され、太陽エネルギを例えば１０００倍程度まで増幅することができ、増幅された太陽エネルギを用いて発電を行うことができる。
【００１９】
ところで、上述したように太陽から射し込まれた太陽エネルギを１０００倍に増幅し、１ｍ２当たり１０００ｋＷ程度にすることができたとしても、太陽電池（太陽エネルギ発電部６）の発電効率が１０％しかなければ１０００ｋＷ／ｍ２の９０％に相当する９００ｋＷ／ｍ２は余分な熱として発電に利用されずに廃棄されることになり、極めて不経済である。
【００２０】
そこで、本発明の発電設備１では、第１発電部２で発電に使われなかった太陽エネルギを熱エネルギとして熱媒体に伝える熱回収手段３と、この熱回収手段３で熱回収した熱媒体を利用してバイナリサイクルで発電を行う第２発電部４とを設けて、発電に使われなかった太陽エネルギを熱回収してバイナリ発電を行うことにより発電効率を全体として向上させている。
【００２１】
次に、本発明の発電設備１の特徴である熱回収手段３及び第２発電部４について詳しく説明する。
熱回収手段３は、第１発電部２で発電に使われなかった太陽エネルギを熱エネルギとして熱媒体に伝えて熱回収するものである。本実施形態では、熱回収手段３は、第１発電部２の昇温部位を冷却するように設けられた流路に熱媒体（冷却媒体Ｃ）を流通させ、昇温部位からその流路内の熱媒体への伝熱によって熱媒体（冷却媒体Ｃ）を加熱するものである。加熱された熱媒体（以降、冷却媒体Ｃという）は第２発電部４に送られている。
【００２２】
本実施形態では、熱回収手段３は内部に冷却媒体Ｃを流通させる流路１２を備えた冷却ジャケット１３（冷却流路）を有しており、第１実施形態では冷却ジャケット１３は第１発電部２の太陽エネルギ発電部６にのみ配備されている。
冷却ジャケット１３は、太陽エネルギ発電部６（図例では太陽電池の下側）に隣接して配備されており、太陽電池を下方から支持できるようになっている。冷却ジャケット１３の内部には冷却媒体Ｃである冷却水を流通可能な流路１２が設けられており、この流路１２内を流通する冷却水が加熱されることにより、太陽電池に加わった太陽エネルギのうち発電に使用されなかった余剰分を熱エネルギとして一旦熱媒体に回収できるようになっている。
【００２３】
冷却ジャケット１３には、図示しない取水源（例えば、海、河川、地下、湖または池など）から得た水を冷却水としてこの冷却ジャケット１３に供給する給水管１４が設けられており、取水源から取水された用水またはこの用水を浄化した浄水がこの給水管１４を通じて冷却水として供給されている。取水源が発電設備の近くにある場合には、給水管に通じる取水配管や取水ポンプを含む取水手段を発電設備に付設して、取水源から発電設備に直接的に（水道事業者を介することなく）冷却水を供給するようにしても良い。この様にすれば断水による発電設備の故障（第１発電部２の損傷）を防ぐことができる。
【００２４】
このようにして給水管１４を介して冷却ジャケット１３に供給された冷却水は後述する第２発電部４の蒸発器１６で回収した熱エネルギを第２発電部４に受け渡し、熱エネルギの受け渡しが終わった冷却水は設備外に排水管１５を経由して排水される。取水源が発電設備の近くにある場合には、用済みの冷却水を配水管を通じて取水源に放水するようにしてもよい。この際、配水管に排水ピットや排水クリークを接続するものであっても良い。
【００２５】
なお、上述した熱回収手段３では、アンモニアやメタノールなどの有機媒体を用いず、冷却媒体Ｃに水（Ｈ２Ｏ)を用いている。有機媒体を冷却媒体Ｃに用いる場合、このような有機媒体は一般に低沸点で気化しやすく、少しの熱エネルギでも簡単に気化・膨張して高圧になりやすい。つまり、太陽エネルギのように熱量が大きな熱源から熱エネルギを移送するのに有機媒体を用いると、有機媒体のガス化により流路内が高圧となり冷却ジャケット１３等を耐圧構造にする等の配慮が必要であったり、大きな熱エネルギを運べず第１の発電部が過昇温となって破損してしまう虞がある。しかし、冷却媒体Ｃとして冷却水を用いる場合は、このような問題は発生しにくくなる。
【００２６】
また、第１実施形態の発電設備１の場合、第２の発電部４における機器破損を回避するために作動媒体の循環量は必然的に制限される。また、冷却媒体Ｃである冷却水は熱回収に用いられた後、放水されており、循環されていない。第１実施形態の発電設備において仮に有機媒体や冷却水を循環させて太陽エネルギを回収しようとする場合、循環式の熱回収手段３に入る熱エネルギと出て行く熱エネルギとをバランスさせるために、第１発電部２での冷却効率や発電効率が犠牲となる場合がある。これに対して、冷却媒体Ｃを排水して循環させない場合は、第１発電部２での冷却効率や発電効率が犠牲となる心配はない。
【００２７】
第２発電部４は、上述した熱回収手段３で回収した熱エネルギを用いて、バイナリ発電を行うものである。第２発電部４は、熱回収手段３で熱回収した後の熱媒体を利用して液体の作動媒体Ｔを蒸発させる蒸発器１６と、蒸発器１６で蒸発した作動媒体Ｔの蒸気により発電を行う発電機１７と、発電機１７で発電に用いられた作動媒体Ｔの蒸気を凝縮する凝縮器１８と、を備えている。
【００２８】
蒸発器１６は、上述した熱回収手段３で回収した熱エネルギによって、液体の作動媒体Ｔを蒸発させて作動媒体Ｔの蒸気を生成するものである。蒸発器１６は、アルミや銅などのように伝熱性に優れた金属製の熱交換器から形成されている。
蒸発器１６の１次側には冷却ジャケット１３で加熱された冷却水（冷却媒体Ｃ）が供給されており、２次側には液体の作動媒体Ｔが供給されている。蒸発器１６で液体から蒸気に気化（蒸発）した作動媒体Ｔは発電機１７の膨張部１９に送られる。
【００２９】
上述した作動媒体Ｔは、例えばペンタン、ヘキサンや代替フロン（Ｒ２４５ｆａ）のような水よりも低沸点の有機媒体である。このような低沸点の有機媒体を用いることにより、第１発電部２に用いられる太陽電池の発電効率を下げない温度範囲で、効率よい発電を行うことが可能となる。蒸発器１６で気化した作動媒体Ｔの蒸気は上述した蒸発器１６の出側の循環配管２０を通じて発電機１７の膨張部１９に送られる。
【００３０】
発電機１７は、蒸発器１６で生成された作動媒体Ｔの蒸気を利用して発電を行うものである。発電機１７は、蒸発器１６から送られてきた作動媒体Ｔの蒸気を膨張させ、膨張する蒸気の圧力を利用してスクリュロータ２１を回転駆動する膨張部１９と、このスクリュロータ２１の回転力を利用して発電を行う発電部２２と、を有している。
発電機１７には入側の循環配管２０から蒸発器１６で生成された作動媒体Ｔの蒸気を導入できるようになっている。また、発電機１７には出側の循環配管２０が接続されており、発電に用いられた後（仕事をした後）の作動媒体Ｔを凝縮器１８に送ることができるようになっている。
【００３１】
凝縮器１８は、発電機１７で発電し終わった作動媒体Ｔの蒸気を、冷却水と熱交換することによって、作動媒体Ｔの蒸気を液体に凝縮させている。具体的には、凝縮器１８は熱交換器となっていて、１次側に供給された発電後の作動媒体Ｔの蒸気を２次側に供給された冷温媒体（冷却水）と熱交換することにより、作動媒体Ｔの蒸気を凝縮して作動媒体Ｔの液体を生成することができるようになっている。凝縮器１８で凝縮された液体の作動媒体Ｔは、媒体循環ポンプ２３に送られる。
【００３２】
媒体循環ポンプ２３は、凝縮器１８で凝縮された液体の作動媒体Ｔを蒸発器１６に圧送するものである。図例の媒体循環ポンプ２３の右側には入側の循環配管２０が接続されており、凝縮器１８で凝縮された液体の作動媒体Ｔを供給できるようになっている。また、図例の媒体循環ポンプ２３の左側には出側の循環配管２０が接続されており、作動媒体Ｔを蒸発器１６に圧送できるようになっている。
【００３３】
本発明の発電方法は、上述した発電設備１を用いて、太陽エネルギを利用して第１の発電を行うと共に、第１の発電において発電に使われなかった太陽エネルギを熱媒体に伝えて熱回収し、熱回収した後の熱媒体を利用してバイナリサイクルで第２の発電を行うものである。
具体的には、第１実施形態の発電方法は、まず第１発電部２で太陽エネルギを利用した第１の発電が行われる。
【００３４】
第１の発電は、太陽から射し込まれた太陽エネルギをまず地面に複数配備されたヘリオスタット９で反射し、複数のヘリオスタット９で反射された太陽光（太陽エネルギ）をタワー１１の上部に配備された上部反射鏡１０に集めてさらに反射させる。このようにして上部反射鏡１０で反射された太陽光は非追尾式集光器８を経てさらに集光され、最終的に１０００倍程度に増幅されて太陽エネルギ発電部６に送られる。
【００３５】
このとき、太陽エネルギ発電部６では、この太陽エネルギ発電部６に用いられている太陽電池の発電効率に従って例えば射し込まれた太陽エネルギの１０％程度が電気エネルギに変換されて発電が行われ、残りの９０％程度が第１発電部２での発電に使用されることなく熱などとして捨てられる。
そこで、第１発電部２で発電に使われなかった太陽エネルギを、熱回収手段３を用いて熱エネルギとして回収し、第２発電部４において熱回収手段３で発生した熱エネルギを利用してバイナリサイクルで発電を行う。
【００３６】
具体的には、第１発電部２の周囲に設けられた冷却ジャケット１３の流路に冷却媒体Ｃを流通させ、第１発電部２で発電に使われなかった太陽エネルギを冷却媒体Ｃに伝えて熱回収し、熱回収して昇温した冷却媒体Ｃを第２発電部４に送っている。
そして、熱回収して温度が上がった冷却媒体Ｃの熱エネルギを利用して代替フロンなどからなる水より低沸点の作動媒体Ｔを蒸発させ、作動媒体Ｔの蒸気を生成する。このようにして生成した作動媒体Ｔの蒸気を発電機１７の膨張部１９に送り、膨張部１９で作動媒体Ｔの蒸気が膨張させ、膨張する作動媒体Ｔの圧力を利用してスクリュロータ２１を回転駆動する。そして、このスクリュロータ２１の回転力を利用して発電部２２で発電を行う。
【００３７】
発電機１７の発電部２２で発電に用いられた作動媒体Ｔの蒸気は、発電機１７の出側の循環配管２０を通じて凝縮器１８に送られる。凝縮器１８では、発電機１７から送られてきた作動媒体Ｔの蒸気が冷却水と熱交換され、作動媒体Ｔが液体に凝縮される。
凝縮器１８で凝縮された液体の作動媒体Ｔは媒体循環ポンプ２３に送られ、媒体循環ポンプ２３で圧送された液体の作動媒体Ｔは蒸発器１６に再び送られる。
【００３８】
このようにして、作動媒体Ｔが蒸発器１６→発電機１７（膨張部１９）→凝縮器１８→媒体循環ポンプ２３→蒸発器１６の順に閉ループ状に形成された循環配管２０を循環し、このとき発電機１７で発電が行われる。
上述したように例えば１０００ｋＷの太陽エネルギのうち、その１０％にあたる１００ｋＷを第１発電部２で発電し、第１発電部２で発電に使われなかった９００ｋＷの太陽エネルギを再利用して第２発電部４でバイナリ発電を行うことにより、さらに９０ｋＷの発電が可能になったとする。このような場合は、第１発電部２だけで発電する際には１０００ｋＷの太陽エネルギのうち１００ｋＷだけしか電気エネルギに変換されていなかったものが、上述の発電設備１では１９０ｋＷが発電されたことになり、発電効率を設備全体として１０％→１９％と飛躍的に向上させることが可能となる。
【００３９】
なお、上述した第１発電部２の太陽エネルギ発電部６として、光電変換素子として太陽電池を用いた例を挙げたが、太陽電池による発電に替えて熱電変換素子で熱エネルギを電気エネルギに替えることにより発電を行うものを用いても良い。
また、図２に示すように、熱回収手段３の冷却ジャケット１３は、太陽エネルギ発電部６の周囲だけでなく、上部反射鏡１０、非追尾式集光器８などの周囲に配備しても良い。
その場合、取水源から取られた冷却水は、太陽エネルギ発電部６、上部反射鏡９、非追尾式集光器８のそれぞれに設けられた冷却ジャケット１３の流路内へ供給され、熱エネルギを受け、第２発電部４へと熱エネルギを供給することとなる。
【００４０】
例えば、ヘリオスタット９及び上部反射鏡１０からなる反射部７で太陽光を１００倍に増幅（集光）する際には、１００倍に増幅された太陽エネルギの数％が吸収などによって熱になる。また、非追尾式集光器８でも、同様に１０倍程度に集光された太陽エネルギの数％が吸収などによって熱となる。それゆえ、吸収などによって失われるこれらの太陽エネルギに対しても、熱回収手段３を用いて熱エネルギを回収すれば、発電効率を設備全体としてさらに向上させることができる。
【００４１】
なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。特に、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。
【符号の説明】
【００４２】
１ 発電設備
２ 第１発電部
３ 熱回収手段
４ 第２発電部
５ 太陽エネルギ集中手段
６ 太陽エネルギ発電部
７ 反射部
８ 非追尾式集光器
９ ヘリオスタット
１０ 上部反射鏡
１１ タワー
１２ 配管
１３ 冷却ジャケット
１４ 給水管
１５ 排水管
１６ 蒸発器
１７ 発電機
１８ 凝縮器
１９ 膨張部
２０ 循環配管
２１ スクリュロータ
２２ 発電部
２３ 媒体循環ポンプ
Ｃ 冷却媒体
Ｔ 作動媒体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光発電や太陽熱発電の際に、発電に寄与しなかった太陽エネルギを利用してバイナリ発電を行う発電設備および発電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地球温暖化防止が将来的な解決課題として取り上げられる中、自然エネルギを利用した発電に対する注目が益々高まっている。このような自然エネルギを利用した発電の中でも、太陽光や太陽光による熱を利用した発電は、その中心を為すものと考えられている。
太陽光発電は、「太陽電池」として知られる半導体で構成された光電素子に太陽光を当て、光エネルギを直接電気エネルギに変換するものである。また、太陽光による熱を利用した発電には、発生した熱で作動媒体を蒸発させ発電機を駆動させて発電を行う太陽熱発電や発生した熱を熱電素子で電気に変換して発電する熱電発電がある。この太陽光発電や太陽熱発電として現在一般的に使用されている手段の変換効率（入射した光エネルギのうちどの程度が電気エネルギに変換されるかを示す効率、発電効率とも言う）はそれほど高いものではなく、実用レベルでは変換効率が１０％程度のものもある。それゆえ、例えば発電効率が１０％程度の発電では残りの９０％程度の太陽エネルギが、利用されずに捨てられている。
【０００３】
上記した太陽光発電としては、例えば特許文献１に示すようなものが知られている。
特許文献１に示す太陽光の発電設備は、地上に射し込まれた太陽光（太陽エネルギ）を反射鏡を用いて集光し、この集光した太陽光を用いて太陽電池モジュールで発電を行っている。
ところが、一般に太陽電池の発電効率は太陽電池（素子）の温度が上昇すれば低下する。それゆえ、太陽光を集光する集光型の太陽電池では、集光によって太陽電池の周辺の温度が上昇しやすく、高い発電効率を維持することは困難であるし、太陽電池を冷却する機構は必要不可欠になる。
【０００４】
そのため、特許文献１の発電設備では、太陽電池モジュールの裏側に冷却水循環式の冷却部が設けられていて、この冷却部で太陽電池モジュールを冷却することにより発電効率を下げないようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１１３７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１の発電設備においては、太陽電池の過昇温による損傷を防止するために冷却を止めることができないものであり、冷却で再利用されずに廃棄されている熱量は、極めて大きい。例えば１０００ｋＷの太陽エネルギが得られたとする。この場合、発電効率が１０％であれば冷却で廃棄される太陽エネルギは残りの９０％、すなわち９００ｋＷとなる。これは、毎分２００リットルで流れる常温の水を５０〜６０℃上昇させることができるほど大きなエネルギに相当する。当然、このように大きなエネルギを、利用せずに廃棄することは極めて不経済なことである。
【０００７】
つまり、利用せずに廃棄する太陽エネルギを他の発電に再利用してやれば、この他の発電で再利用されて発電される分だけトータルでの発電量が上がり、ひいては発電効率をトータルシステムとして向上することも可能となる。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、太陽エネルギを電気に変換する変換素子を利用して発電を行うだけでなく、変換素子の損傷防止および発電効率を維持するために捨てられていた太陽エネルギを再利用してバイナリ発電を行うことにより、発電効率を設備全体として向上させることができる発電設備および発電方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため、本発明の発電設備は次の技術的手段を講じている。
すなわち、本発明の発電設備は、太陽エネルギを利用して発電を行う第１発電部と、前記第１発電部で発電に寄与しなかった太陽エネルギを熱媒体に伝えて熱回収する熱回収手段と、前記熱回収手段で熱回収した熱媒体を利用してバイナリサイクルで発電を行う第２発電部と、を有していることを特徴とする。
【０００９】
好ましくは、前記第１発電部は、太陽光を集光して前記太陽エネルギを集める太陽エネルギ集中手段と、前記太陽エネルギ集中手段により集められた太陽エネルギを電気エネルギに変換して発電を行う太陽エネルギ発電部と、を有しているとよい。
好ましくは、前記第２発電部は、前記熱回収手段で発生した熱媒体を利用して液体の作動媒体を蒸発させる蒸発器と、前記蒸発器で蒸発した作動媒体の蒸気により発電を行う発電機と、前記発電機で発電に用いられた作動媒体の蒸気を凝縮する凝縮器と、を備えているとよい。
【００１０】
好ましくは、前記熱回収手段は、前記第１発電部の太陽エネルギ発電部を冷却する冷却流路に冷却媒体（熱媒体）を流通させて熱回収するとよい。
好ましくは、前記熱媒体に水が用いられていて、前記熱回収手段での熱回収に用いられた水を、設備外に排水する排水管が設けられているとよい。
好ましくは、前記熱媒体に、取水源から取水された用水、または当該用水を浄化した浄水が用いられていて、前記熱媒体を前記冷却流路に供給する給水管が設けられているとよい。
【００１１】
好ましくは、前記取水源から水を取水して前記給水管に供給する取水配管及び／又は取水ポンプが設けられているとよい。
好ましくは、前記配水管が前記取水源に放水するように設けられているとよい。
また、本発明の発電方法は、上述した発電設備を用いた発電方法であって、前記太陽エネルギを利用して第１の発電を行うと共に、前記第１の発電において発電に寄与しなかった太陽エネルギを熱エネルギとして利用してバイナリサイクルで第２の発電を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の発電設備及び発電方法によれば、太陽エネルギを電気に変換する変換素子を利用して発電を行うだけでなく、変換素子の損傷防止および発電効率維持のために捨てられていた太陽エネルギを再利用してバイナリ発電を行うことにより、発電効率を設備全体として向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態の発電設備を示す図である。
【図２】第１実施形態の発電設備の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る発電設備１の第１実施形態を、図面に基づき詳しく説明する。
図１に示すように、第１実施形態の発電設備１は、太陽エネルギを利用して発電を行う第１発電部２と、この第１発電部２で発電に使われなかった太陽エネルギを熱エネルギとして熱媒体に伝える熱回収手段３と、熱回収手段３で熱回収した熱媒体を利用してバイナリサイクルで発電を行う第２発電部４と、を有している。
【００１５】
最初に、本発明の発電設備１を構成する第１発電部２、熱回収手段３、及び第２発電部４の中から、まず第１発電部２について説明する。
第１発電部２は、太陽エネルギを電気エネルギに変換して発電を行うものである。この第１発電部２は、太陽光を集光して太陽エネルギを集める太陽エネルギ集中手段５と、太陽エネルギ集中手段５で集められた太陽エネルギを電気エネルギに変換して発電を行う太陽エネルギ発電部６と、を有している。
【００１６】
太陽エネルギ発電部６には、例えば本実施形態のように、太陽の光エネルギを電気エネルギに変換する太陽電池のような光電素子を採用することが可能である。
また、太陽エネルギ集中手段５は、太陽の動きを追尾する反射鏡を複数並べて配備すると共にその複数の反射鏡から射し込まれた太陽光を所定方向に集中するように反射させる固定式の反射鏡を備えた反射部７と、反射部７で所定方向に集中された太陽光をさらに集光させる非追尾式集光器８と、を有している。
【００１７】
具体的には、反射部７は、地面や路面などのような水平面に複数並べられたヘリオスタット９と、これらのヘリオスタット９で反射された太陽光をさらに反射させる上部反射鏡１０とを有している。このヘリオスタット９は、反射光が常に上部反射鏡１０の方向を向くように、反射面の向きや仰角を制御できるようになっている。上部反射鏡１０は、地面から起立状に設けられたタワー１１の上部に設けられた凹面鏡であり、複数のヘリオスタット９からの反射光を下方を向く凹面で反射させて、反射光を下方の太陽電池（言い換えれば上述した太陽エネルギ発電部６）に集光している。
【００１８】
非追尾式集光器８は、反射部７で集光された太陽光をさらに集光するものであり、本実施形態では複合放物面型集光器（Compound Parabolic Concentrator）である。
上述した太陽エネルギ集中手段５を用いることにより、ヘリオスタット９→上部反射鏡１０→非追尾式集光器８の順で太陽エネルギが集約され、太陽エネルギを例えば１０００倍程度まで増幅することができ、増幅された太陽エネルギを用いて発電を行うことができる。
【００１９】
ところで、上述したように太陽から射し込まれた太陽エネルギを１０００倍に増幅し、１ｍ２当たり１０００ｋＷ程度にすることができたとしても、太陽電池（太陽エネルギ発電部６）の発電効率が１０％しかなければ１０００ｋＷ／ｍ２の９０％に相当する９００ｋＷ／ｍ２は余分な熱として発電に利用されずに廃棄されることになり、極めて不経済である。
【００２０】
そこで、本発明の発電設備１では、第１発電部２で発電に使われなかった太陽エネルギを熱エネルギとして熱媒体に伝える熱回収手段３と、この熱回収手段３で熱回収した熱媒体を利用してバイナリサイクルで発電を行う第２発電部４とを設けて、発電に使われなかった太陽エネルギを熱回収してバイナリ発電を行うことにより発電効率を全体として向上させている。
【００２１】
次に、本発明の発電設備１の特徴である熱回収手段３及び第２発電部４について詳しく説明する。
熱回収手段３は、第１発電部２で発電に使われなかった太陽エネルギを熱エネルギとして熱媒体に伝えて熱回収するものである。本実施形態では、熱回収手段３は、第１発電部２の昇温部位を冷却するように設けられた流路に熱媒体（冷却媒体Ｃ）を流通させ、昇温部位からその流路内の熱媒体への伝熱によって熱媒体（冷却媒体Ｃ）を加熱するものである。加熱された熱媒体（以降、冷却媒体Ｃという）は第２発電部４に送られている。
【００２２】
本実施形態では、熱回収手段３は内部に冷却媒体Ｃを流通させる流路１２を備えた冷却ジャケット１３（冷却流路）を有しており、第１実施形態では冷却ジャケット１３は第１発電部２の太陽エネルギ発電部６にのみ配備されている。
冷却ジャケット１３は、太陽エネルギ発電部６（図例では太陽電池の下側）に隣接して配備されており、太陽電池を下方から支持できるようになっている。冷却ジャケット１３の内部には冷却媒体Ｃである冷却水を流通可能な流路１２が設けられており、この流路１２内を流通する冷却水が加熱されることにより、太陽電池に加わった太陽エネルギのうち発電に使用されなかった余剰分を熱エネルギとして一旦熱媒体に回収できるようになっている。
【００２３】
冷却ジャケット１３には、図示しない取水源（例えば、海、河川、地下、湖または池など）から得た水を冷却水としてこの冷却ジャケット１３に供給する給水管１４が設けられており、取水源から取水された用水またはこの用水を浄化した浄水がこの給水管１４を通じて冷却水として供給されている。取水源が発電設備の近くにある場合には、給水管に通じる取水配管や取水ポンプを含む取水手段を発電設備に付設して、取水源から発電設備に直接的に（水道事業者を介することなく）冷却水を供給するようにしても良い。この様にすれば断水による発電設備の故障（第１発電部２の損傷）を防ぐことができる。
【００２４】
このようにして給水管１４を介して冷却ジャケット１３に供給された冷却水は後述する第２発電部４の蒸発器１６で回収した熱エネルギを第２発電部４に受け渡し、熱エネルギの受け渡しが終わった冷却水は設備外に排水管１５を経由して排水される。取水源が発電設備の近くにある場合には、用済みの冷却水を配水管を通じて取水源に放水するようにしてもよい。この際、配水管に排水ピットや排水クリークを接続するものであっても良い。
【００２５】
なお、上述した熱回収手段３では、アンモニアやメタノールなどの有機媒体を用いず、冷却媒体Ｃに水（Ｈ２Ｏ)を用いている。有機媒体を冷却媒体Ｃに用いる場合、このような有機媒体は一般に低沸点で気化しやすく、少しの熱エネルギでも簡単に気化・膨張して高圧になりやすい。つまり、太陽エネルギのように熱量が大きな熱源から熱エネルギを移送するのに有機媒体を用いると、有機媒体のガス化により流路内が高圧となり冷却ジャケット１３等を耐圧構造にする等の配慮が必要であったり、大きな熱エネルギを運べず第１の発電部が過昇温となって破損してしまう虞がある。しかし、冷却媒体Ｃとして冷却水を用いる場合は、このような問題は発生しにくくなる。
【００２６】
また、第１実施形態の発電設備１の場合、第２の発電部４における機器破損を回避するために作動媒体の循環量は必然的に制限される。また、冷却媒体Ｃである冷却水は熱回収に用いられた後、放水されており、循環されていない。第１実施形態の発電設備において仮に有機媒体や冷却水を循環させて太陽エネルギを回収しようとする場合、循環式の熱回収手段３に入る熱エネルギと出て行く熱エネルギとをバランスさせるために、第１発電部２での冷却効率や発電効率が犠牲となる場合がある。これに対して、冷却媒体Ｃを排水して循環させない場合は、第１発電部２での冷却効率や発電効率が犠牲となる心配はない。
【００２７】
第２発電部４は、上述した熱回収手段３で回収した熱エネルギを用いて、バイナリ発電を行うものである。第２発電部４は、熱回収手段３で熱回収した後の熱媒体を利用して液体の作動媒体Ｔを蒸発させる蒸発器１６と、蒸発器１６で蒸発した作動媒体Ｔの蒸気により発電を行う発電機１７と、発電機１７で発電に用いられた作動媒体Ｔの蒸気を凝縮する凝縮器１８と、を備えている。
【００２８】
蒸発器１６は、上述した熱回収手段３で回収した熱エネルギによって、液体の作動媒体Ｔを蒸発させて作動媒体Ｔの蒸気を生成するものである。蒸発器１６は、アルミや銅などのように伝熱性に優れた金属製の熱交換器から形成されている。
蒸発器１６の１次側には冷却ジャケット１３で加熱された冷却水（冷却媒体Ｃ）が供給されており、２次側には液体の作動媒体Ｔが供給されている。蒸発器１６で液体から蒸気に気化（蒸発）した作動媒体Ｔは発電機１７の膨張部１９に送られる。
【００２９】
上述した作動媒体Ｔは、例えばペンタン、ヘキサンや代替フロン（Ｒ２４５ｆａ）のような水よりも低沸点の有機媒体である。このような低沸点の有機媒体を用いることにより、第１発電部２に用いられる太陽電池の発電効率を下げない温度範囲で、効率よい発電を行うことが可能となる。蒸発器１６で気化した作動媒体Ｔの蒸気は上述した蒸発器１６の出側の循環配管２０を通じて発電機１７の膨張部１９に送られる。
【００３０】
発電機１７は、蒸発器１６で生成された作動媒体Ｔの蒸気を利用して発電を行うものである。発電機１７は、蒸発器１６から送られてきた作動媒体Ｔの蒸気を膨張させ、膨張する蒸気の圧力を利用してスクリュロータ２１を回転駆動する膨張部１９と、このスクリュロータ２１の回転力を利用して発電を行う発電部２２と、を有している。
発電機１７には入側の循環配管２０から蒸発器１６で生成された作動媒体Ｔの蒸気を導入できるようになっている。また、発電機１７には出側の循環配管２０が接続されており、発電に用いられた後（仕事をした後）の作動媒体Ｔを凝縮器１８に送ることができるようになっている。
【００３１】
凝縮器１８は、発電機１７で発電し終わった作動媒体Ｔの蒸気を、冷却水と熱交換することによって、作動媒体Ｔの蒸気を液体に凝縮させている。具体的には、凝縮器１８は熱交換器となっていて、１次側に供給された発電後の作動媒体Ｔの蒸気を２次側に供給された冷温媒体（冷却水）と熱交換することにより、作動媒体Ｔの蒸気を凝縮して作動媒体Ｔの液体を生成することができるようになっている。凝縮器１８で凝縮された液体の作動媒体Ｔは、媒体循環ポンプ２３に送られる。
【００３２】
媒体循環ポンプ２３は、凝縮器１８で凝縮された液体の作動媒体Ｔを蒸発器１６に圧送するものである。図例の媒体循環ポンプ２３の右側には入側の循環配管２０が接続されており、凝縮器１８で凝縮された液体の作動媒体Ｔを供給できるようになっている。また、図例の媒体循環ポンプ２３の左側には出側の循環配管２０が接続されており、作動媒体Ｔを蒸発器１６に圧送できるようになっている。
【００３３】
本発明の発電方法は、上述した発電設備１を用いて、太陽エネルギを利用して第１の発電を行うと共に、第１の発電において発電に使われなかった太陽エネルギを熱媒体に伝えて熱回収し、熱回収した後の熱媒体を利用してバイナリサイクルで第２の発電を行うものである。
具体的には、第１実施形態の発電方法は、まず第１発電部２で太陽エネルギを利用した第１の発電が行われる。
【００３４】
第１の発電は、太陽から射し込まれた太陽エネルギをまず地面に複数配備されたヘリオスタット９で反射し、複数のヘリオスタット９で反射された太陽光（太陽エネルギ）をタワー１１の上部に配備された上部反射鏡１０に集めてさらに反射させる。このようにして上部反射鏡１０で反射された太陽光は非追尾式集光器８を経てさらに集光され、最終的に１０００倍程度に増幅されて太陽エネルギ発電部６に送られる。
【００３５】
このとき、太陽エネルギ発電部６では、この太陽エネルギ発電部６に用いられている太陽電池の発電効率に従って例えば射し込まれた太陽エネルギの１０％程度が電気エネルギに変換されて発電が行われ、残りの９０％程度が第１発電部２での発電に使用されることなく熱などとして捨てられる。
そこで、第１発電部２で発電に使われなかった太陽エネルギを、熱回収手段３を用いて熱エネルギとして回収し、第２発電部４において熱回収手段３で発生した熱エネルギを利用してバイナリサイクルで発電を行う。
【００３６】
具体的には、第１発電部２の周囲に設けられた冷却ジャケット１３の流路に冷却媒体Ｃを流通させ、第１発電部２で発電に使われなかった太陽エネルギを冷却媒体Ｃに伝えて熱回収し、熱回収して昇温した冷却媒体Ｃを第２発電部４に送っている。
そして、熱回収して温度が上がった冷却媒体Ｃの熱エネルギを利用して代替フロンなどからなる水より低沸点の作動媒体Ｔを蒸発させ、作動媒体Ｔの蒸気を生成する。このようにして生成した作動媒体Ｔの蒸気を発電機１７の膨張部１９に送り、膨張部１９で作動媒体Ｔの蒸気が膨張させ、膨張する作動媒体Ｔの圧力を利用してスクリュロータ２１を回転駆動する。そして、このスクリュロータ２１の回転力を利用して発電部２２で発電を行う。
【００３７】
発電機１７の発電部２２で発電に用いられた作動媒体Ｔの蒸気は、発電機１７の出側の循環配管２０を通じて凝縮器１８に送られる。凝縮器１８では、発電機１７から送られてきた作動媒体Ｔの蒸気が冷却水と熱交換され、作動媒体Ｔが液体に凝縮される。
凝縮器１８で凝縮された液体の作動媒体Ｔは媒体循環ポンプ２３に送られ、媒体循環ポンプ２３で圧送された液体の作動媒体Ｔは蒸発器１６に再び送られる。
【００３８】
このようにして、作動媒体Ｔが蒸発器１６→発電機１７（膨張部１９）→凝縮器１８→媒体循環ポンプ２３→蒸発器１６の順に閉ループ状に形成された循環配管２０を循環し、このとき発電機１７で発電が行われる。
上述したように例えば１０００ｋＷの太陽エネルギのうち、その１０％にあたる１００ｋＷを第１発電部２で発電し、第１発電部２で発電に使われなかった９００ｋＷの太陽エネルギを再利用して第２発電部４でバイナリ発電を行うことにより、さらに９０ｋＷの発電が可能になったとする。このような場合は、第１発電部２だけで発電する際には１０００ｋＷの太陽エネルギのうち１００ｋＷだけしか電気エネルギに変換されていなかったものが、上述の発電設備１では１９０ｋＷが発電されたことになり、発電効率を設備全体として１０％→１９％と飛躍的に向上させることが可能となる。
【００３９】
なお、上述した第１発電部２の太陽エネルギ発電部６として、光電変換素子として太陽電池を用いた例を挙げたが、太陽電池による発電に替えて熱電変換素子で熱エネルギを電気エネルギに替えることにより発電を行うものを用いても良い。
また、図２に示すように、熱回収手段３の冷却ジャケット１３は、太陽エネルギ発電部６の周囲だけでなく、上部反射鏡１０、非追尾式集光器８などの周囲に配備しても良い。
その場合、取水源から取られた冷却水は、太陽エネルギ発電部６、上部反射鏡９、非追尾式集光器８のそれぞれに設けられた冷却ジャケット１３の流路内へ供給され、熱エネルギを受け、第２発電部４へと熱エネルギを供給することとなる。
【００４０】
例えば、ヘリオスタット９及び上部反射鏡１０からなる反射部７で太陽光を１００倍に増幅（集光）する際には、１００倍に増幅された太陽エネルギの数％が吸収などによって熱になる。また、非追尾式集光器８でも、同様に１０倍程度に集光された太陽エネルギの数％が吸収などによって熱となる。それゆえ、吸収などによって失われるこれらの太陽エネルギに対しても、熱回収手段３を用いて熱エネルギを回収すれば、発電効率を設備全体としてさらに向上させることができる。
【００４１】
なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。特に、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。
【符号の説明】
【００４２】
１ 発電設備
２ 第１発電部
３ 熱回収手段
４ 第２発電部
５ 太陽エネルギ集中手段
６ 太陽エネルギ発電部
７ 反射部
８ 非追尾式集光器
９ ヘリオスタット
１０ 上部反射鏡
１１ タワー
１２ 配管
１３ 冷却ジャケット
１４ 給水管
１５ 排水管
１６ 蒸発器
１７ 発電機
１８ 凝縮器
１９ 膨張部
２０ 循環配管
２１ スクリュロータ
２２ 発電部
２３ 媒体循環ポンプ
Ｃ 冷却媒体
Ｔ 作動媒体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽エネルギを利用して発電を行う第１発電部と、
前記第１発電部で発電に寄与しなかった太陽エネルギを熱媒体に伝えて熱回収する熱回収手段と、
前記熱回収手段で熱回収した熱媒体を利用してバイナリサイクルで発電を行う第２発電部と、
を有していることを特徴とする発電設備。
【請求項２】
前記第１発電部は、
太陽光を集光して前記太陽エネルギを集める太陽エネルギ集中手段と、前記太陽エネルギ集中手段により集められた太陽エネルギを電気エネルギに変換して発電を行う太陽エネルギ発電部と、を有していることを特徴とする請求項１に記載の発電設備。
【請求項３】
前記第２発電部は、
前記熱回収手段で熱回収した熱媒体を利用して液体の作動媒体を蒸発させる蒸発器と、
前記蒸発器で蒸発した作動媒体の蒸気により発電を行う発電機と、
前記発電機で発電に用いられた作動媒体の蒸気を凝縮する凝縮器と、を備えていることを特徴とする請求項２に記載の発電設備。
【請求項４】
前記熱回収手段は、前記第１発電部の太陽エネルギ発電部を冷却する冷却流路に熱媒体を流通させて熱回収することを特徴とする請求項２又は３に記載の発電設備。
【請求項５】
前記熱媒体に水が用いられていて、
前記熱回収手段での熱回収に用いられた水を、設備外に排水する排水管が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の発電設備。
【請求項６】
前記熱媒体に、取水源から取水された用水、または当該用水を浄化した浄水が用いられていて、
前記熱媒体を前記冷却流路に供給する給水管が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の発電設備。
【請求項７】
前記取水源から水を取水して前記給水管に供給する取水配管及び／又は取水ポンプが設けられていることを特徴とする請求項６に記載の発電設備。
【請求項８】
前記排水管が前記取水源に放水するように設けられていることを特徴とする請求項５〜６の何れかに記載の発電設備。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の発電設備を用いた発電方法であって、
前記太陽エネルギを利用して第１の発電を行うと共に、前記第１の発電において発電に寄与しなかった太陽エネルギを熱エネルギとして利用してバイナリサイクルで第２の発電を行うことを特徴とする発電方法。
【請求項１】
太陽エネルギを利用して発電を行う第１発電部と、
前記第１発電部で発電に寄与しなかった太陽エネルギを熱媒体に伝えて熱回収する熱回収手段と、
前記熱回収手段で熱回収した熱媒体を利用してバイナリサイクルで発電を行う第２発電部と、
を有していることを特徴とする発電設備。
【請求項２】
前記第１発電部は、
太陽光を集光して前記太陽エネルギを集める太陽エネルギ集中手段と、前記太陽エネルギ集中手段により集められた太陽エネルギを電気エネルギに変換して発電を行う太陽エネルギ発電部と、を有していることを特徴とする請求項１に記載の発電設備。
【請求項３】
前記第２発電部は、
前記熱回収手段で熱回収した熱媒体を利用して液体の作動媒体を蒸発させる蒸発器と、
前記蒸発器で蒸発した作動媒体の蒸気により発電を行う発電機と、
前記発電機で発電に用いられた作動媒体の蒸気を凝縮する凝縮器と、を備えていることを特徴とする請求項２に記載の発電設備。
【請求項４】
前記熱回収手段は、前記第１発電部の太陽エネルギ発電部を冷却する冷却流路に熱媒体を流通させて熱回収することを特徴とする請求項２又は３に記載の発電設備。
【請求項５】
前記熱媒体に水が用いられていて、
前記熱回収手段での熱回収に用いられた水を、設備外に排水する排水管が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の発電設備。
【請求項６】
前記熱媒体に、取水源から取水された用水、または当該用水を浄化した浄水が用いられていて、
前記熱媒体を前記冷却流路に供給する給水管が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の発電設備。
【請求項７】
前記取水源から水を取水して前記給水管に供給する取水配管及び／又は取水ポンプが設けられていることを特徴とする請求項６に記載の発電設備。
【請求項８】
前記排水管が前記取水源に放水するように設けられていることを特徴とする請求項５〜６の何れかに記載の発電設備。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の発電設備を用いた発電方法であって、
前記太陽エネルギを利用して第１の発電を行うと共に、前記第１の発電において発電に寄与しなかった太陽エネルギを熱エネルギとして利用してバイナリサイクルで第２の発電を行うことを特徴とする発電方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１３−４０７３６（Ｐ２０１３−４０７３６Ａ）
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７９１２０（Ｐ２０１１−１７９１２０）
【出願日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
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