JPH01190274A - 宇宙太陽熱発電システム - Google Patents
宇宙太陽熱発電システムInfo
- Publication number
- JPH01190274A JPH01190274A JP63010723A JP1072388A JPH01190274A JP H01190274 A JPH01190274 A JP H01190274A JP 63010723 A JP63010723 A JP 63010723A JP 1072388 A JP1072388 A JP 1072388A JP H01190274 A JPH01190274 A JP H01190274A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- power generation
- thermoelectric element
- circulating
- passage
- 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
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S20/00—Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
- F24S20/20—Solar heat collectors for receiving concentrated solar energy, e.g. receivers for solar power plants
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は太陽熱発電システムに係り、特に宇宙空間で用
いるのに好適な宇宙太陽熱発電システムに関する。
いるのに好適な宇宙太陽熱発電システムに関する。
従来、宇宙太陽熱発電システムについては、ニス・ニー
・イー、Ｎｏ８５９２２０（１９８５年）第１．２２８
項から第１．２４５項（ＳＡＥ、Ｎｏ８５９２２０（１
９８５）Ｐｐｌ、２２８−１．２４５）において論じら
れている。同文献においては、宇宙太陽熱発電システム
の熱機関として、ランキンエンジンが有力とされている
。ランキンエンジン睨動用の循環熱媒体としては、極低
温の宇宙空間で使用することから凝固温度の低いトルエ
ン（′ｍｍ湿温度：１７８Ｋ等の有機熱媒体が使われて
いる。
・イー、Ｎｏ８５９２２０（１９８５年）第１．２２８
項から第１．２４５項（ＳＡＥ、Ｎｏ８５９２２０（１
９８５）Ｐｐｌ、２２８−１．２４５）において論じら
れている。同文献においては、宇宙太陽熱発電システム
の熱機関として、ランキンエンジンが有力とされている
。ランキンエンジン睨動用の循環熱媒体としては、極低
温の宇宙空間で使用することから凝固温度の低いトルエ
ン（′ｍｍ湿温度：１７８Ｋ等の有機熱媒体が使われて
いる。
有機熱媒体は凝固温度は低いが、高温では分解して非凝
縮性ガスを発生する。そのため上記従来技術では、循環
熱媒体の最高温度を７００〜８００に以下としている。
縮性ガスを発生する。そのため上記従来技術では、循環
熱媒体の最高温度を７００〜８００に以下としている。
そのため、ランキンエンジンの効率が制限され、システ
ムの発電効率を高めることが困難であるという問題があ
った。
ムの発電効率を高めることが困難であるという問題があ
った。
したがって、本発明の目的は、循環熱媒体に温度上限が
ある場合でも、発電効率の高い宇宙太陽熱発電システム
を提供することにある。
ある場合でも、発電効率の高い宇宙太陽熱発電システム
を提供することにある。
上記の目的は、集光器、受熱器、熱機関等から構成され
る宇宙太陽熱発電システムにおいて、その受熱器の受光
部と除熱部の間に熱電素子を設けることにより達成され
る。
る宇宙太陽熱発電システムにおいて、その受熱器の受光
部と除熱部の間に熱電素子を設けることにより達成され
る。
また、受光部と熱電素子の間又は熱電素子と除熱部の間
に蓄熱器を設けることが好ましい。
に蓄熱器を設けることが好ましい。
受熱器に入射した太陽光は受光部で熱に変換され、受光
部の温度を上昇させる。そのため、受光部と除熱部との
間に温度差が生じ、熱電素子を介して熱が流れる。この
熱の一部は熱電素子により電気に変換され、残りの熱は
除熱部で循環熱媒体を加熱する。これにより循環熱媒体
の使用温度上限以上の温度で集熱可能とし、熱電素子に
生じる温度差によって熱電素子で発電するとともに、除
熱部において循環熱媒体をその使用温度上限以下で加熱
して熱機関を駆動し、発電することにより、システムの
発電効率を高くする。
部の温度を上昇させる。そのため、受光部と除熱部との
間に温度差が生じ、熱電素子を介して熱が流れる。この
熱の一部は熱電素子により電気に変換され、残りの熱は
除熱部で循環熱媒体を加熱する。これにより循環熱媒体
の使用温度上限以上の温度で集熱可能とし、熱電素子に
生じる温度差によって熱電素子で発電するとともに、除
熱部において循環熱媒体をその使用温度上限以下で加熱
して熱機関を駆動し、発電することにより、システムの
発電効率を高くする。
また、受光部と熱電素子の間又は熱電素子と除熱部の間
に蓄熱器を設けることによって、人工衛星が地球などの
影に入って太陽光が一時的に途絶えた場合にも、蓄熱器
からの熱によって熱電素子とランキンサイクルの両方で
発電が行なわれる。
に蓄熱器を設けることによって、人工衛星が地球などの
影に入って太陽光が一時的に途絶えた場合にも、蓄熱器
からの熱によって熱電素子とランキンサイクルの両方で
発電が行なわれる。
以下、本発明の一実施例を第１図、第２図により説明す
る。第１図は本発明の宇宙太陽熱発電システムの受熱器
構造を示す部分断面図である。第１図に示すように開口
部７を有する空洞状の受熱器１は１円筒状の循環熱媒体
通路３、循環熱媒体通路３の内部に配置されたヒートパ
イプ４とカプセル型の蓄熱器５、循環熱媒体通路３の内
壁に内張すされた熱電素子２、及び受熱器１からの放熱
損失を小さくするための断熱壁６より構成されている。
る。第１図は本発明の宇宙太陽熱発電システムの受熱器
構造を示す部分断面図である。第１図に示すように開口
部７を有する空洞状の受熱器１は１円筒状の循環熱媒体
通路３、循環熱媒体通路３の内部に配置されたヒートパ
イプ４とカプセル型の蓄熱器５、循環熱媒体通路３の内
壁に内張すされた熱電素子２、及び受熱器１からの放熱
損失を小さくするための断熱壁６より構成されている。
循環熱媒体９は循環熱媒体通路３を通過する間に加熱さ
れ蒸発する。
れ蒸発する。
第２図は第１図に示した受熱器を用いた本発明の宇宙太
陽熱発電システムのシステム構成図である。第２図にお
いて、受熱器１からの蒸気２１はランキンエンジン２３
．コンデンサー２５、ポンプ２６、再生熱交換器２７を
経て液体２２となって受熱器１に戻る。ランキンエンジ
ン２３には発電機２４が接続され、発電機２４で発電さ
れた電力は電力調整機３０を介して負荷３１に供給され
る。また、熱電素子２で発電された電力は、電力調整機
２８を介して負荷２９に供給される。
陽熱発電システムのシステム構成図である。第２図にお
いて、受熱器１からの蒸気２１はランキンエンジン２３
．コンデンサー２５、ポンプ２６、再生熱交換器２７を
経て液体２２となって受熱器１に戻る。ランキンエンジ
ン２３には発電機２４が接続され、発電機２４で発電さ
れた電力は電力調整機３０を介して負荷３１に供給され
る。また、熱電素子２で発電された電力は、電力調整機
２８を介して負荷２９に供給される。
第１図の本発明の宇宙太陽熱発電システムの受熱器１に
おいて、集光器１０（第２図に示す。）によって集光さ
れた太陽光８は開口部７より受熱器１に入射し、熱電素
子２の表面で受光されて熱に変換される。これにより熱
電素子２の表面温度が上昇する。そのため、熱電素子２
の表面（受光部）と循環熱媒体通路３の内壁（除熱部）
との間に温度差が生じ、熱電素子２を介して熱が流れる
。
おいて、集光器１０（第２図に示す。）によって集光さ
れた太陽光８は開口部７より受熱器１に入射し、熱電素
子２の表面で受光されて熱に変換される。これにより熱
電素子２の表面温度が上昇する。そのため、熱電素子２
の表面（受光部）と循環熱媒体通路３の内壁（除熱部）
との間に温度差が生じ、熱電素子２を介して熱が流れる
。
この熱の一部は熱電素子２により電気に変換され、残り
の熱は循環熱媒体通路３の内壁（除熱部）で循環媒体９
を加熱蒸発させる。この蒸気２１は第２図に示すように
ランキンエンジン２３を駆動し、発電機２４によって発
電される。
の熱は循環熱媒体通路３の内壁（除熱部）で循環媒体９
を加熱蒸発させる。この蒸気２１は第２図に示すように
ランキンエンジン２３を駆動し、発電機２４によって発
電される。
第３図に、本実施例の宇宙太陽熱発電システムの発電効
率を実線で、従来のランキンエンジン（ランキンサイク
ル）単独時の発電効率を破線で示す。なお、同図横軸の
集光比は集光器１０の開口面積と受光器１の開口部７の
面積の比で定義した。熱電素子２としてＴＰＭ−２１７
を用い、Ｗｉ環熟熱媒体９温度を６７３にとした。また
、熱電素子２の厚みをパラメータとして示した。第３図
より１本発明のシステムの発電効率は、従来のランキン
サイクル単独時の１．１〜１．２倍に向上出来ることが
わかる。熱電素子２としてさらに性能の高いものが使用
出来れば、発電効率をさらに高く出来る。
率を実線で、従来のランキンエンジン（ランキンサイク
ル）単独時の発電効率を破線で示す。なお、同図横軸の
集光比は集光器１０の開口面積と受光器１の開口部７の
面積の比で定義した。熱電素子２としてＴＰＭ−２１７
を用い、Ｗｉ環熟熱媒体９温度を６７３にとした。また
、熱電素子２の厚みをパラメータとして示した。第３図
より１本発明のシステムの発電効率は、従来のランキン
サイクル単独時の１．１〜１．２倍に向上出来ることが
わかる。熱電素子２としてさらに性能の高いものが使用
出来れば、発電効率をさらに高く出来る。
したがって、本実施例で示したように、熱電素子に生じ
る温度差によって熱電素子で発電するとともに１．除熱
部において循環熱媒体をその使用温度上限以下で加熱蒸
発させてランキンエンジン、発電機で発電できるので、
従来のランキンサイクル単独時に比較して発電効率を大
幅に向上出来る。
る温度差によって熱電素子で発電するとともに１．除熱
部において循環熱媒体をその使用温度上限以下で加熱蒸
発させてランキンエンジン、発電機で発電できるので、
従来のランキンサイクル単独時に比較して発電効率を大
幅に向上出来る。
本発明の他の実施例を示す受熱器断面図を第４図に示す
。本実施例では空洞状の受熱器４１の内部にヒートパイ
プ４４をリング状に配置し、ヒードパイブ４４の中央部
に蓄熱器４５を、ヒートパイプ４４の凝縮部側４９に熱
電素子４２を設け、熱電素子４２と循環熱媒体通路４３
を伝熱ブロック５０を介して接続している。
。本実施例では空洞状の受熱器４１の内部にヒートパイ
プ４４をリング状に配置し、ヒードパイブ４４の中央部
に蓄熱器４５を、ヒートパイプ４４の凝縮部側４９に熱
電素子４２を設け、熱電素子４２と循環熱媒体通路４３
を伝熱ブロック５０を介して接続している。
太陽光８はヒートパイプ４４の蒸発部側４８で受光され
、熱はその一部が蓄熱器４５に蓄熱され、残りの熱は熱
電素子４２、伝熱ブロック５ｏを介して循環熱媒体通路
４３を加熱する。これにより、人工衛星が地球などの影
に入って太陽光８が途絶えた場合には、蓄熱器４５から
熱が供給されて、熱電素子４２、伝熱ブロック５０を介
して循環熱媒体通路４３を加熱する。したがって、太陽
光８が一時的に途絶えた場合にも、熱電素子とランキン
サイクルの両方で発電出来るいう効果がある。
、熱はその一部が蓄熱器４５に蓄熱され、残りの熱は熱
電素子４２、伝熱ブロック５ｏを介して循環熱媒体通路
４３を加熱する。これにより、人工衛星が地球などの影
に入って太陽光８が途絶えた場合には、蓄熱器４５から
熱が供給されて、熱電素子４２、伝熱ブロック５０を介
して循環熱媒体通路４３を加熱する。したがって、太陽
光８が一時的に途絶えた場合にも、熱電素子とランキン
サイクルの両方で発電出来るいう効果がある。
本発明のさらに他の実施例を示す受熱器の断面図を第５
図に示す。本実施例では空洞状の受熱器５１の内部にヒ
ートパイプ５４をリング状に配置し、ヒートパイプ５４
の内部に蓄熱器５５を、ヒートパイプ５４の蒸発部側５
８に熱電素子５２を設け、ヒートパイプ５４の凝縮部側
５９と循環熱媒体通路５３を伝熱ブロック６０を介して
接続している。本実施例では、複数のヒートパイプ５４
の内部に蓄熱器５５を分散して配置しているため、単体
のヒートパイプまたは蓄熱器が破損しても、システム全
体には故障が伝播しないため信頼性を高く出来るという
効果がある。
図に示す。本実施例では空洞状の受熱器５１の内部にヒ
ートパイプ５４をリング状に配置し、ヒートパイプ５４
の内部に蓄熱器５５を、ヒートパイプ５４の蒸発部側５
８に熱電素子５２を設け、ヒートパイプ５４の凝縮部側
５９と循環熱媒体通路５３を伝熱ブロック６０を介して
接続している。本実施例では、複数のヒートパイプ５４
の内部に蓄熱器５５を分散して配置しているため、単体
のヒートパイプまたは蓄熱器が破損しても、システム全
体には故障が伝播しないため信頼性を高く出来るという
効果がある。
本発明によれば、循環熱媒体の使用温度上限以上の温度
で集熱可能となり、熱電素子に生じる温度差によって熱
電素子で発電するとともに、除熱部において循環熱媒体
をその使用温度上限以下で加熱して熱機関を駆動し、発
電することができるので、宇宙太陽熱発電システムの発
電効率を熱機関単独時より高く出来るという効果がある
。
で集熱可能となり、熱電素子に生じる温度差によって熱
電素子で発電するとともに、除熱部において循環熱媒体
をその使用温度上限以下で加熱して熱機関を駆動し、発
電することができるので、宇宙太陽熱発電システムの発
電効率を熱機関単独時より高く出来るという効果がある
。
また、受光部と熱電素子の間又は熱電素子と除熱部の間
に蓄熱器を設けることによって、人工衛星が地球などの
影に入って太陽光が一時的に途絶えた場合にも、熱電素
子とランキンサイクルの両方で発電出来るいう効果があ
る。
に蓄熱器を設けることによって、人工衛星が地球などの
影に入って太陽光が一時的に途絶えた場合にも、熱電素
子とランキンサイクルの両方で発電出来るいう効果があ
る。
第１図は本発明の宇宙太陽熱発電システムの受熱器構造
を示す部分断面図、第２図は第１図に示した受熱器を用
いた本発明の宇宙太陽熱発電システムのシステム構成図
、第３図は本発明の効果を示す説明図、第４図は本発明
の他の実施例を示す受熱器の断面図、第５図は本発明の
さらに他の実施例を示す受熱器の断面図である。 １・・・受熱器、 ２・・・熱電素子、 ３・・・循環
熱媒体通路、 ４・・・ヒートパイプ、 ５・・・蓄熱
器。
を示す部分断面図、第２図は第１図に示した受熱器を用
いた本発明の宇宙太陽熱発電システムのシステム構成図
、第３図は本発明の効果を示す説明図、第４図は本発明
の他の実施例を示す受熱器の断面図、第５図は本発明の
さらに他の実施例を示す受熱器の断面図である。 １・・・受熱器、 ２・・・熱電素子、 ３・・・循環
熱媒体通路、 ４・・・ヒートパイプ、 ５・・・蓄熱
器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、集光器、受熱器、熱機関から構成される宇宙太陽熱
発電システムにおいて、その受熱器の受光部と除熱部の
間に熱電素子を設けたことを特徴とする宇宙太陽熱発電
システム。２、特許請求の範囲第１項において、該受光
部と該熱電素子の間に蓄熱器を設けたことを特徴とする
宇宙太陽熱発電システム。 ３、特許請求の範囲第１項において、該熱電素子と該除
熱部の間に蓄熱器を設けたことを特徴とする宇宙太陽熱
発電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63010723A JPH01190274A (ja) | 1988-01-22 | 1988-01-22 | 宇宙太陽熱発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63010723A JPH01190274A (ja) | 1988-01-22 | 1988-01-22 | 宇宙太陽熱発電システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01190274A true JPH01190274A (ja) | 1989-07-31 |
Family
ID=11758205
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63010723A Pending JPH01190274A (ja) | 1988-01-22 | 1988-01-22 | 宇宙太陽熱発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01190274A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009147651A3 (en) * | 2008-06-06 | 2010-11-18 | Xelos S.R.L. | A solar energy generator |
| GB2486210A (en) * | 2010-12-06 | 2012-06-13 | Alstom Technology Ltd | Solar receiver comprising an aperture admitting radiation into a cylindrical cavity |
| WO2012076347A3 (en) * | 2010-12-06 | 2013-05-10 | Alstom Technology Ltd. | Improved solar receiver |
| JP2013098494A (ja) * | 2011-11-04 | 2013-05-20 | Toshiba Corp | 熱発電システム |
| CN104272035A (zh) * | 2012-04-26 | 2015-01-07 | 斯坦陵布什大学 | 塔式太阳能接收器 |
| JP2016533955A (ja) * | 2013-08-19 | 2016-11-04 | ザ・ボーイング・カンパニーＴｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ | 抽気ダクトから廃エネルギーを回復するための方法 |
-
1988
- 1988-01-22 JP JP63010723A patent/JPH01190274A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009147651A3 (en) * | 2008-06-06 | 2010-11-18 | Xelos S.R.L. | A solar energy generator |
| GB2486210A (en) * | 2010-12-06 | 2012-06-13 | Alstom Technology Ltd | Solar receiver comprising an aperture admitting radiation into a cylindrical cavity |
| WO2012076347A3 (en) * | 2010-12-06 | 2013-05-10 | Alstom Technology Ltd. | Improved solar receiver |
| US9869302B2 (en) | 2010-12-06 | 2018-01-16 | General Electric Technology Gmbh | Solar receiver |
| JP2013098494A (ja) * | 2011-11-04 | 2013-05-20 | Toshiba Corp | 熱発電システム |
| CN104272035A (zh) * | 2012-04-26 | 2015-01-07 | 斯坦陵布什大学 | 塔式太阳能接收器 |
| JP2016533955A (ja) * | 2013-08-19 | 2016-11-04 | ザ・ボーイング・カンパニーＴｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ | 抽気ダクトから廃エネルギーを回復するための方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4251291A (en) | Thermoelectric generator with latent heat storage | |
| US6735946B1 (en) | Direct illumination free piston stirling engine solar cavity | |
| KR101007850B1 (ko) | 히트파이프가 설치된 ａｍｔｅｃ장치 | |
| JP5723425B2 (ja) | 熱交換器を含むアルカリ金属熱電変換器 | |
| KR101137377B1 (ko) | 단위 열전환 발전기 및 열전환 발전 시스템 | |
| JP2007132330A (ja) | 太陽熱発電装置 | |
| JPH01190274A (ja) | 宇宙太陽熱発電システム | |
| US8283613B2 (en) | Heat-pipe electric-power generating device | |
| US4388542A (en) | Solar driven liquid metal MHD power generator | |
| JP2001153470A (ja) | 太陽熱発電システム | |
| EP1245796B1 (en) | Hybrid combustion power system | |
| JPH11215867A (ja) | 熱電発電素子構造体及び熱電発電システム | |
| JPH0898569A (ja) | 火力発電の効率を向上させる発電装置 | |
| JP3493995B2 (ja) | ナトリウム硫黄電池モジュール | |
| KR101438434B1 (ko) | 태양열 발전 시스템 | |
| JP5775121B2 (ja) | 多孔性集電物質を用いた熱変換発電セルを含む熱変換発電機 | |
| RU2013715C1 (ru) | Солнечная энергетическая установка | |
| JP3453159B2 (ja) | 熱電発電装置 | |
| JP3481959B2 (ja) | アルカリ金属熱電発電装置 | |
| US4686836A (en) | Thermal energy collector and system including a collector of this kind | |
| JP2011257121A (ja) | 蓄熱システムおよび蓄熱システムを備えた給湯システム | |
| CN120750210B (zh) | 一种热电耦合跨冷热辐射面的电能收集及热管理系统 | |
| JP2706307B2 (ja) | アルカリ金属熱電変換装置 | |
| JPS6036774Y2 (ja) | エンジン廃熱を利用した発電装置 | |
| JPH0115783B2 (ja) |