JP2013078174A - Thermoelectric cogeneration system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱電コージェネレーションシステムに関するものである。 The present invention relates to a thermoelectric cogeneration system.
従来、太陽エネルギーを電気エネルギーに変換して利用することができるようにした発電ユニットが提供されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a power generation unit that can convert solar energy into electric energy and use it has been provided.
該発電ユニットにおいては、熱電変換モジュールに隣接させて蓄熱器が配設され、太陽光が熱電変換モジュールに照射されている間は、太陽エネルギーが熱電変換モジュールによって電気エネルギーに変換されるとともに、蓄熱器において太陽エネルギーの熱が蓄えられ、太陽光が熱電変換モジュールに照射されていないときに、蓄熱器において蓄えられた熱の熱エネルギーが熱電変換モジュールによって電気エネルギーに変換され、電力消費部としての電気機器において電気エネルギーが利用されるようになっている(例えば、特許文献1参照。)。 In the power generation unit, a heat accumulator is disposed adjacent to the thermoelectric conversion module, and solar energy is converted into electric energy by the thermoelectric conversion module while sunlight is applied to the thermoelectric conversion module. When the heat of solar energy is stored in the storage unit and sunlight is not irradiated to the thermoelectric conversion module, the heat energy of the heat stored in the storage unit is converted into electric energy by the thermoelectric conversion module, Electric energy is used in electric devices (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、前記従来の発電ユニットにおいては、蓄熱器の温度を調整することができないので、太陽エネルギーを電気エネルギーに安定させて変換することができない。 However, in the conventional power generation unit, since the temperature of the heat accumulator cannot be adjusted, solar energy cannot be converted into electric energy stably.
また、電気機器の負荷に応じて効率良く太陽エネルギーを利用することができない。 Moreover, solar energy cannot be used efficiently according to the load of the electrical equipment.
本発明は、前記従来の発電ユニットの問題点を解決して、太陽エネルギーを電気エネルギーに安定させて変換することができ、電力消費部の負荷に応じて効率良く太陽エネルギーを利用することができる熱電コージェネレーションシステムを提供することを目的とする。 The present invention solves the problems of the conventional power generation unit, can stably convert solar energy into electric energy, and can efficiently use solar energy according to the load of the power consumption unit. The purpose is to provide a thermoelectric cogeneration system.
そのために、本発明の熱電コージェネレーションシステムにおいては、太陽光を集める集光部と、該集光部によって集められた太陽光を熱に変換し、変換した熱を集める集熱部と、該集熱部によって集められた熱を受けて吸熱反応を起こし、反応媒体を生成し、反応媒体が供給されて発熱反応を起こし、熱を発生させる反応器と、該反応器において発生させられた熱を受けて発電を行い、電力を電力消費部に送る発電装置と、前記反応器において生成された反応媒体を反応器から排出し、排出した反応媒体を反応器に供給するための反応媒体給排装置と、太陽光の日射量を予測する日射量予測処理手段と、前記発電装置に対する電力需要を予測する電力需要予測処理手段と、前記日射量に基づいて発電可能電力量を算出する発電可能電力量算出処理手段と、前記電力需要に基づいて、電力消費部において必要となる必要電力量を算出する必要電力量算出処理手段と、前記発電可能電力量及び必要電力量に基づいて、反応器における蓄熱及び発電装置における発電を行うモードを選択するモード選択処理手段とを有する。 Therefore, in the thermoelectric cogeneration system of the present invention, a light collecting unit that collects sunlight, a heat collecting unit that converts the sunlight collected by the light collecting unit into heat, and collects the converted heat, and the collector An endothermic reaction is generated by receiving heat collected by the hot section, a reaction medium is generated, and a reaction medium is supplied to cause an exothermic reaction to generate heat, and heat generated in the reactor is generated. A power generation device that receives the power and sends the power to the power consumption unit; and a reaction medium supply / discharge device for discharging the reaction medium generated in the reactor from the reactor and supplying the discharged reaction medium to the reactor A solar radiation amount prediction processing means for predicting the solar radiation amount, a power demand prediction processing means for predicting a power demand for the power generation device, and a power generation possible power amount for calculating a power generation possible power amount based on the solar radiation amount Calculation A processing means, a required power amount calculation processing means for calculating a required power amount required in the power consumption unit based on the power demand, a heat storage in the reactor based on the power generation possible power amount and the required power amount, and Mode selection processing means for selecting a mode for generating power in the power generation apparatus.
本発明によれば、熱電コージェネレーションシステムにおいては、太陽光を集める集光部と、該集光部によって集められた太陽光を熱に変換し、変換した熱を集める集熱部と、該集熱部によって集められた熱を受けて吸熱反応を起こし、反応媒体を生成し、反応媒体が供給されて発熱反応を起こし、熱を発生させる反応器と、該反応器において発生させられた熱を受けて発電を行い、電力を電力消費部に送る発電装置と、前記反応器において生成された反応媒体を反応器から排出し、排出した反応媒体を反応器に供給するための反応媒体給排装置と、太陽光の日射量を予測する日射量予測処理手段と、前記発電装置に対する電力需要を予測する電力需要予測処理手段と、前記日射量に基づいて発電可能電力量を算出する発電可能電力量算出処理手段と、前記電力需要に基づいて、電力消費部において必要となる必要電力量を算出する必要電力量算出処理手段と、前記発電可能電力量及び必要電力量に基づいて、反応器における蓄熱及び発電装置における発電を行うモードを選択するモード選択処理手段とを有する。 According to the present invention, in the thermoelectric cogeneration system, the light collecting unit that collects sunlight, the heat collecting unit that converts the sunlight collected by the light collecting unit into heat, and collects the converted heat, and the collector An endothermic reaction is generated by receiving heat collected by the hot section, a reaction medium is generated, and a reaction medium is supplied to cause an exothermic reaction to generate heat, and heat generated in the reactor is generated. A power generation device that receives the power and sends the power to the power consumption unit; and a reaction medium supply / discharge device for discharging the reaction medium generated in the reactor from the reactor and supplying the discharged reaction medium to the reactor A solar radiation amount prediction processing means for predicting the solar radiation amount, a power demand prediction processing means for predicting a power demand for the power generation device, and a power generation possible power amount for calculating a power generation possible power amount based on the solar radiation amount Calculation process Means, required power amount calculation processing means for calculating a required power amount required in the power consumption unit based on the power demand, and heat storage and power generation in the reactor based on the power generation possible power amount and the required power amount. Mode selection processing means for selecting a mode for generating power in the apparatus.
この場合、日射量に基づいて発電可能電力量が算出され、電力需要に基づいて必要電力量が算出され、発電可能電力量及び必要電力量に基づいて、反応器における蓄熱及び発電装置における発電を行うモードが選択されるので、太陽エネルギーを電気エネルギーに安定させて変換することができ、電力消費部の負荷に応じて効率良く太陽エネルギーを利用することができる。 In this case, the amount of power that can be generated is calculated based on the amount of solar radiation, the amount of required power is calculated based on the demand for power, and the heat storage in the reactor and the power generation in the power generation device are calculated based on the amount of power that can be generated and the amount of required power. Since the mode to be performed is selected, the solar energy can be converted into electric energy while being converted, and the solar energy can be efficiently used according to the load of the power consumption unit.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図2は本発明の実施の形態における熱電コージェネレーションシステムの概念図である。 FIG. 2 is a conceptual diagram of the thermoelectric cogeneration system according to the embodiment of the present invention.
図において、11は熱電コージェネレーションシステムであり、該熱電コージェネレーションシステム11は、太陽光のエネルギー、すなわち、太陽エネルギーを吸収し、熱を蓄える太陽エネルギー吸収・蓄熱部12、該太陽エネルギー吸収・蓄熱部12からの熱を受け、熱エネルギーを電気エネルギーに変換し、発電を行う発電装置としての熱電変換部13、該熱電変換部13において発生させられた電流が送られ、電力が供給される電力消費部としての電気機器Ld、前記熱電変換部13において熱を回収する熱回収装置14、断熱材料によって形成され、反応媒体としての水を収容し、蓄えるための反応媒体収容部としての水タンク15、該水タンク15において熱を回収する熱回収装置16等を備え、太陽エネルギー吸収・蓄熱部12と熱電変換部13とが第1の配管系21を介して、熱電変換部13と熱回収装置14とが第2の配管系22を介して、太陽エネルギー吸収・蓄熱部12と水タンク15とが第3の配管系23を介して、水タンク15と熱回収装置16とが第4の配管系24を介して接続される。前記水タンク15及び第3の配管系23によって反応媒体給排装置が構成される。なお、図においては、熱電変換部13に一つの電気機器Ldが接続されているが、実際は複数の電気機器が接続される。
In the figure,
前記太陽エネルギー吸収・蓄熱部12は、太陽光を集める集光部31、該集光部31によって集められた太陽光が照射され、太陽光を熱に変換し、変換した熱を集める集熱部32、該集熱部32によって集められた熱を蓄熱し、放熱する蓄熱部としての反応器33等を備える。前記集光部31は透明な材料、本実施の形態においては、ガラスから成る密閉された筐(きょう)体41外に、前記集熱部32は筐体41内に配設され、集熱部32及び筐体41によって包囲された空間に前記反応器33が形成される。前記筐体41は外壁及び内壁から成る二重壁構造を有し、外壁と内壁との間の空間が真空にされるか、又は希ガスが充填(てん)されることによって、筐体41による断熱が行われる。また、筐体41の前記内壁の内周面には長波長の赤外線を反射する膜が被覆される。筐体41にガラス以外の断熱材料を使用することができるが、集光部31と対向する部分には、断熱材料として、透明な材料、例えば、ガラスを使用するのが好ましい。そして、前記外壁と内壁との間の空間に所定の放熱防止用のガスを注入することができるようになっていて、注入されたガスに電圧を印加すると、それに伴ってガスの色が変化し、放熱が防止される。
The solar energy absorption /
なお、前記筐体41の所定の箇所には、反応器33内の反応器圧力を調整するための圧力調整部としての圧力調整弁43が配設される。該圧力調整弁43を操作することによって、反応器33内の反応器圧力を調整し、一定にすると、反応器33の温度(以下「反応器温度」という。)Tを太陽光の日射量に対応する250〔℃〕以上、かつ、300〔℃〕以下の所定の温度(以下「蓄熱温度」という。)T1〔℃〕、例えば、250〔℃〕に維持することができる。
A
前記集光部31は複数のレンズ35をマトリックス状に並べることによって形成され、各レンズ35の表面には、太陽光が反射されないように反射防止膜が被覆される。なお、本実施の形態においては、集光部31及び集熱部32を配設するようになっているが、集熱部32だけを配設することができる。
The
また、集熱部32の表面には、太陽光の赤外線成分の吸収効率を高くするとともに、放射による熱の損失を少なくするために、選択吸収膜、例えば、赤外線反射防止層及び吸収・蓄熱層から成る膜が被覆される。前記吸着・蓄熱層は、材料の表面を粗く加工することによって形成したり、ナノチューブ黒体、金属黒体等の膜を被覆することによって形成したりすることができる。
Further, on the surface of the
そして、前記反応器33は、多孔質構造を有し、無機材料である酸化マグネシウム/水(MgO/H2 O)、塩化カルシウム/メチルアミン(CaCl2 /CH3 NH2 )、酸化カルシウム/水(CaO/H2 O)、酸化カルシウム/酸化鉛/二酸化炭素(CaO/PbO/CO2 )等の蓄熱材(化学蓄熱材)、本実施の形態においては、酸化マグネシウム/水を筐体41内に充填することによって形成される。
The
なお、蓄熱材として酸化マグネシウム/水、酸化カルシウム/水等を使用する場合、水が、塩化カルシウム/メチルアミンを使用する場合、メチルアミンが、酸化カルシウム/酸化鉛/二酸化炭素(CaO/PbO/CO2 )を使用する場合、二酸化炭素がそれぞれ反応媒体とされ、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、塩化カルシウム、酸化カルシウム/酸化鉛がそれぞれ反応材とされる。 In addition, when using magnesium oxide / water, calcium oxide / water, etc. as a heat storage material, when water uses calcium chloride / methylamine, methylamine is calcium oxide / lead oxide / carbon dioxide (CaO / PbO / In the case of using CO 2 ), carbon dioxide is used as a reaction medium, and magnesium oxide, calcium oxide, calcium chloride, and calcium oxide / lead oxide are used as reaction materials.
酸化マグネシウム/水は、水酸化マグネシウムと酸化マグネシウムとの可逆反応、
Mg(OH)2 ⇔MgO+H2 O
によって蓄熱及び放熱を行う。そこで、反応器33において、集熱部32によって集められた熱によって水酸化マグネシウムを加熱すると、
Mg(OH)2 →MgO+H2 O
の反応、すなわち、吸熱反応が起こり、酸化マグネシウム及び水が生成され、これに伴って蓄熱が行われる。なお、吸熱反応において水は気化して反応媒体蒸気、本実施の形態においては、水蒸気の状態で生成される。
Magnesium oxide / water is a reversible reaction between magnesium hydroxide and magnesium oxide,
Mg (OH) 2 ⇔MgO + H 2 O
To store and dissipate heat. Therefore, in the
Mg (OH) 2 → MgO + H 2 O
In other words, an endothermic reaction occurs, magnesium oxide and water are generated, and heat is stored accordingly. In the endothermic reaction, water is vaporized to be generated in the form of reaction medium vapor, in the present embodiment, water vapor.
また、酸化マグネシウムに水を加えると、
MgO+H2 O→Mg(OH)2
の反応、すなわち、発熱反応が起こり、水酸化マグネシウムが生成され、熱が発生し、これに伴って放熱が行われる。なお、発熱反応において水蒸気は液化して反応媒体液、本実施の形態においては、水の状態で生成される。
When water is added to magnesium oxide,
MgO + H 2 O → Mg (OH) 2
That is, an exothermic reaction occurs, magnesium hydroxide is generated, heat is generated, and heat is released. In the exothermic reaction, water vapor is liquefied and generated in a reaction medium solution, that is, in the present embodiment, water.
なお、無機材料のほかに、吸着材、水素吸蔵合金、有機材料等から成る蓄熱材を使用することができる。 In addition to the inorganic material, a heat storage material made of an adsorbent, a hydrogen storage alloy, an organic material, or the like can be used.
そして、本実施の形態においては、前記熱電変換部13にビスマス・テルル(Bi2 Te3 )系の熱電モジュールが使用される。該熱電モジュールは、金属板から成る高温部Hp、n型半導体、p型半導体、及び金属板から成る低温部Lpを備え、高温部Hpを加熱し、低温部Lpを冷却することによって、低温部Lpの金属板、n型半導体、高温部Hpの金属板、p型半導体及び低温部Lpの金属板の順に電流が流れる。本実施の形態においては、例えば、高温部Hpを、250〔℃〕に、低温部Lpを30〔℃〕にしたときの発電効率が6〔%〕にされる。
In the present embodiment, a bismuth tellurium (Bi 2 Te 3 ) thermoelectric module is used for the
また、前記第1の配管系21は、反応器33に埋設させて配設された熱交換器he1、前記高温部Hpに接触させて配設された熱交換器he2、及び前記熱交換器he1、he2間に配設された第1、第2の弁としての開閉弁vb1、vb2を備える。
The
そして、前記第2の配管系22は、前記低温部Lpに配設された熱交換器he3、前記熱回収装置14、及び熱交換器he3と熱回収装置14との間に配設された第3、第4の弁としての開閉弁vb3、vb4を備える。
The
また、前記第3の配管系23は、前記反応器33において吸熱反応によって生成された水蒸気を収集し、水タンク15に排出するための反応媒体排出管としての水蒸気排出管45、水タンク15に収容され、蓄えられた水を反応器33に供給するための反応媒体供給管としての水供給管46、前記水蒸気排出管45における所定の位置に配設され、逆止弁構造を有する第5の弁としての圧力弁vb5、前記水供給管46における所定の位置に配設された第6の弁としての開閉弁vb6等を有する。
Further, the
前記水蒸気排出管45においては、圧力弁vb5より上流側、すなわち、反応器33側の圧力と、圧力弁vb5より下流側、すなわち、水タンク15側の圧力との圧力差によって圧力弁vb5が開かれ、水蒸気が水タンク15に流れるようになっているが、水蒸気排出管45に、圧力弁vb5に代えて開閉弁を配設し、該開閉弁をソレノイド等によって開くことにより水蒸気を流すことができる。また、前記水供給管46においては、水タンク15内の水が自重で反応器33に供給されるようになっているが、ポンプを配設し、該ポンプによって反応器33に供給することができる。本実施の形態においては、筐体41に配設された図示されない圧力開放弁を開くことによって、反応器33内の圧力を低くし、自重による水の反応器33への供給を促進させるようにしている。
In the
そして、前記水蒸気排出管45の筐体41内の部分に排出部45aが形成され、該排出部45aに、水蒸気を排出部45a内に収集し、排出するための図示されない複数の穴が形成され、前記水供給管46の筐体41内の部分に供給部46aが形成され、該供給部46aに、水を前記反応器33内に供給し、噴出させるための図示されない複数の穴が形成される。供給部46aの前記各穴に噴霧ノズルが配設され、該噴霧ノズルによって反応器33内に水が噴射される。
A
また、前記第4の配管系24は、水タンク15内に配設され、水タンク15に排出された水蒸気を凝縮させて水にするための熱交換器he4、該熱交換器he4と前記熱回収装置16との間に配設された第7、第8の弁としての開閉弁vb7、vb8を備える。
The
次に、前記構成の熱電コージェネレーションシステム11の制御装置について説明する。
Next, the control device of the
図1は本発明の実施の形態における熱電コージェネレーションシステムの制御ブロック図である。 FIG. 1 is a control block diagram of a thermoelectric cogeneration system according to an embodiment of the present invention.
図において、50は熱電コージェネレーションシステム11の全体の制御を行う制御部、51は図示されないキー、ボタン等の操作要素を備えた操作部、52は図示されないLED画面等の表示要素を備えた表示部、65は所定の情報を記録するための第1の記憶装置としての記憶部である。
In the figure, 50 is a control unit that controls the entire
なお、前記制御部50は、コンピュータとして機能する図示されない演算部としてのCPU、図示されない第1の記憶装置としてのRAM、第3の記憶装置としてのROM等のメモリを備える。また、前記操作部51は、タッチパネルによって形成することもでき、その場合、表示部としても機能する。
The
そして、53は前記集光部31に配設され、日射量を検出する日射量検出部としての日射量センサ、54は集光部31に配設され、集光部31の温度を検出する集光用の温度検出部としての集光部温度センサ、55は前記反応器33に配設され、前記反応器温度Tを検出する蓄熱・放熱用の温度検出部としての反応器温度センサ、56は反応器33に配設され、反応器33内の反応器圧力を検出する蓄熱・放熱用の圧力検出部としての反応器圧力センサ、58は前記高温部Hpに配設され、高温部Hpの温度を検出する第1の熱電用の温度検出部としての高温部温度センサ、59は前記低温部Lpに配設され、低温部Lpの温度を検出する第2の熱電用の温度検出部としての低温部温度センサ、43は圧力調整弁、60は前記電気機器Ldで消費される電力を検出する電力検出部としての電力計、61は前記水蒸気排出管45の所定の箇所に配設され、水蒸気の流量を検出する第1の流量検出部としての水蒸気流量計、62は前記水供給管46の所定の箇所に配設され、水の流量を検出する第2の流量検出部としての水流量計、63は前記水タンク15内に配設され、水タンク15内の温度Twを検出する反応媒体用の温度検出部としてのタンク温度センサ、64は前記水タンク15内に配設され、水タンク15内の圧力Pwを検出する反応媒体用の圧力検出部としてのタンク圧力センサ、vb1〜vb4、vb6〜vb8は開閉弁であり、vb5は圧力弁である。なお、本実施の形態において、前記日射量センサ53は日射量を検出するようになっているが、日射の有無を検出することができる。
Reference numeral 53 denotes a solar radiation amount sensor serving as a solar radiation amount detection unit for detecting the solar radiation amount, and reference numeral 53 denotes a solar radiation amount sensor disposed in the
本実施の形態においては、電気機器Ldに供給される電力で表される負荷に応じて、制御部50によって、第1のモードとしての蓄熱モード、第2のモードとしての蓄熱発電モード、第3のモードとしての直接発電モード、第4のモードとしての直接放熱発電モード及び第5のモードとしての放熱発電モードの各モードのうちの所定のモードが選択され、圧力調整弁43、開閉弁vb1〜vb4、vb6が開閉され、熱電コージェネレーションシステム11が選択されたモードで運転される。なお、操作者が、操作部51を操作し、圧力調整弁43、開閉弁vb1〜vb4、vb6を手動で開閉することによって、熱電コージェネレーションシステム11を各モードで運転することもできる。
In the present embodiment, according to the load represented by the electric power supplied to the electric device Ld, the
次に、熱電コージェネレーションシステム11の動作について説明する。
Next, the operation of the
図3は本発明の実施の形態における熱電コージェネレーションシステムの動作を示す第1のフローチャート、図4は本発明の実施の形態における熱電コージェネレーションシステムの動作を示す第2のフローチャート、図5は本発明の実施の形態における蓄熱処理のサブルーチンを示す図、図6は本発明の実施の形態における蓄熱発電処理のサブルーチンを示す図、図7は本発明の実施の形態における直接発電処理のサブルーチンを示す図、図8は本発明の実施の形態における蓄熱エネルギー算出処理のサブルーチンを示す図、図9は本発明の実施の形態における直接放熱発電処理のサブルーチンを示す図、図10は本発明の実施の形態における放熱発電処理のサブルーチンを示す図、図11は本発明の実施の形態における協調制御処理のサブルーチンを示す第1の図、図12は本発明の実施の形態における協調制御処理のサブルーチンを示す第2の図、図13は本発明の実施の形態における予測される日射量の推移を示す図、図14は本発明の実施の形態における予測される電力需要の推移を示す図、図15は本発明の実施の形態における蓄熱モード時の熱電コージェネレーションシステムの動作を説明するための図、図16は本発明の実施の形態における蓄熱発電モード時の熱電コージェネレーションシステムの動作を説明するための図、図17は本発明の実施の形態における直接発電モード時の熱電コージェネレーションシステムの動作を説明するための図、図18は本発明の実施の形態における蓄熱エネルギーと反応器温度との関係図、図19は本発明の実施の形態における最大蓄熱エネルギーマップを示す図、図20は本発明の実施の形態における直接放熱発電モード時の熱電コージェネレーションシステムの動作を説明するための図、図21は本発明の実施の形態における放熱発電モード時の熱電コージェネレーションシステムの動作を説明するための図である。なお、図13において横軸に時刻を、縦軸に日射量Psun〔kW〕を、図14において横軸に時刻を、縦軸に電力需要Pe〔kW〕を、図18において横軸に反応器の蓄熱エネルギーE〔kWh〕を、縦軸に反応器温度T〔℃〕を採ってある。 3 is a first flowchart showing the operation of the thermoelectric cogeneration system in the embodiment of the present invention, FIG. 4 is a second flowchart showing the operation of the thermoelectric cogeneration system in the embodiment of the present invention, and FIG. The figure which shows the subroutine of the thermal storage heat processing in embodiment of invention, FIG. 6 is the figure which shows the subroutine of the thermal storage electric power generation process in embodiment of this invention, FIG. 7 shows the subroutine of the direct electric power generation process in embodiment of this invention FIG. 8 is a diagram showing a subroutine of heat storage energy calculation processing in the embodiment of the present invention, FIG. 9 is a diagram showing a subroutine of direct heat radiation power generation processing in the embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 11 is a diagram showing a subroutine of heat dissipation power generation processing in the embodiment, and FIG. 11 shows the support of cooperative control processing in the embodiment of the invention. FIG. 12 is a second diagram showing a subroutine of cooperative control processing in the embodiment of the present invention, and FIG. 13 is a diagram showing transition of predicted solar radiation amount in the embodiment of the present invention. FIG. 14 is a diagram showing a transition of predicted power demand in the embodiment of the present invention, and FIG. 15 is a diagram for explaining the operation of the thermoelectric cogeneration system in the heat storage mode in the embodiment of the present invention. 16 is a diagram for explaining the operation of the thermoelectric cogeneration system in the thermal storage power generation mode in the embodiment of the present invention, and FIG. 17 is a diagram for explaining the operation of the thermoelectric cogeneration system in the direct power generation mode in the embodiment of the present invention. FIG. 18 is a diagram showing the relationship between the heat storage energy and the reactor temperature in the embodiment of the present invention, and FIG. 19 is a diagram in the embodiment of the present invention. FIG. 20 is a diagram showing the maximum heat storage energy map, FIG. 20 is a diagram for explaining the operation of the thermoelectric cogeneration system in the direct heat radiation power generation mode in the embodiment of the present invention, and FIG. 21 is the heat radiation power generation mode in the embodiment of the present invention. It is a figure for demonstrating operation | movement of the thermoelectric cogeneration system at the time. In FIG. 13, time is plotted on the horizontal axis, solar radiation amount Psun [kW] on the vertical axis, time on the horizontal axis in FIG. 14, power demand Pe [kW] on the vertical axis, and reactor on the horizontal axis in FIG. The heat storage energy E [kWh] is taken as the reactor temperature T [° C.] on the vertical axis.
まず、制御部50の図示されない日射量予測処理手段は、日射量予測処理を行い、熱電コージェネレーションシステム11が配設された箇所における日射量の観測値、気象衛生画像データ等を取得し、集光部31の傾斜角度、面積等に基づいて日射量Psun〔kW〕を予測する(ステップS1)。この場合、図13に示されるように、所定の日数、本実施の形態においては、本日及び翌日にわたる所定の時刻ごとの日射量Psun〔kW〕の経時的な推移が予測され、前記記憶部65に形成された日射量マップに、日射量Psun〔kW〕と時刻とが対応させて記録される。
First, a solar radiation amount prediction processing unit (not shown) of the
また、制御部50の図示されない電力需要予測処理手段は、電力需要予測処理を行い、熱電コージェネレーションシステム11の前記熱電変換部13に対する電力需要Pe〔kW〕を予測する(ステップS2)。この場合、図14に示されるように、所定の日数、本実施の形態においては、本日及び翌日にわたる所定の時刻ごとの電力需要Pe〔kW〕の経時的な推移が予測され、記憶部65に形成された電力需要マップに、電力需要Pe〔kW〕と時刻とが対応させて記録される。
The power demand prediction processing means (not shown) of the
なお、前記記憶部65には、例えば、家庭で使用された実際の電力、すなわち、実電力と時刻とが対応させられ、更にその日の天候(外気温、室温、湿度、天気等)が対応させられて、実績電力需要データとして記録される。そして、前記電力需要予測処理手段は、前記実績電力需要データを参照し、本日及び翌日の天気予報を参照し、電力需要データ及び天気予報に基づいて電力需要Pe〔kW〕を算出する。
The
続いて、制御部50の図示されない第1の発電可能電力量算出処理手段は、第1の発電可能電力量算出処理を行い、所定の時間帯の日射量Psun〔kW〕に基づいて発電可能電力量Wc〔kWh〕を算出する(ステップS3)。そのために、前記第1の発電可能電力量算出処理手段は、前記高温部温度センサ58によって検出された高温部Hpの温度TH〔℃〕及び低温部温度センサ59によって検出された低温部Lpの温度TL〔℃〕を取得するとともに、及び前記日射量マップから前記所定の時間帯の日射量Psun〔kW〕を取得する。続いて、前記第1の発電可能電力量算出処理手段は、前記記憶部65に形成された発電可能電力量マップを参照し、温度TH〔℃〕、TL〔℃〕、及び所定の時間帯の日射量Psun〔kW〕に対応する発電可能電力量Wc〔kWh〕を算出する。すなわち、発電可能電力量Wc〔kWh〕は、発電モジュールの仕様、温度TH〔℃〕、TL〔℃〕及び入力熱流によって決まる。
Subsequently, a first power-generating power amount calculation processing unit (not shown) of the
なお、前記発電可能電力量マップには、温度TH〔℃〕、TL〔℃〕及び日射量Psun〔kW〕と発電可能電力量Wc〔kWh〕とが対応させて記録される。また、本実施の形態においては、前記温度TH〔℃〕、TL〔℃〕が定常状態になるまでデフォルト値が使用される。この場合、前記温度TH〔℃〕のデフォルト値は反応器温度及び熱交換器he2の熱交換能力によって決められ、前記温度TL〔℃〕のデフォルト値は室温付近の温度に設定するのが好ましい。本実施の形態において、温度TH〔℃〕、TL〔℃〕のデフォルト値はそれぞれ250〔℃〕及び30〔℃〕にされる。 In addition, the temperature TH [° C.], the TL [° C.], the solar radiation amount Psun [kW], and the power generation possible power amount Wc [kWh] are recorded in the generated power amount map. In the present embodiment, default values are used until the temperatures TH [° C.] and TL [° C.] reach a steady state. In this case, the default value of the temperature TH [° C.] is determined by the reactor temperature and the heat exchange capability of the heat exchanger he2, and the default value of the temperature TL [° C.] is preferably set to a temperature near room temperature. In the present embodiment, the default values of the temperatures TH [° C.] and TL [° C.] are set to 250 [° C.] and 30 [° C.], respectively.
続いて、前記制御部50の図示されない必要電力量算出処理手段は、必要電力量算出処理を行い、前記電力需要マップから前記所定の時間帯の電力需要Pe〔kW〕を取得し、該電力需要Pe〔kW〕に基づいて、電気機器Ld等において必要となる必要電力量We〔kWh〕を算出する。
Subsequently, a required power amount calculation processing unit (not shown) of the
そして、前記制御部50の図示されない第1の電力量判断処理手段は、第1の電力量判断処理を行い、必要電力量We〔kWh〕が閾値Weth1〔kWh〕より小さいかどうかを判断する(ステップS4)。
A first power amount determination processing unit (not shown) of the
必要電力量We〔kWh〕が閾値Weth1〔kWh〕より小さい場合、前記制御部50の図示されない電力購入処理手段は、電力購入処理を行い、商用電力提供者から電力を所定の電力量だけ購入する(ステップS5)。
When the required power amount We [kWh] is smaller than the threshold value Weth1 [kWh], the power purchase processing means (not shown) of the
ところで、電力の消費が少ない場合に熱電変換部13によって発電を行うと、発電効率が低くなるので、電力の消費が多い日中に熱電変換部13による発電を行い、電力の消費が少ない夜間には熱電変換部13による発電を行わないのが望ましい。そこで、本実施の形態において、電力購入処理手段は、熱電変換部13の使用されない夜間に商用電力提供者から電力を購入する。
By the way, when power is generated by the
続いて、制御部50の図示されない蓄熱要否判断処理手段は、蓄熱要否判断処理を行い、蓄熱を行う必要があるかどうかを判断する(ステップS6)。そして、反応器33に蓄えられる熱量、すなわち、蓄熱熱量をQi〔kWh〕とし、反応器33から外に逃げる熱量、すなわち、放熱熱量をQo〔kWh〕としたとき、蓄熱熱量Qi〔kWh〕に対する放熱熱量Qo〔kWh〕の比ρ
ρ=Qo/Qi
が閾値ρth1以下である場合に、蓄熱を行う必要があると判断し、比ρが閾値ρth1より大きい場合に、蓄熱を行う必要がないと判断する。
Subsequently, a heat storage necessity determination processing unit (not shown) of the
ρ = Qo / Qi
Is less than the threshold value ρth1, it is determined that heat storage needs to be performed, and when the ratio ρ is greater than the threshold value ρth1, it is determined that heat storage need not be performed.
例えば、天気が晴れで日射量Psun〔kW〕が多く、比ρが閾値ρth1以下である場合、蓄熱を行う必要があると判断され、天気が曇り、雨、雪等で日射量Psun〔kW〕が少なく、比ρが閾値ρth1より大きい場合、蓄熱を行う必要がないと判断される。 For example, when the weather is sunny and the amount of solar radiation Psun [kW] is large and the ratio ρ is less than or equal to the threshold ρth1, it is determined that heat storage is necessary, and the amount of solar radiation Psun [kW] is determined when the weather is cloudy, rainy, snowy, etc. When the ratio ρ is larger than the threshold ρth1, it is determined that it is not necessary to perform heat storage.
そして、蓄熱を行う必要がある場合、制御部50の図示されない第1のモード選択処理手段としての蓄熱処理手段は、第1のモード選択処理としての蓄熱処理を行い、反応器33において蓄熱を行う(ステップS7)。
And when it is necessary to perform heat storage, the heat storage means as the first mode selection processing means (not shown) of the
そのために、蓄熱処理手段の蓄熱温度設定処理手段は、蓄熱温度設定処理を行い、日射量Psun〔kW〕に応じて蓄熱温度T1〔℃〕を設定する(ステップS7−1)。すなわち、前記蓄熱処理手段は、日射量マップから日射量Psun〔kW〕を取得し、1日の全日射量ΣPsun〔kWh〕を算出し、記憶部65に形成された蓄熱温度マップを参照し、全日射量ΣPsun〔kWh〕に対応する蓄熱温度T1〔℃〕を読み出す。
Therefore, the heat storage temperature setting processing means of the heat storage means performs a heat storage temperature setting process, and sets the heat storage temperature T1 [° C.] according to the solar radiation amount Psun [kW] (step S7-1). That is, the heat storage means obtains the solar radiation amount Psun [kW] from the solar radiation amount map, calculates the total daily solar radiation amount ΣPsun [kWh], and refers to the heat storage temperature map formed in the
なお、前記蓄熱温度マップには全日射量ΣPsun〔kWh〕と蓄熱温度T1〔℃〕とが対応させて記録される。 In the heat storage temperature map, the total solar radiation amount ΣPsun [kWh] and the heat storage temperature T1 [° C.] are recorded in correspondence.
続いて、前記蓄熱処理手段のモード設定処理手段としての蓄熱設定処理手段は、モード設定処理としての蓄熱設定処理を行う(ステップS7−2)。そのために、蓄熱設定処理手段は、前記圧力調整弁43の開度を調整し、開閉弁vb1〜vb4、vb6を閉じ、開閉弁vb7、vb8を開き、熱電コージェネレーションシステム11を蓄熱モードで運転する。該蓄熱モードにおいて、集光部31によって集められた太陽光が集熱部32に照射され(図15における矢印A)、集熱部32に照射された太陽光が熱に変換され、変換された熱が反応器33に伝達され、反応器33が加熱される。その結果、反応器温度T〔℃〕は前記蓄熱温度T1〔℃〕に維持される。
Subsequently, the heat storage setting processing means as the mode setting processing means of the heat storage means performs a heat storage setting process as a mode setting process (step S7-2). Therefore, the heat storage setting processing means adjusts the opening degree of the
そして、反応器33は蓄熱装置として機能させられ、反応器33において、水酸化マグネシウムが加熱され、
Mg(OH)2 →MgO+H2 O
の吸熱反応が起こり、酸化マグネシウム及び高温の水が水蒸気の状態で生成される。これにより、反応器33において蓄熱が行われる。
And the
Mg (OH) 2 → MgO + H 2 O
Endothermic reaction occurs, and magnesium oxide and high-temperature water are generated in the state of water vapor. Thereby, heat storage is performed in the
生成された水蒸気は排出部45aによって収集され、水タンク15に排出される(図15における矢印B)。このとき、水蒸気の圧力で圧力弁vb5が開放される。なお、反応器33は多孔質構造を有するので、水蒸気は反応器33内を循環させられ、円滑に排出部45aに収集される。
The generated water vapor is collected by the
水タンク15に排出された水蒸気は、前記熱交換器he4によって熱回収媒体としての水(冷却水)によって冷却されて凝縮させられ、反応器33内の反応器圧力が1気圧である場合に、100〔℃〕の水になる。前記冷却水は、水蒸気の凝縮に伴って加熱され、熱回収装置16に送られ、熱回収装置16において熱が回収される。なお、熱回収装置16において回収された熱を、必要に応じて建物躯体、床等に蓄え、暖房用として利用することができる。また、熱回収装置16において、熱回収媒体として冷媒を使用することができる。
The water vapor discharged to the
この場合、前記蓄熱処理手段は、圧力調整弁43の開度を調整することによって、反応器33内の反応器圧力を一定の値に維持する。これにより、水蒸気の圧力が一定になり、水タンク15における凝縮熱が一定になるので、熱回収装置16において一定の温度で熱を回収することができる。
In this case, the heat storage means maintains the reactor pressure in the
そして、前記蓄熱処理手段の温度判断処理手段は、温度判断処理を行い、前記反応器温度センサ55によって検出された反応器温度T〔℃〕を取得し、反応器温度T〔℃〕が、反応器33の仕様で決まる最高温度、すなわち、システム設計許容温度Tmax〔℃〕より高いかどうかを判断する(ステップS7−3)。反応器温度T〔℃〕がシステム設計許容温度Tmax〔℃〕より高い場合、前記蓄熱処理手段の遮断処理手段は、遮断処理を行い、筐体41の外壁と内壁との間に放熱防止用のガスを注入し、ガスに電圧を印加する(ステップS7−4)。これにより、反応器33の放熱が防止される。なお、反応器33の放熱を防止するために、筐体41の外壁と内壁との間へのガスの注入に代えて、集光部31の外側に開閉窓を配設し、該開閉窓を閉じることによって反応器33の放熱を防止することができる。
And the temperature judgment processing means of the said heat storage means performs temperature judgment processing, acquires the reactor temperature T [° C.] detected by the
また、前記第1の電力量判断処理において、必要電力量We〔kWh〕が閾値Weth1〔kWh〕以上であると判断された場合、制御部50の図示されない第2の電力量判断処理手段は、第2の電力量判断処理を行い、発電可能電力量Wc〔kWh〕が必要電力量We〔kWh〕より大きいかどうかを判断する(ステップS9)。
Further, in the first power amount determination process, when it is determined that the required power amount We [kWh] is equal to or greater than the threshold value Weth1 [kWh], the second power amount determination processing unit (not shown) of the
発電可能電力量Wc〔kWh〕が必要電力量We〔kWh〕より大きい場合、制御部50の図示されない第2のモード選択処理手段としての蓄熱発電処理手段は、第2のモード選択処理としての蓄熱発電処理を行い、反応器33において蓄熱を行い、熱電変換部13において発電を行う(ステップS10)。
When the power generation possible power amount Wc [kWh] is larger than the required power amount We [kWh], the heat storage power generation processing unit as the second mode selection processing unit (not shown) of the
そのために、蓄熱発電処理手段のモード設定処理手段としての蓄熱発電設定処理手段は、モード設定処理としての蓄熱発電設定処理を行い、開閉弁vb1〜vb4、vb7、vb8を開き、熱電コージェネレーションシステム11を蓄熱発電モードで運転する(ステップS10−1)。蓄熱発電モードにおいて、集光部31は集めた太陽光を集熱部32に照射し(図16における矢印C)、集熱部32は照射された太陽光を熱に変換し、変換した熱を前記反応器33に伝達する。
For this purpose, the heat storage power generation setting processing means as the mode setting processing means of the heat storage power generation processing means performs the heat storage power generation setting processing as the mode setting processing, opens the on-off valves vb1 to vb4, vb7, vb8, and the
この場合、蓄熱材によって形成された反応器33は、熱伝達部材として機能させられ、反応器33において、集熱部32から伝達された熱のうちの所定の割合、本実施の形態においては、50〔%〕によって水酸化マグネシウムが加熱され、
Mg(OH)2 →MgO+H2 O
の吸熱反応が起こり、酸化マグネシウム及び高温の水が水蒸気の状態で生成される。これにより、反応器33において蓄熱が行われる。
In this case, the
Mg (OH) 2 → MgO + H 2 O
Endothermic reaction occurs, and magnesium oxide and high-temperature water are generated in the state of water vapor. Thereby, heat storage is performed in the
生成された水蒸気は排出部45aに収集され、水タンク15に排出される(図16における矢印D)。このとき、水蒸気の圧力で圧力弁vb5が開放される。
The generated water vapor is collected in the
そして、水タンク15に排出された水蒸気は、熱交換器he4によって熱回収媒体としての冷却水によって冷却されて凝縮し、100〔℃〕の水になる。前記冷却水は、水蒸気の凝縮に伴って加熱され、熱回収装置16に送られ、熱回収装置16において熱が回収される。
And the water vapor | steam discharged | emitted by the
また、前記反応器33は、熱伝達部材としても機能させられるので、集熱部32から伝達された熱の残り、すなわち、50〔%〕をそのまま熱交換器he1(図2)に伝達する(図16における矢印E)。
Further, since the
そして、熱交換器he1に伝達された熱は、熱伝達媒体としての水に伝達され、熱交換器he2によって高温部Hpに伝達され、高温部Hpを加熱する。また、低温部Lpは、熱交換器he3によって熱回収媒体としての冷却水によって冷却される。該冷却水は、低温部Lpによって加熱され、熱回収装置14に送られ、熱回収装置14において熱が回収される。
And the heat transmitted to heat exchanger he1 is transmitted to the water as a heat transfer medium, is transmitted to high temperature part Hp by heat exchanger he2, and heats high temperature part Hp. Moreover, the low temperature part Lp is cooled with the cooling water as a heat recovery medium by the heat exchanger he3. The cooling water is heated by the low temperature part Lp, sent to the
そして、前記蓄熱発電設定処理手段は、発電可能電力量マップを参照し、必要電力量We〔kWh〕、前記温度TL〔℃〕及び所定時間帯の日射量Psun〔kWh〕に対応する温度TH〔℃〕を算出し、設定する。そして、高温部Hpが加熱され、低温部Lpが冷却されると、前記蓄熱発電処理手段の発電処理手段は、発電処理を行い、熱電変換部13において発電を行い、高温部Hpの温度と低温部Lpの温度との温度差に応じた電流を発生させる(ステップS10−2)。したがって、該電流を前記電気機器Ld等に送り、電気機器Ld等において電力を利用することができる。
Then, the heat storage power generation setting processing means refers to the power generation possible power amount map, and the temperature TH [corresponding to the required power amount We [kWh], the temperature TL [° C.] and the solar radiation amount Psun [kWh] in a predetermined time zone. ° C] is calculated and set. Then, when the high temperature part Hp is heated and the low temperature part Lp is cooled, the power generation processing means of the thermal storage power generation processing means performs power generation processing and performs power generation in the
この場合、前記蓄熱発電処理手段は、開閉弁vb1、vb2の開度を調整し、熱交換器he1、he2を流れる水の量を設定することによって、集熱部32から伝達された熱における、水酸化マグネシウムを加熱するのに使用される熱の割合を調整する。
In this case, the heat storage power generation processing means adjusts the opening degree of the on-off valves vb1 and vb2, and sets the amount of water flowing through the heat exchangers he1 and he2, so that the heat transferred from the
そして、前記蓄熱発電処理手段の温度判断処理手段は、温度判断処理を行い、反応器温度センサ55によって検出された反応器温度T〔℃〕を取得し、反応器温度T〔℃〕が、反応器33の仕様で決まる最高温度、すなわち、システム設計許容温度Tmax〔℃〕より高いかどうかを判断する(ステップS10−3)。反応器温度T〔℃〕がシステム設計許容温度Tmax〔℃〕より高い場合、前記蓄熱処理手段の遮断処理手段は、遮断処理を行い、筐体41の外壁と内壁との間に放熱防止用のガスを注入し、ガスに電圧を印加する(ステップS10−4)。
And the temperature judgment processing means of the said thermal storage power generation processing means performs temperature judgment processing, acquires the reactor temperature T [° C.] detected by the
また、前記第2の電力量判断処理において、発電可能電力量Wc〔kWh〕が必要電力量We〔kWh〕以下であると判断された場合、前記第2の電力量判断処理手段は、発電可能電力量Wc〔kWh〕と必要電力量We〔kWh〕とが等しいかどうかを判断する(ステップS11)。 In the second power amount determination process, when it is determined that the power generation possible power amount Wc [kWh] is equal to or less than the required power amount We [kWh], the second power amount determination processing means can generate power. It is determined whether the power amount Wc [kWh] is equal to the required power amount We [kWh] (step S11).
そして、発電可能電力量Wc〔kWh〕と必要電力量We〔kWh〕とが等しい場合、制御部50の図示されない第3のモード選択処理手段としての直接発電処理手段は、第3のモード選択処理としての直接発電処理を行い、反応器33において蓄熱を行うことなく、熱を高温部Hpに伝達し、熱電変換部13において発電を行う(ステップS12)。
When the power generation possible power amount Wc [kWh] and the required power amount We [kWh] are equal, the direct power generation processing unit as the third mode selection processing unit (not shown) of the
そのために、直接発電処理手段のモード設定処理手段としての直接発電設定処理手段は、モード設定処理としての直接発電設定処理を行い開閉弁vb1〜vb4を開き、開閉弁vb6〜vb8を閉じ、熱電コージェネレーションシステム11を直接発電モードで運転する(ステップS12−1)。該直接発電モードにおいて、集光部31によって集められた太陽光は集熱部32に照射され、集熱部32に照射された太陽光が熱に変換され、変換された熱が反応器33に伝達されるが、該反応器33は熱伝達部材として機能させられ、吸熱反応及び発熱反応はいずれも起こらず、伝達された熱がそのまま熱交換器he1に伝達される(図17における矢印F)。
Therefore, the direct power generation setting processing means as the mode setting processing means of the direct power generation processing means performs the direct power generation setting processing as the mode setting processing, opens the on-off valves vb1 to vb4, closes the on-off valves vb6 to vb8, and The
そして、熱交換器he1に伝達された熱は、熱伝達媒体としての水に伝達され、熱交換器he2によって高温部Hpに伝達され、高温部Hpを加熱する。このとき、高温部Hpの温度TH〔℃〕はデフォルト値に設定される。また、低温部Lpは、熱交換器he3によって熱回収媒体としての冷却水によって冷却される。該冷却水は、低温部Lpによって加熱され、熱回収装置14に送られ、熱回収装置14において熱が回収される。
And the heat transmitted to heat exchanger he1 is transmitted to the water as a heat transfer medium, is transmitted to high temperature part Hp by heat exchanger he2, and heats high temperature part Hp. At this time, the temperature TH [° C.] of the high temperature portion Hp is set to a default value. Moreover, the low temperature part Lp is cooled with the cooling water as a heat recovery medium by the heat exchanger he3. The cooling water is heated by the low temperature part Lp, sent to the
そして、高温部Hpが加熱され、低温部Lpが冷却されると、前記直接発電処理手段の発電処理手段は、発電処理を行い、熱電変換部13において発電を行って高温部Hpの温度と低温部Lpの温度との温度差に応じた電流を発生させる(ステップS12−2)。したがって、該電流を前記電気機器Ld等に送り、電気機器Ld等において電力を利用することができる。
Then, when the high temperature part Hp is heated and the low temperature part Lp is cooled, the power generation processing means of the direct power generation processing means performs power generation processing and performs power generation in the
この場合、反応器33は多孔質構造を有するので、水蒸気は反応器33内を循環させられ、円滑に熱を伝達する。
In this case, since the
ところで、発電可能電力量Wc〔kWh〕が必要電力量We〔kWh〕より小さいと、電気機器Ld等において利用することができる電力量が不足してしまう。 By the way, if the electric power that can be generated Wc [kWh] is smaller than the required electric energy We [kWh], the electric energy that can be used in the electrical equipment Ld and the like is insufficient.
そこで、本実施の形態においては、反応器33に蓄えられた熱量を利用して熱電変換部13によって発電を行うようにしている。
Therefore, in the present embodiment, power is generated by the
そのために、前記第2の電力量判断処理において、発電可能電力量Wc〔kWh〕が必要電力量We〔kWh〕より小さいと判断された場合、制御部50の図示されない蓄熱エネルギー算出処理手段は、蓄熱エネルギー算出処理を行い、反応器33に蓄えられた熱量、すなわち、蓄熱エネルギーを算出する(ステップS13)。
Therefore, in the second power amount determination process, when it is determined that the power generation possible power amount Wc [kWh] is smaller than the required power amount We [kWh], the storage energy calculation processing means (not shown) of the
ここで、反応器33の特性、すなわち、反応器33の蓄熱エネルギーE〔kWh〕と反応器温度T〔℃〕との関係について説明する。
Here, the characteristic of the
図18において、T1〔℃〕は蓄熱温度、Tmin〔℃〕は反応器33を使用することができる最低温度、Tmax〔℃〕はシステム設計許容温度である。
In FIG. 18, T1 [° C.] is the heat storage temperature, Tmin [° C.] is the lowest temperature at which the
また、Lは蓄熱材の状態を示すラインであり、蓄熱材は、反応器温度T〔℃〕が最低温度Tmin〔℃〕以上、かつ、蓄熱温度T1〔℃〕より低い第1の領域に収まる点a、b間で水酸化マグネシウムMg(OH)の状態に置かれ、反応器温度T〔℃〕が蓄熱温度T1〔℃〕と等しい第2の領域に収まる点b、c間で水酸化マグネシウムMg(OH)と酸化マグネシウムMgOとが混合した状態に置かれ、反応器温度T〔℃〕が蓄熱温度T1〔℃〕より高く、かつ、システム設計許容温度Tmax〔℃〕以下の第3の領域に収まる点c、d間で酸化マグネシウムMgOの状態に置かれる。なお、点b、c間で、点bに近いほど水酸化マグネシウムMg(OH)の量が多く、点cに近いほど酸化マグネシウムMgOの量が多い。 L is a line indicating the state of the heat storage material, and the heat storage material falls within the first region where the reactor temperature T [° C.] is equal to or higher than the minimum temperature Tmin [° C.] and lower than the heat storage temperature T1 [° C.]. Magnesium hydroxide Mg (OH) is placed between the points a and b, and the magnesium hydroxide is placed between the points b and c where the reactor temperature T [° C.] falls within the second region equal to the heat storage temperature T1 [° C.]. Third region where Mg (OH) and magnesium oxide MgO are mixed, the reactor temperature T [° C.] is higher than the heat storage temperature T1 [° C.], and the system design allowable temperature Tmax [° C.] or less Is placed in the state of magnesium oxide MgO between the points c and d that fall within the range. In addition, between the points b and c, the closer to the point b, the more magnesium hydroxide Mg (OH), and the closer to the point c, the more magnesium oxide MgO.
そして、反応器33の点aにおける蓄熱エネルギーをE1〔kWh〕とし、点bにおける蓄熱エネルギーをE2〔kWh〕とし、点cにおける蓄熱エネルギーをE3〔kWh〕とし、点dにおける蓄熱エネルギーをE4〔kWh〕としたとき、反応器温度T〔℃〕を蓄熱温度T1〔℃〕以上、かつ、システム設計許容温度Tmax〔℃〕以下に維持して反応器33を使用すると、蓄熱エネルギーE〔kWh〕は、
E2≦E≦E4
の範囲の値Esを採り、反応器温度T〔℃〕を最低温度Tmin〔℃〕以上、かつ、システム設計許容温度Tmax〔℃〕以下に維持して反応器33を使用すると、蓄熱エネルギーE〔kWh〕は、
E1≦E≦E4
の範囲の値Es’を採る。
The heat storage energy at point a of the
E2 ≦ E ≦ E4
When the
E1 ≦ E ≦ E4
The value Es ′ in the range is taken.
そこで、反応器33の蓄熱エネルギーE〔kWh〕を算出するために、前記蓄熱エネルギー算出処理手段の最大蓄熱エネルギー算出処理手段は、最大蓄熱エネルギー算出処理を行い、蓄熱温度T1〔℃〕を読み込み、蓄熱温度T1〔℃〕における最大の蓄熱エネルギー、すなわち、最大蓄熱エネルギーEmax(=E3)〔kWh〕を算出する(ステップS13−1)。
Therefore, in order to calculate the heat storage energy E [kWh] of the
そのために、前記最大蓄熱エネルギー算出処理手段は、図19の最大蓄熱エネルギーマップを参照し、蓄熱温度T1〔℃〕及び反応器33内の反応器圧力pc〔Pa〕に対応する最大蓄熱エネルギーEmax〔kWh〕を算出する。最大蓄熱エネルギーマップには、蓄熱温度T1〔℃〕及び反応器圧力pc〔Pa〕と最大蓄熱エネルギーEmax〔kWh〕とが対応させて記録されている。
For this purpose, the maximum heat storage energy calculation processing means refers to the maximum heat storage energy map in FIG. 19 and refers to the maximum heat storage energy Emax [corresponding to the heat storage temperature T1 [° C.] and the reactor pressure pc [Pa] in the
続いて、前記蓄熱エネルギー算出処理手段の反応器温度取得処理手段は、反応器温度取得処理を行い、反応器温度T〔℃〕を取得し(ステップS13−2)、反応器温度T〔℃〕が前記第1〜第3の領域のうちのどの領域に収まるかを判断する(ステップS13−3〜S13−5)。 Subsequently, the reactor temperature acquisition processing means of the heat storage energy calculation processing means performs the reactor temperature acquisition processing to acquire the reactor temperature T [° C.] (step S13-2), and the reactor temperature T [° C.]. Is determined in which of the first to third regions (steps S13-3 to S13-5).
そして、反応器温度T〔℃〕が前記第1の領域に収まる場合、前記蓄熱エネルギー算出処理手段の計算処理手段は、計算処理を行い、蓄熱エネルギーEs、Es’〔kWh〕
Es=0
Es’=Ch・|T1−Tmin|
を算出する(ステップS13−6)。なお、Chは水酸化マグネシウムMg(OH)の比熱である。
When the reactor temperature T [° C.] falls within the first region, the calculation processing means of the heat storage energy calculation processing means performs calculation processing, and the heat storage energy Es, Es ′ [kWh]
Es = 0
Es ′ = Ch · | T1-Tmin |
Is calculated (step S13-6). Ch is the specific heat of magnesium hydroxide Mg (OH).
また、反応器温度T〔℃〕が前記第3の領域に収まる場合、前記蓄熱エネルギー算出処理手段の計算処理手段は、蓄熱エネルギーEs、Es’〔kWh〕
Es=Emax+Co・|T−T1|
Es’=Es+Co・|T−T1|
を算出する(ステップS13−7、S13−8)。なお、Coは酸化マグネシウムMOの比熱である。
In addition, when the reactor temperature T [° C.] falls within the third region, the heat storage energy calculation processing means calculates heat storage energy Es, Es ′ [kWh]
Es = Emax + Co · | T−T1 |
Es ′ = Es + Co · | T−T1 |
Is calculated (steps S13-7, S13-8). Co is the specific heat of magnesium oxide MO.
そして、反応器温度T〔℃〕が前記第2の領域に収まる場合、前記蓄熱エネルギー算出処理手段の計算処理手段は、水酸化マグネシウムMg(OH)と酸化マグネシウムMgOとの混合体における水酸化マグネシウムMg(OH)の割合(モル数)αを算出する(ステップS13−9)。なお、該割合αは、前記水流量計62によって検出され、水供給管46を流れる水の流量に基づいて算出することができる。
When the reactor temperature T [° C.] falls within the second region, the calculation processing means of the heat storage energy calculation processing means is magnesium hydroxide in a mixture of magnesium hydroxide Mg (OH) and magnesium oxide MgO. The ratio (number of moles) α of Mg (OH) is calculated (step S13-9). The ratio α is detected by the water flow meter 62 and can be calculated based on the flow rate of water flowing through the
続いて、前記計算処理手段は、蓄熱エネルギーEs、Es’〔kWh〕
Es=Emax・(1−α)
Es’=Es+Co・|T−T1|
を算出する(ステップS13−10、S13−8)。
Subsequently, the calculation processing means stores the heat storage energy Es, Es ′ [kWh].
Es = Emax · (1−α)
Es ′ = Es + Co · | T−T1 |
Is calculated (steps S13-10 and S13-8).
このようにして、蓄熱エネルギーE(Es,Es’)が算出されると、制御部50の図示されない第2の発電可能電力量算出処理手段は、第2の発電可能電力量算出処理を行い、前記所定の時間帯の日射量Psun〔kW〕による発電可能電力量Wc〔kWh〕に蓄熱エネルギーE(Es,Es’)を加算して発電可能電力量Wt〔kWh〕を算出する(ステップS14)。なお、この場合、蓄熱エネルギーE(Es,Es’)は発電可能電力量として機能する。
When the heat storage energy E (Es, Es ′) is calculated in this way, the second power-generating power amount calculation processing unit (not shown) of the
続いて、前記制御部50の図示されない第3の発電可能電力量判断処理手段は、第3の発電可能電力量判断処理を行い、発電可能電力量Wt〔kWh〕が必要電力量We〔kWh〕以上であるかどうかを判断する(ステップS15)。
Subsequently, a third power generation possible power amount determination processing unit (not shown) of the
発電可能電力量Wt〔kWh〕が必要電力量We〔kWh〕以上である場合、制御部50の図示されない日射量判断処理手段は、日射量判断処理を行い、発電可能電力量Wc〔kWh〕を取得し、
Wc>0
であるかどうかによって、日射があるかどうかを判断する(ステップS16)。
When the power generation possible power amount Wt [kWh] is equal to or greater than the required power amount We [kWh], the solar radiation amount determination processing unit (not shown) of the
Wc> 0
It is determined whether or not there is solar radiation depending on whether or not (step S16).
そして、日射がある場合、制御部50の図示されない第4のモード選択処理手段としての直接放熱発電処理手段は、第4のモード選択処理としての直接放熱発電処理を行い、反応器33において蓄熱を行うことなく、熱を高温部Hpに伝達し、かつ、放熱を行い、熱電変換部13において発電を行う(ステップS17)。
And when there is solar radiation, the direct heat radiation power generation processing means as the fourth mode selection processing means (not shown) of the
そのために、直接放熱発電処理手段のモード設定処理手段としての直接放熱発電設定処理手段は、モード設定処理としての直接放熱発電設定処理を行い、開閉弁vb1〜vb4、vb6を開き、熱電コージェネレーションシステム11を直接放熱発電モードで運転する(ステップS17−1)。該直接放熱発電モードにおいて、集光部31によって集められた太陽光が集熱部32に照射され(図20における矢印G)、集熱部32に照射された太陽光が熱に変換され、変換された熱が反応器33に伝達されるが、該反応器33は蓄熱材及び熱伝達部材として機能させられ、吸熱反応は起こらず、伝達された熱はそのまま熱交換器he1に伝達される。
Therefore, the direct heat generation setting processing means as the mode setting processing means of the direct heat generation processing means performs the direct heat generation setting process as the mode setting process, opens the on-off valves vb1 to vb4, vb6, and the thermoelectric cogeneration system. 11 is directly operated in the heat radiation power generation mode (step S17-1). In the direct heat radiation power generation mode, the sunlight collected by the
また、水タンク15内の水は、水供給管46を介して反応器33内に供給され、(図20における矢印H)噴出される。
Further, the water in the
反応器33は蓄熱材によって形成されるので、反応器33において、酸化マグネシウムに水が加えられ、
MgO+H2 O→Mg(OH)2
の発熱反応が起こり、水酸化マグネシウムが生成され、熱が発生する。
Since the
MgO + H 2 O → Mg (OH) 2
Exothermic reaction occurs, magnesium hydroxide is generated, and heat is generated.
集熱部32から反応器33に伝達された熱及び反応器33において発生した熱は、熱交換器he1によって熱伝達媒体としての水に伝達され、熱交換器he2によって高温部Hpに伝達され、高温部Hpを加熱する。このとき、高温部Hpの温度TH〔℃〕はデフォルト値に設定される。また、低温部Lpは、熱交換器he3によって熱回収媒体としての冷却水によって冷却される。該冷却水は、低温部Lpによって加熱され、熱回収装置14に送られ(図20における矢印J)、熱回収装置14において熱が回収される。
The heat transferred from the
そして、高温部Hpが加熱され、低温部Lpが冷却されると、前記直接放熱発電処理手段の発電処理手段は、発電処理を行い、熱電変換部13において発電を行って高温部Hpの温度と低温部Lpの温度との温度差に応じた電流を発生させる(ステップS17−2)。したがって、該電流を前記電気機器Ld等に送り、電気機器Ld等において電力を利用することができる。
Then, when the high temperature part Hp is heated and the low temperature part Lp is cooled, the power generation processing means of the direct heat radiation power generation processing means performs power generation processing, generates power in the
この場合、前記直接放熱発電処理手段が、開閉弁vb6の開度を調整することによって、日射量に応じて、反応器33に供給される水の量又は流速を設定すると、反応器33内の前記反応器圧力〔Pa〕(水蒸気分圧)が一定になる。したがって、反応器温度Tが前記蓄熱温度T1に維持されるので、高温部Hpと低温部Lpとの温度差を維持することができる。その結果、効率の高い温度領域で熱電変換部13による発電を行うことができる。なお、開閉弁vb6の開度を調整するのに併せて圧力調整弁43の開度を調整することができる。
In this case, when the amount of water supplied to the
また、前記直接放熱発電処理手段は、開閉弁vb6の開度を調整することによって、高温部Hpに伝達される熱の所定の量、本実施の形態においては、50〔%〕を集熱部32からの熱とし、残りの熱を反応器33において発生させた熱とする。
Further, the direct heat radiation power generation processing means adjusts the opening degree of the on-off valve vb6 to thereby obtain a predetermined amount of heat transferred to the high temperature portion Hp, in this embodiment, 50 [%]. 32, and the remaining heat is the heat generated in the
そして、前記日射量判断処理において日射がないと判断された場合、制御部50の図示されない第5のモード選択処理手段としての放熱発電処理手段は、第5のモード選択処理としての放熱発電処理を行い、反応器33において放熱を行い、熱電変換部13において発電を行う(ステップS18)。
When it is determined that there is no solar radiation in the solar radiation amount determination processing, the heat radiation power generation processing means as the fifth mode selection processing means (not shown) of the
そのために、放熱発電処理手段のモード設定処理手段としての放熱発電設定処理手段は、モード設定処理としての放熱発電設定処理を行い、開閉弁vb1〜vb4、b6を開き、開閉弁vb7、vb8を閉じ、熱電コージェネレーションシステム11を放熱発電モードで運転する(ステップS18−1)。該放熱発電モードにおいて、水タンク15内の水は、供給管46を介して反応器33内に供給され(図21における矢印K)、噴出される。
Therefore, the heat radiation power generation setting processing means as the mode setting processing means of the heat radiation power generation processing means performs the heat radiation power generation setting processing as the mode setting processing, opens the on-off valves vb1 to vb4, b6, and closes the on-off valves vb7, vb8. The
該反応器33は蓄熱材によって形成されるので、反応器33において、酸化マグネシウムに水が加えられ、
MgO+H2 O→Mg(OH)2
の発熱反応が起こり、水酸化マグネシウムが生成され、熱が発生する。
Since the
MgO + H 2 O → Mg (OH) 2
Exothermic reaction occurs, magnesium hydroxide is generated, and heat is generated.
反応器33において発生した熱は、熱交換器he1によって熱伝達媒体としての水に伝達され、熱交換器he2によって高温部Hpに伝達され、高温部Hpを加熱する。また、低温部Lpは、熱交換器he3によって熱回収媒体としての冷却水によって冷却される。そして、該冷却水は、低温部Lpによって加熱され、熱回収装置14に送られ(図21における矢印L)、熱回収装置14において熱が回収される。なお、熱回収装置14において回収された熱を、熱回収装置16と同様に、必要に応じて建物躯体、床等に蓄え、暖房用として利用することができる。また、熱回収装置16において、熱回収媒体として冷媒を使用したり、地熱で所定の温度に加熱された水を使用したりすることができる。
The heat generated in the
そして、高温部Hpが加熱され、低温部Lpが冷却されると、前記放熱発電処理手段の発電処理手段は、発電処理を行い、熱電変換部13において発電を行い、高温部Hpの温度と低温部Lpの温度との温度差に応じた電流を発生させる(ステップS18−2)。したがって、該電流を前記電気機器Ld等に送り、電気機器Ld等において電力を利用することができる。
Then, when the high temperature part Hp is heated and the low temperature part Lp is cooled, the power generation processing means of the heat dissipation power generation processing means performs power generation processing, generates power in the
この場合、前記放熱発電処理手段が、開閉弁vb6の開度を調整することによって、反応器33に供給される水の量又は流速を一定にすると、反応器33内の反応器圧力〔Pa〕(水蒸気分圧)が一定になる。したがって、反応器温度Tが前記蓄熱温度T1に維持されるので、高温部Hpの温度と低温部Lpの温度との温度差を一定に維持することができる。その結果、効率の高い温度領域で熱電変換部13による発電を行うことができる。なお、放熱発電処理手段は、開閉弁vb6の開度を調整するのに併せて圧力調整弁43の開度を調整することができる。
In this case, when the heat dissipation power generation processing means adjusts the opening degree of the on-off valve vb6 to make the amount or flow rate of water supplied to the
また、前記第3の発電可能電力量判断処理において、発電可能電力量Wt〔kWh〕が必要電力量We〔kWh〕より小さいと判断された場合、制御部50の図示されない協調制御処理手段は、協調制御処理を行い、前記所定の時間帯の日射量Psun〔kW〕及び蓄熱エネルギーE(Es,Es’)に基づいて算出された発電可能電力量Wt〔kWh〕では不足する電力量を、商用電力提供者から購入する電力量で補足する(ステップS19)。
In the third power generation possible power amount determination process, when it is determined that the power generation possible power amount Wt [kWh] is smaller than the required power amount We [kWh], the cooperative control processing means (not shown) of the
そのために、協調制御処理手段の電力量判断処理手段は、電力量判断処処理を行い、日射量Psun〔kW〕による発電可能電力量Wc〔kWh〕及び蓄熱エネルギーE〔kWh〕を利用することができるかどうかを判断する(ステップS19−1〜S19−3)。 For this purpose, the power amount determination processing means of the cooperative control processing means performs the power amount determination processing and uses the power generation possible power amount Wc [kWh] and the heat storage energy E [kWh] based on the solar radiation amount Psun [kW]. It is determined whether or not it is possible (steps S19-1 to S19-3).
発電可能電力量Wc〔kWh〕及び蓄熱エネルギーE〔kWh〕を利用することができる場合、協調制御処理手段の直接放熱発電処理手段は、直接放熱発電処理を行い、熱電コージェネレーションシステム11を直接放熱発電モードで運転する(ステップS19−4)。
When the power generation possible power amount Wc [kWh] and the heat storage energy E [kWh] can be used, the direct heat radiation power generation processing means of the cooperative control processing means performs the direct heat radiation power generation processing and directly radiates the
そして、協調制御処理手段の反応器温度判断処理手段は、反応器温度判断処理を行い、反応器温度T〔℃〕が最低温度Tmin〔℃〕より高いかどうかを判断し(ステップS19−5)、反応器温度T〔℃〕が最低温度Tmin〔℃〕以下になると、協調制御処理手段の電力購入処理手段は、電力購入処理を行い、商用電力提供者から不足する電力量の電力を購入する(ステップS19−6)。 Then, the reactor temperature judgment processing means of the cooperative control processing means performs the reactor temperature judgment processing, and judges whether or not the reactor temperature T [° C.] is higher than the minimum temperature Tmin [° C.] (step S19-5). When the reactor temperature T [° C.] becomes equal to or lower than the minimum temperature Tmin [° C.], the power purchase processing means of the cooperative control processing means performs the power purchase processing and purchases the insufficient amount of power from the commercial power provider. (Step S19-6).
また、発電可能電力量Wc〔kWh〕を利用することができ、蓄熱エネルギーE〔kWh〕を利用することができない場合、協調制御処理手段の直接発電処理手段は、熱電コージェネレーションシステム11を直接発電モードで運転する(ステップS19−7)。
Further, when the power generation possible electric power Wc [kWh] can be used and the heat storage energy E [kWh] cannot be used, the direct power generation processing means of the cooperative control processing means directly generates the
そして、前記反応器温度判断処理手段は、反応器温度T〔℃〕が最低温度Tmin〔℃〕より高いかどうかを判断し(ステップS19−8)、反応器温度T〔℃〕が最低温度Tmin〔℃〕以下になると、前記電力購入処理手段は、商用電力提供者から不足する電力量の電力を購入する(ステップS19−6)。 The reactor temperature determination processing means determines whether or not the reactor temperature T [° C.] is higher than the minimum temperature Tmin [° C.] (step S19-8), and the reactor temperature T [° C.] is the minimum temperature Tmin. [° C.] When the temperature falls below, the power purchase processing means purchases the power of the insufficient power amount from the commercial power provider (step S19-6).
また、発電可能電力量Wc〔kWh〕を利用することができず、蓄熱エネルギーE〔kWh〕を利用することができる場合、協調制御処理手段の放熱発電処理手段は、熱電コージェネレーションシステム11を放熱発電モードで運転する(ステップS19−9)。
Further, when the power generation possible power Wc [kWh] cannot be used and the heat storage energy E [kWh] can be used, the heat radiation power generation processing means of the cooperative control processing means radiates the
そして、前記反応器温度判断処理手段は、反応器温度T〔℃〕が最低温度Tmin〔℃〕より高いかどうかを判断し(ステップS19−10)、反応器温度T〔℃〕が最低温度Tmin〔℃〕以下になると、前記電力購入処理手段は、商用電力提供者から所定の電力量の電力を購入する(ステップS19−6)。 The reactor temperature determination processing means determines whether or not the reactor temperature T [° C.] is higher than the minimum temperature Tmin [° C.] (step S19-10), and the reactor temperature T [° C.] is the minimum temperature Tmin. [° C.] When the temperature is below, the power purchase processing means purchases a predetermined amount of power from the commercial power provider (step S19-6).
また、発電可能電力量Wc〔kWh〕及び蓄熱エネルギーE〔kWh〕を利用することができない場合、前記電力購入処理手段は、商用電力提供者から不足する電力量の電力を購入する(ステップS19−6)。 Further, when the power generation possible electric power amount Wc [kWh] and the heat storage energy E [kWh] cannot be used, the electric power purchase processing means purchases the electric power of the insufficient electric energy from the commercial electric power provider (Step S19- 6).
そして、前記反応器温度判断処理手段の日射判断処理手段は、日射判断処理を行い、日射量センサ53によって、太陽が沈んだかどうかを判断し、太陽が沈むと、前記反応器温度判断処理手段の蓄熱設定処理手段は、蓄熱設定処理を行い、予測される翌日の全日射量ΣPsun〔kWh〕を取得し、該翌日の全日射量ΣPsun〔kWh〕に対応させて反応器33において蓄熱設定を行う。
And the solar radiation judgment processing means of the reactor temperature judgment processing means performs solar radiation judgment processing, judges whether or not the sun has gone down by the solar radiation amount sensor 53, and when the sun goes down, the reactor temperature judgment processing means The heat storage setting processing means performs a heat storage setting process, acquires the predicted total solar radiation amount ΣPsun [kWh] on the next day, and sets the heat storage in the
そのために、前記蓄熱設定処理手段は、予測される翌日の全日射量ΣPsun〔kWh〕が十分に多い場合、及び翌日の全日射量ΣPsun〔kWh〕がほとんどない場合は、反応器33において蓄熱設定を行わない。予測される翌日の全日射量ΣPsun〔kWh〕が少ない場合は、記憶部65に形成された蓄熱温度マップを参照し、全日射量ΣPsun〔kWh〕に対応する蓄熱温度T1〔℃〕を読み出し、反応器温度Tを蓄熱温度T1〔℃〕にすることができるように商用電力提供者から電力を所定の電力量だけ購入する。
Therefore, the heat storage setting processing means sets the heat storage setting in the
このようにして、協調制御処理が終了すると、制御部50の図示されない時間経過判断処理手段は、時間経過判断処理を行い、第1の発電可能電力量算出処理が開始されてから、日射量Psun〔kWh〕、電力需要Pe〔kW〕等の変動に応じてあらかじめ設定された設定時間が経過するのを待機し、設定時間が経過すると、第1の発電可能電力量算出処理を再び行う(ステップS20)。なお、時間経過判断処理手段は、電力需要Pe〔kW〕、日射量Psun〔kW〕等の変動が小さい場合、設定時間を長くし、変動が大きい場合、設定時間を短くする。したがって、電力需要Pe〔kW〕、日射量Psun〔kW〕等の変動が小さい場合に無用に制御が繰り返されることがないので、制御部50に加わる制御負荷を小さくすることができる。また、電力需要Pe〔kW〕、日射量Psun〔kW〕等の変動が大きい場合に設定時間が短くされるので、熱電コージェネレーションシステム11による制御を精度良く行うことができる。
In this way, when the cooperative control process is completed, the time lapse determination processing means (not shown) of the
このように、本実施の形態においては、日射量Psun〔kW〕に基づいて発電可能電力量Wc〔kWh〕が算出され、電力需要Pe〔kW〕に基づいて必要電力量We〔kWh〕が算出され、発電可能電力量Wc〔kWh〕及び必要電力量We〔kWh〕に基づいて、反応器33における蓄熱及び熱電変換部13における発電を行うモードが選択されるので、太陽エネルギーを電気エネルギーに安定させて変換することができ、電気機器Ldの負荷に応じて効率良く太陽エネルギーを利用することができる。
Thus, in the present embodiment, the power generation possible power amount Wc [kWh] is calculated based on the solar radiation amount Psun [kW], and the necessary power amount We [kWh] is calculated based on the power demand Pe [kW]. Since the mode for generating heat in the
また、前記日射量Psun〔kW〕及び反応器33における蓄熱エネルギーE〔kWh〕に基づいて発電可能電力量Wt〔kWh〕が算出され、発電可能電力量Wt〔kWh〕及び必要電力量We〔kWh〕に基づいて、反応器33における蓄熱及び放熱、並びに熱電変換部13における発電を行うモードが選択されるので、電気機器Ldの負荷に応じて一層効率良く太陽エネルギーを利用することができる。
In addition, the power generation possible electric energy Wt [kWh] is calculated based on the solar radiation amount Psun [kW] and the heat storage energy E [kWh] in the
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can change variously based on the meaning of this invention, and does not exclude them from the scope of the present invention.
11 熱電コージェネレーションシステム
13 熱電変換部
15 水タンク
23 第3の配管系
31 集光部
32 集熱部
33 反応器
50 制御部
Ld 電気機器
DESCRIPTION OF
Claims (5)
該集光部によって集められた太陽光を熱に変換し、変換した熱を集める集熱部と、
該集熱部によって集められた熱を受けて吸熱反応を起こし、反応媒体を生成し、反応媒体が供給されて発熱反応を起こし、熱を発生させる反応器と、
該反応器において発生させられた熱を受けて発電を行い、電力を電力消費部に送る発電装置と、
前記反応器において生成された反応媒体を反応器から排出し、排出した反応媒体を反応器に供給するための反応媒体給排装置と、
太陽光の日射量を予測する日射量予測処理手段と、
前記発電装置に対する電力需要を予測する電力需要予測処理手段と、
前記日射量に基づいて発電可能電力量を算出する発電可能電力量算出処理手段と、
前記電力需要に基づいて、電力消費部において必要となる必要電力量を算出する必要電力量算出処理手段と、
前記発電可能電力量及び必要電力量に基づいて、反応器における蓄熱及び発電装置における発電を行うモードを選択するモード選択処理手段とを有することを特徴とする熱電コージェネレーションシステム。 A light collecting unit that collects sunlight;
A heat collecting unit that converts sunlight collected by the light collecting unit into heat and collects the converted heat;
A reactor that receives heat collected by the heat collecting section to cause an endothermic reaction, generates a reaction medium, is supplied with the reaction medium to cause an exothermic reaction, and generates heat;
A power generation device that receives heat generated in the reactor to generate power and sends the power to a power consumption unit;
A reaction medium supply / discharge device for discharging the reaction medium generated in the reactor from the reactor and supplying the discharged reaction medium to the reactor;
A solar radiation amount prediction processing means for predicting the solar radiation amount,
Power demand prediction processing means for predicting power demand for the power generation device;
A power generation capacity calculation processing means for calculating a power generation capacity based on the amount of solar radiation;
Based on the power demand, required power amount calculation processing means for calculating a required power amount required in the power consumption unit;
A thermoelectric cogeneration system comprising: mode selection processing means for selecting a mode for performing heat storage in the reactor and power generation in the power generation device based on the electric power that can be generated and the required electric energy.
前記モード選択処理手段は、前記発電可能電力量及び必要電力量に基づいて、反応器における蓄熱及び放熱、並びに発電装置による発電を行うモードを選択する請求項1に記載の熱電コージェネレーションシステム。 The power generation possible electric energy calculation processing means calculates the electric power generation possible electric energy based on the solar radiation amount and the heat storage energy in the reactor,
2. The thermoelectric cogeneration system according to claim 1, wherein the mode selection processing unit selects a mode in which heat is stored and released in the reactor and power is generated by a power generation device, based on the electric power that can be generated and the required electric energy.
前記発電可能電力量が閾値より小さい場合に、商用電力提供者から所定の電力量の電力を購入する電力購入処理手段とを有する請求項1又は2に記載の熱電コージェネレーションシステム。 Power amount determination processing means for determining whether or not the power generation possible power amount is smaller than a threshold;
The thermoelectric cogeneration system according to claim 1, further comprising: a power purchase processing unit that purchases a predetermined amount of power from a commercial power provider when the amount of power that can be generated is smaller than a threshold.
蓄熱を行う必要がある場合に、前記モード選択処理手段は、反応器における蓄熱を行うモードを選択する請求項1に記載の熱電コージェネレーションシステム。 In addition to having heat storage necessity determination processing means for determining whether or not heat storage is necessary when electric power is purchased from a commercial power provider,
The thermoelectric cogeneration system according to claim 1, wherein when it is necessary to perform heat storage, the mode selection processing unit selects a mode for performing heat storage in the reactor.
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Legal Events
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A521 | Written amendment |
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A02 | Decision of refusal |
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