气冷热电发电装置及使用气冷热电发电装置的太阳热能发电装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及气冷热电发电装置及使用了气冷热电发电装置的太阳热能发电装置。
【背景技术】
[0002]由于对环境的保护意识提高，因此灵活利用自然能量的发电备受关注。作为灵活利用了自然能量的发电，公知有太阳光能发电、太阳热能发电、地热发电、波力发电等。但是，这些发电方法大多需要大型的装置，停留于仅太阳光能发电装置是唯一小型化且在家庭中也有普及的水平。
[0003]但是，在太阳光能发电的情况下，具有夜间无法发电等缺点。为此，期望有一种即使在家庭中也能够设置的利用了自然能量的发电装置。因此，近年来，作为与太阳光能发电相同地利用太阳的发电方式的太阳热能发电也受到注目。
[0004]太阳热能发电主要有以下3种方式。第I种是塔式太阳热能发电，第2种是槽式太阳热能发电，第3种是碟式太阳热能发电。
[0005]塔式太阳热能发电以如下方式进行:利用设置于塔周边的多个平面镜使太阳光集中于设置在中央的塔上部所具有的聚热器，使聚热器加热，将因此而被加热后的热介质向塔下部输送，通过使水蒸发并使蒸气涡轮机转动来进行发电。在专利文献1、非专利文献I中示出了在塔式太阳热能发电中使用的发电装置的一例。
[0006]槽式太阳热能发电是以如下方式进行的:通过在太阳热能聚热装置中设置供热介质流动的管来对热介质进行加热，通过将被加热后的热介质向蒸气涡轮机进行输送来使水蒸发并使蒸气涡轮机转动而进行发电。在专利文献2中示出了在槽式太阳热能发电中使用的发电装置的一例。
[0007]碟式太阳热能发电是以如下发电方式进行的:以成为抛物曲面的方式设置反射镜，通过使太阳光集中于设置于抛物曲面的焦点的斯特令发动机等来进行发电。在专利文献3、非专利文献2中示出了在碟式太阳热能发电中使用的发电装置的一例。
[0008]不管使用塔式太阳热能发电、槽式太阳热能发电中的哪一种方式使蒸气涡轮机旋转，都需要大型的发电装置。另一方面，在碟式太阳热能发电中能够使太阳热能发电装置比塔式太阳热能发电、槽式太阳热能发电的太阳热能发电装置小型化，但是必须将反射镜设置为抛物曲面状等，小型化存在限度。另外，若不出太阳，则无法进行发电，也具有与太阳光能发电相同的缺点。
[0009]因此，为了小型化以及即使在不出太阳的情况下也能够进行发电，例如如专利文献4所示，也考虑有一种使用了热电发电元件的新的太阳热能发电方式。使用了热电发电元件的太阳热能发电是利用在热电发电元件的相对的面上产生了温度差的情况下进行发电的特性而进行的发电，通过使用太阳热能对一个面进行加热来产生该温度差。
_0] 现有技术文献
[0011]专利文献
[0012]专利文献1:日本特开2012 — 117411公报
[0013]专利文献2:日本特开2007 - 132330公报
[0014]专利文献3:日本特开2009 - 79510公报
[0015]专利文献4:日本特开2011 - 87416公报_6] 非专利文献
[0017]非专利文献1:日本经济新闻社，“太阳热能发电的商业化，在欧美陆续开展”，[在线]，网址〈URL:http://www.nikke1.com/article/DGXNASFK17030_XllC10A1000000/>
[0018]非专利文献2:Sandia Nat1nal Laboratories，只夕一1J > 夕' 工氺；I/年'—.'>只亍厶，“Sandia，Stirling Energy Systems set new world record for solar-to-gridconvers1n efficiency，，，[在线]，网址 <URL:https://share.sandia.gov/news/resources/releases/2808/solargrid.html>
【发明内容】
_9] 发明要解决的问题
[0020]在使用了专利文献4的热电发电元件的太阳热能发电的情况下，在抛物面型的反射面板的焦点位置配置具有热电发电元件的热发电部，太阳光聚光于此并对热电发电元件的与反射面板相对的面进行加热。然后，在热电发电元件的与被加热的面相反侧的面上配置供冷却水流动的管，对热电发电元件的加热面的相反面进行冷却。由此，在热电发电元件的相对的两个面产生温度差，并进行发电。
[0021]在专利文献4的结构的情况下，由于利用抛物面型的反射面板进行聚光并对热电发电元件进行加热，因此与太阳光能发电相同地无法在没有太阳光的夜间进行发电。而且，由于采用通过向管内流入冷却水来对热电发电元件进行冷却的、所谓的水冷方式，因此必须使冷却水自身冷却，因此具有易于使设备大型化的缺点。
[0022]虽然如上所述对能够进行利于环境保护的发电的发电方式的关注增加，但是现状是，在作为除太阳光能发电以外的发电方式的太阳热能发电、地热发电、波力发电等中无法进行装置的小型化，不能够将发电装置设置在家庭中。但是，在太阳光能发电中具有上述缺点。为此，期望有一种消除了太阳光能发电中的缺点的、也能够设置在家庭中的、能够进行利于环境保护的发电的发电装置。
[0023]用于解决问题的方案
[0024]本发明人鉴于上述课题，在使用了热电发电元件的发电方式中，通过采用所谓的气冷方式，从而发明出了能够小型化的气冷热电发电装置及使用了气冷热电发电装置的太阳热能发电装置。
[0025]第I技术方案是一种太阳热能发电装置，其包括利用太阳光的照射对热介质进行加热的太阳热能聚热装置、气冷热电发电装置以及用于输送上述加热后的热介质的热介质输送用管，其中，上述气冷热电发电装置包括:壳体，其具有吸入空气的空气入口 ；以及气冷热电发电单元，其利用上述热介质的热量进行发电；上述气冷热电发电单元包括利用温度差进行发电的热电发电元件和对上述热电发电元件的温度进行散热的散热板，利用上述被加热后的热介质提高上述热电发电元件的任意的面的温度，利用从上述空气入口吸入的空气和上述散热板使上述热电发电元件的与加热面不同的面的温度比上述加热面的温度低，从而利用上述热电发电元件进行发电。
[0026]像本技术方案这样，利用由太阳热能加热后的热介质对热电发电元件的某一面进行加热，利用在壳体的内侧流动的空气对热电发电元件的其他面进行冷却，从而使热电发电元件产生温度差，其结果，能够进行发电。根据这种结构，能够使发电装置小型化。另外，由于利用热介质对热量进行保温，因此即使在没有太阳光照射的情况下，也不会马上无法进行发电，能够进行一定时间的发电，能够消除太阳光能发电的缺点。而且，与水冷式的热电发电装置不同，由于是气冷式，因此也能够使发电装置小型化。
[0027]在上述技术方案中，也能够以如下方式构成太阳热能发电装置:上述气冷热电发电单元在上述热介质的周边设置上述热电发电元件，在上述热电发电元件的与加热面不同的面上设置上述散热板。
[0028]通过将散热板设置于与加热面不同的面，从而易于产生温度差。
[0029]在上述技术方案中，也能够以如下方式构成太阳热能发电装置:上述气冷热电发电单元在用于积存上述输送过来的热介质的积存部的周边设置上述热电发电元件，在上述热电发电元件的与加热面不同的面的比上述积存部和上述热电发电元件靠上述壳体的内壁面侧的位置设置上述散热板。
[0030]通过构成得像本技术方案这样，从而进一步易于产生热电发电元件的温度差。
[0031]在上述技术方案中，也能够以如下方式构成太阳热能发电装置:上述气冷热电发电单元还包括:流动管，其用于积存在上述热介质输送用管内流动的上述热介质；以及隔热材料，其覆盖上述流动管的外侧面的一部分；上述热电发电元件设置于上述流动管的外侧面中的、未被上述隔热材料覆盖的外侧面，上述散热板设置于上述热电发电元件的与上述流动管侧的面不同的面。
[0032]通过构成得像本技术方案这样，从而能够抑制热介质的温度下降，因此能够更长时间地进行发电。
[0033]在上述技术方案中，也能够以如下方式构成太阳热能发电装置:上述热介质输送用管贯穿上述流动管，在上述热介质输送用管中的、位于上述流动管的内侧的部分设有多个孔，上述热介质能够在上述热介质输送用管与上述流动管之间流入流出。
[0034]通过构成得像本技术方案这样，从而能够抑制热量不均的产生，能够产生质量较好的电力。
[0035]在上述技术方案中，也能够以如下方式构成太阳热能发电装置:上述气冷热电发电装置的上述空气入口设置于上述壳体的下方附近，上述壳体的上表面敝开。
[0036]由于本技术方案的气冷热电发电装置是气冷式，因此通过敝开上表面，能够促进空气的排出。
[0037]在上述技术方案中，也能够以如下方式构成太阳热能发电装置:在上述