WO2013065667A1

WO2013065667A1 - ヘリオスタット制御方法、ヘリオスタット制御装置、集熱設備、太陽熱集熱装置の運転方法、及び太陽熱集熱装置

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Publication number: WO2013065667A1
Application number: PCT/JP2012/077982
Authority: WO
Inventors: 瞬亀井; 修平佐々木; 稔康平岡; 志郎杉本
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2011-10-31
Filing date: 2012-10-30
Publication date: 2013-05-10
Anticipated expiration: 2014-04-30

Abstract

　ヘリオスタット制御部は、少なくとも気象情報に基づいて、複数のヘリオスタットのＯＮ／ＯＦＦの組み合わせである選択パターンを求め、得られた選択パターンに従って複数のヘリオスタットのＯＮ／ＯＦＦ制御を行う処理を周期的に繰り返し実行する。そして、形態決定部（周期決定部または選択パターン取得部）は、ヘリオスタット制御部の実行形態を決定する。ヘリオスタット制御部は、状況に応じた実行形態で各ヘリオスタットのＯＮ／ＯＦＦ制御を行うことができ、これにより、時々刻々変化する状況に適切に対応でき、かつ、より適切な入熱量や入熱分布を得ることができる。

Description

ヘリオスタット制御方法、ヘリオスタット制御装置、集熱設備、太陽熱集熱装置の運転方法、及び太陽熱集熱装置

　本発明は、ヘリオスタット制御方法、ヘリオスタット制御装置および集熱設備に関する。また、本発明は、太陽熱発電プラントや化学プラントに適用されて太陽熱エネルギーを集熱して利用する太陽熱集熱装置の運転方法及び太陽熱集熱装置に関する。
　本願は、２０１１年１０月３１日に日本に出願された特願２０１１－２３９０７３号、および特願２０１１－２３９７２４号に対して優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　太陽光を鏡によって集光し、熱を利用する集熱設備において、当該集熱設備の具備する全ての鏡を常に使用するのではなく、必要な鏡を選択して使用する集熱設備がある。この必要な鏡を選択して使用する集熱設備では、プロセスの温度および圧力や、日射強度の測定部と、これら測定部の測定結果に基づいて必要な鏡を選択（算出）する部分を備え、時々刻々変化する太陽の位置やプロセスの要求に対応して適切な入熱量や入熱分布を得るために、鏡を順次入れ替えながら入光させる。

　例えば、特許文献１に記載の太陽熱集熱装置は、ヘリオスタットで反射される太陽光が入射する開口部を有するケーシングと、ケーシング内にケーシング周方向に配列するとともに内部に熱媒体が流通する複数の受熱管とを備えている。特許文献１には、太陽熱受熱器の運転制御システムが、受熱管の出側ガス温度や日射強度の検出結果を、ヘリオスタットの角度や使用数量などの補正に反映させることが記載されている。
　さらに、特許文献１に記載の太陽熱集熱装置は、ケーシング内部の温度を監視する温度監視手段と、温度監視手段で取得した温度データとその位置を関連付けた温度分布を作成し、温度異常部を抽出する解析を行う温度処理手段と、を備える。特許文献１に記載の太陽熱集熱装置は、温度処理手段で得られた温度異常部に基づいて任意のヘリオスタットの角度を補正するヘリオスタット制御手段を備える。

　特許文献１に記載の太陽熱集熱装置では、受熱管に使用する配管材料の使用限界（例えば９２０℃以上）となる部分や異常低温部などの温度異常が抽出されてヘリオスタット制御装置へ出力する。特許文献１は、異常ヘリオスタットを割り出し、その異常ヘリオスタットの向きを調整したり、ヘリオスタットの使用数を変更したりするといった機差の補正を行う。ところで、熱利用プロセスにおいて、受熱器の想定外の温度や圧力等、状態量の変動を検出した場合に、安定化や安全のためヘリオスタットを退避させる太陽熱集熱装置がある。図２０に示すように、このような太陽熱集熱装置３５０は、不図示の受熱器を収容したケーシング３５１に受熱用開口部３５２を設けており、複数の不図示のヘリオスタットからの光が受熱用開口部３５２から入射されて発電に用いられる。太陽熱集熱装置３５０は、定期的なヘリオスタット入替時に、複数のヘリオスタットが受熱用開口部３５２内に集光される集光位置から退避位置まで退避移動することにより、反射光Ｒが照射スポットＡ５１に移動する。このとき、複数のヘリオスタットが集光位置から退避位置に退避移動する際に辿る軌跡が受熱用開口部３５２に対する一対の横方向の方向Ｘ５１のみである。

特開２０１１－１６３５９４号公報

　上記のような、必要な鏡を選択して使用する集熱設備において、日射量の急激な変化など時々刻々変化する状況に適切に対応するためには、鏡の入替を行う周期を短くすることが好ましい。一方、多数の鏡の使用／不使用パターンの中から適用するパターンを選択するための時間を充分に取ることが出来れば、より適切なパターンを選択して、より適切な入熱量や入熱分布を得ることができる。
　ところで、特許文献１に記載の太陽熱集熱装置では、図２０に示すように、複数のヘリオスタットが集光位置から退避位置に退避移動する際に辿る軌跡が受熱用開口部３５２に対する一対の横方向の方向Ｘ５１のみである。そのため、太陽熱集熱装置３５０は、ヘリオスタット入替時に、受熱器を構成する内部エレメントが部分的に高温化してしまう場合がある。従って、太陽熱集熱装置３５０は、受熱器の温度制御が不安定になる可能性がある。

　本発明の目的は、時々刻々変化する状況に適切に対応でき、かつ、より適切な入熱量や入熱分布を得ることのできるヘリオスタット制御方法、ヘリオスタット制御装置および集熱設備を提供することにある。
　また、本発明の目的は、ヘリオスタット入替時の受熱器の部分的な高温化を防止して、品質の向上を図ることができる太陽熱集熱装置の運転方法及び太陽熱集熱装置を提供することにある。

　本発明の第一の態様によれば、ヘリオスタット制御方法は、受熱器と、前記受熱器に対する太陽光照射のＯＮ／ＯＦＦを切替可能な複数のヘリオスタットとを具備して、前記ヘリオスタットの照射する太陽光を受けて前記受熱器が集熱する集熱設備のヘリオスタット制御方法であって、少なくとも気象情報に基づいて、前記複数のヘリオスタットのＯＮ／ＯＦＦの組み合わせである選択パターンを求め、得られた選択パターンに従って前記複数のヘリオスタットのＯＮ／ＯＦＦ制御を行うヘリオスタット制御ステップを具備して、当該ヘリオスタット制御ステップを周期的に繰り返し実行し、さらに、前記受熱器の受熱量に関連する情報に基づいて、前記ヘリオスタット制御ステップの実行形態を決定する形態決定ステップを具備する。

　本発明の第二の態様によれば、前記ヘリオスタット制御方法は、前記形態決定ステップにて、前記ヘリオスタット制御ステップの実行形態として、前記ヘリオスタット制御ステップの実行周期を決定する。

　本発明の第三の態様によれば、前記ヘリオスタット制御方法は、前記形態決定ステップにて、前記ヘリオスタット制御ステップの実行形態として、前記ヘリオスタット制御ステップにて前記選択パターンを求める処理を実行中のときに当該処理におけるデータを破棄して前記選択パターンを求める処理を終了するか否かを決定する。

　本発明の第四の態様によれば、前記ヘリオスタット制御方法は、前記形態決定ステップにて、前記ヘリオスタット制御ステップの実行形態として、前記ヘリオスタット制御ステップにて行う前記選択パターンを求める処理を簡略化するか否かを決定する。

　本発明の第五の態様によれば、前記ヘリオスタット制御方法は、気象情報、前記受熱器の状態情報、または、前記受熱器が供給すべき熱量を示す情報の少なくともいずれか１つに基づいて、前記集熱設備の集熱状態が通常状態にあるか要処理状態にあるかを判定する状態判定ステップを具備し、前記形態決定ステップにて、前記状態判定ステップでの判定結果に基づいて、前記ヘリオスタット制御ステップの実行形態を決定する。

　本発明の第六の態様によれば、ヘリオスタット制御装置は、受熱器に対する太陽光照射のＯＮ／ＯＦＦを切替可能な複数のヘリオスタットを制御するヘリオスタット制御装置であって、少なくとも気象情報に基づいて、前記複数のヘリオスタットのＯＮ／ＯＦＦの組み合わせである選択パターンを求め、得られた選択パターンに従って前記複数のヘリオスタットのＯＮ／ＯＦＦ制御を行う処理を周期的に繰り返し実行するヘリオスタット制御部と、前記ヘリオスタット制御部の実行形態を決定する形態決定部と、を具備する。

　本発明の第七の態様によれば、前記形態決部は、前記ヘリオスタット制御部の実行形態として、前記ヘリオスタット制御部の実行周期を決定する。

　本発明の第八の態様によれば、前記形態決定部は、前記ヘリオスタット制御部の実行形態として、当該ヘリオスタット制御部が前記選択パターンを求める処理を実行中のときに当該処理におけるデータを破棄して前記選択パターンを求める処理を終了するか否かを決定する。

　本発明の第九の態様によれば、前記形態決定部は、前記ヘリオスタット制御部の実行形態として、当該ヘリオスタット制御部の行う前記選択パターンを求める処理を簡略化するか否かを決定する。

　本発明の第十の態様によれば、前記ヘリオスタット制御装置は、気象情報、前記受熱器の状態情報、または、前記受熱器が供給すべき熱量を示す情報の少なくともいずれか１つに基づいて、前記集熱設備の集熱状態が通常状態にあるか要処理状態にあるかを判定する状態判定部を具備し、前記形態決定部が、前記状態判定部の判定結果に基づいて、前記ヘリオスタット制御部の実行形態を決定する。

　本発明の第十一の態様によれば、集熱設備は、上述のいずれかのヘリオスタット制御装置を具備する。

　本発明の第十二の態様によれば、太陽熱集熱装置の運転方法は、入光用の開口部を備え内部に受熱器を収容したケーシングと、前記ケーシングを上部に配置するタワーと、前記タワーの周囲に配置され太陽光を反射させる複数のヘリオスタットと、前記ヘリオスタットの反射光が開口内に集光される集光位置とケーシング外に逃げる退避位置とに切替えて配置されるようにヘリオスタットを駆動制御する駆動制御部と、を備えた太陽熱集熱装置の運転方法において、前記ケーシングの耐熱強度と、前記ヘリオスタットを駆動する際に要する消費電力と、に基づき、前記切替時に前記ヘリオスタットの反射光の辿る経路が複数方向に分散されるように前記ヘリオスタットを駆動制御する。

　本発明の第十三の態様によれば、太陽熱集熱装置の運転方法は、前記各ヘリオスタットを駆動制御する時の姿勢変化速度が一定の下、前記ケーシング上をその長手方向に沿う経路を辿る反射光については、前記ケーシングから遠距離となる前記ヘリオスタットを用い、前記ケーシング上をその短手方向に沿う経路を辿る反射光については、前記ケーシングから近距離となる前記ヘリオスタットを用いる。

　本発明の第十四の態様によれば、太陽熱集熱装置の運転方法では、前記ヘリオスタットの反射光の辿る経路が上下左右の２軸である。

　本発明の第十五の態様によれば、太陽熱集熱装置は、入光用の開口部を備え内部に受熱器を収容したケーシングと、前記ケーシングを上部に配置するタワーと、前記タワーの周囲に配置され太陽光を反射させる複数のヘリオスタットと、前記ヘリオスタットの反射光が開口内に集光される集光位置とケーシング外に逃げる退避位置とに切替えて配置されるようにヘリオスタットを駆動制御する駆動制御部と、前記ケーシングの耐熱強度と、前記ヘリオスタットを駆動する際に要する消費電力と、に基づき、前記切替時に前記ヘリオスタットの反射光の辿る経路が複数方向に分散されるように前記ヘリオスタットを駆動制御する制御部と、を備える。

　本発明の第十六の態様によれば、前記制御部は、前記各ヘリオスタットを駆動制御する時の姿勢変化速度が一定の下、前記ケーシング上をその長手方向に沿う経路を辿る反射光については、前記ケーシングから遠距離となる前記ヘリオスタットを用い、前記ケーシング上をその短手方向に沿う経路を辿る反射光については、前記ケーシングから近距離となる前記ヘリオスタットを用いる。

　本発明の第十七の態様によれば、前記太陽熱集熱装置では、前記ヘリオスタットの反射光の辿る経路が上下左右の２軸である。

　本発明のヘリオスタット制御方法、ヘリオスタット制御装置および集熱設備によれば、必要な鏡を選択して使用する集熱設備において、時々刻々変化する状況に適切に対応でき、かつ、より適切な入熱量や入熱分布を得ることができる。
　また、本発明に係る太陽熱集熱装置の運転方法及び太陽熱集熱装置によれば、ヘリオスタット入替時の受熱器の部分的な高温化を防止して、品質の向上を図ることができるという効果を奏する。

本発明の第一実施形態における太陽熱発電設備の構成を示す概略構成図である。同実施形態における受熱器を側面から見た場合の外形を、受熱器の内部の配管との位置関係と共に示す説明図である。同実施形態における受熱器を正面から見た場合の外形を、受熱器の内部の配管との位置関係と共に示す説明図である。同実施形態における受熱器を上から見た場合の外形を、内部の配管（ヘッダ）や、ケースの開口との位置関係と共に示す説明図である。同実施形態におけるヘリオスタット制御装置の機能構成を示す概略ブロック図である。同実施形態において、実行周期が比較的長い場合の、実行周期と太陽熱発電設備の動作タイミングとの関係の説明図である。同実施形態において、実行周期が比較的短い場合の、実行周期と太陽熱発電設備の動作タイミングとの関係の説明図である。同実施形態において、太陽熱発電設備の集熱状態が要処理状態となる場合の、実行周期と太陽熱発電設備の動作タイミングとの関係の説明図である。同実施形態における太陽熱発電設備の動作タイミングの例を示す説明図である。同実施形態で、図９の例における太陽熱発電設備の動作タイミングの例を示すタイミングチャートである。同実施形態において、ヘリオスタット制御装置が選択パターンを取得する処理手順を示すフローチャートである。同実施形態で、要処理状態においてヘリオスタット制御部がヘリオスタット選択計算を実行し直す場合の、太陽熱発電設備の動作タイミングの例を示す説明図である。同実施形態で、図１２の例における太陽熱発電設備の動作タイミングの例を示すタイミングチャートである。同実施形態で、要処理状態においてヘリオスタット制御部が選択パターンを求める処理を実行し直すようにした場合の、ヘリオスタット制御装置が選択パターンを取得する処理手順を示すフローチャートである。同実施形態で、要処理状態においてヘリオスタット制御部がヘリオスタット選択計算を簡略化する場合の、太陽熱発電設備の動作タイミングの例を示すタイミングチャートである。同実施形態で、要処理状態においてヘリオスタット制御部がヘリオスタット選択計算を簡略化する場合の、ヘリオスタット制御装置が選択パターンを取得する処理手順を示すフローチャートである。本発明に係る第二実施形態における太陽熱集熱装置の概略構成図である。同実施形態における太陽熱集熱装置の運転方法を説明するケーシング周りの正面図である。本発明に係る第三実施形態における太陽熱集熱装置の運転方法を説明するケーシング周りの正面図である。従来の太陽熱集熱装置の運転方法を説明するケーシング周りの正面図である。

　以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
　図１は、本発明の第一実施形態における集熱設備の構成を示す概略構成図である。本実施形態の集熱設備は、図１に示すように、太陽光が照射される受熱器２０と、この受熱器２０が上部に固定されるタワー６０と、反射鏡１１で太陽光を反射して受熱器２０に太陽光を照射する複数のヘリオスタット１０と、直達日射量を検知する直達日射計４０と、複数のヘリオスタット１０を制御するヘリオスタット制御装置１００と、を備えている。また、ヘリオスタット制御装置１００は、上位装置１５０から受熱器２０の受熱量に関する指令（例えば、受熱器２０の受熱量の指令値、あるいは、太陽熱発電設備１の発電量の指令値）を受信する。

　さらに、本実施形態の集熱設備は、受熱器２０に空気を供給する圧縮機（不図示）と、受熱器２０で加熱された空気で駆動するガスタービン５０と、ガスタービン５０の駆動により発電する発電機（不図示）と、を備えており、太陽熱発電設備１を成している。なお、ここでは、受熱器２０からの熱エネルギーを電気エネルギー発生に利用しているが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、この熱エネルギーを蒸気発生のために利用してもよいし、化学プラント等における反応器等の加熱源等に利用してもよい。

　ヘリオスタット１０は、太陽光を反射する反射鏡１１と、反射鏡１１を支持する支持脚１２と、反射鏡１１を目的の方向に向ける駆動制御器１３と、を有している。複数のヘリオスタット１０は、ヘリオスタット領域Ｆ上に点在している。このヘリオスタット領域Ｆは、扇形を成し、扇の要が南側を向くように設定されている。また、この扇の要の位置には、前述のタワー６０が建てられ、このタワー６０の上部の北側に受熱器２０が固定されている。

　図２は、受熱器２０を側面から見た場合の外形を、受熱器２０の内部の配管との位置関係と共に示す説明図である。図３は、受熱器２０を正面から見た場合の外形を、受熱器２０の内部の配管との位置関係と共に示す説明図である。図４は、受熱器２０を上から見た場合の外形を、内部の配管（ヘッダ）や、ケースの開口との位置関係と共に示す説明図である。
　受熱器２０は、図２～図４に示すように、太陽光が照射される受熱部２１と、この受熱部２１を覆うケーシング３１と、を有している。

　受熱部２１は、円弧状の下部ヘッダ２２と、この下部ヘッダ２２の上方に配置されている円弧状の上部ヘッダ２３と、鉛直方向に延び下部ヘッダ２２と上部ヘッダ２３とをつなぐ複数の受熱管２４と、を有している。複数の受熱管２４は、円弧状の下部ヘッダ２２と上部ヘッダ２３が延びている周方向に並んでいる。下部ヘッダ２２には、例えば、前述した圧縮機からの圧縮空気を下部ヘッダ２２に送る入口配管２５が接続されている。また、上部ヘッダ２３には、複数の受熱管２４から上部ヘッダ２３に集まった加熱空気を、例えば、前述したガスタービンに送る出口配管２６が接続されている。この受熱部２１は、支持具２９により、ケーシング３１又はタワー６０に支持されている。

　ケーシング３１は、上方から見た形状が円弧状である下部ヘッダ２２および上部ヘッダ２３の形状に合わせて、扇形を成している。受熱部２１の上方を覆う天板３２と、受熱部２１の側周を覆う側板３３と、扇形のケーシング３１の要側であって受熱部２１の下方側を覆う傾斜板３４と、扇形のケーシング３１の弧側であって受熱部２１の下方側を覆う底板３６と、を有している。傾斜板３４は、扇形のケーシング３１の弧側から要側に向かうに連れて上側に向かうよう傾斜している。この傾斜板３４には、ケーシング３１内にヘリオスタット１０からの太陽光を導くための円形の開口３５が形成されている。このため、この傾斜板３４に形成されている開口３５の貫通方向は、斜め上方である。

　このケーシング３１は、側板３３中で扇形のケーシング３１の弧側の部分３３ｓが南側を向き、この部分３３ｓがタワー６０の上部の北側に固定されている。よって、扇形のケーシング３１の要側の部分は、北側、つまり、複数のヘリオスタット１０が配置されている側を向いている。また、ケーシング３１の傾斜板３４に形成されている開口３５の貫通方向は、北側から南側に向かうに連れて上側に向かう斜め上方になる。

　なお、本実施形態では、北半球に設置される集熱設備の一例として、ケーシング３１の開口３５の貫通方向が北側から南側に向かうに連れて上側に向かう斜め上方である場合について説明している。このため、受熱器２０を基準にして、この貫通方向の逆向きの斜め下方側となる北側に、扇形のヘリオスタット領域Ｆを設定し、このヘリオスタット領域Ｆ内に複数のヘリオスタット１０を配置している。
　ただし、本実施形態は、ヘリオスタットを用いる様々な集熱設備に適用可能である。例えば、南半球に設置される集熱設備にも本実施形態を適用可能である。この場合、ケーシング３１の開口３５の貫通方向が南側から北側に向かうに連れて上側に向かう斜め上方であってもよく、受熱器２０を基準にして、この貫通方向の逆向きの斜め下方側となる南側に、扇形のヘリオスタット領域Ｆを設定し、このヘリオスタット領域Ｆ内に複数のヘリオスタット１０を配置してもよい。
　あるいは、北半球、南半球のいずれにおいても、ケーシングの開口が鉛直上方である場合には、受熱器を中心とするリング形のヘリオスタット領域内に複数のヘリオスタット１０を配置してもよい。

　図５は、ヘリオスタット制御装置１００の機能構成を示す概略ブロック図である。
　図５に示すように、ヘリオスタット制御装置１００は、気象情報取得部１１１と、状態情報取得部１１２と、上位装置通信部１１３と、状態判定部１２１と、周期決定部１２２と、ヘリオスタット制御部１３０と、選択パターン取得部１３１と、制御信号生成部１３２と、制御信号送信部１３３とを具備する。

　ヘリオスタット制御装置１００は、各ヘリオスタット１０のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。
より具体的には、ヘリオスタット制御装置１００は、直達日射計４０が検知する直達日射量など各種情報に基づいて、各ヘリオスタット１０のＯＮ／ＯＦＦを決定する。そして、ヘリオスタット制御装置１００は、ＯＮに決定したヘリオスタット１０に対して、受熱器２０に太陽光を集光させる（すなわち、太陽光を受熱器２０の開口３５内に反射させる）位置（反射鏡１１の傾き）である集光位置となるよう制御する制御信号を送信する。また、ヘリオスタット制御装置１００は、ＯＦＦに決定したヘリオスタット１０に対して、受熱器２０に太陽光を集光させない（すなわち、太陽光反射が受熱器２０に当たらない）位置である退避位置となるよう制御する制御信号を送信する。

　気象情報取得部１１１は、直達日射計４０が検知した直達日射量を示す情報（以下、「直達日射量情報」と称する）を、気象情報として取得する。なお気象情報取得部１１１が取得する気象情報は、直達日射量情報に限らない。例えば、気象情報取得部１１１が、直達日射量情報に加えて、受熱器２０の周囲における大気温度を示す情報を気象情報として取得するようにしてもよい。この場合、ヘリオスタット制御部１３０は、直達日射量や大気温度等に基づいて、受熱管２４内の気体の温度や圧力の変化を予測し、予測結果に基づいてヘリオスタット１０の制御を行うことが出来る。
　気象情報取得部１１１は、取得した気象情報を、状態判定部１２１と、周期決定部１２２と、ヘリオスタット制御部１３０とに出力する。

　状態情報取得部１１２は、受熱器２０の状態情報として、例えば、受熱管２４の表面温度を示す情報（以下、受熱管２４の「表面温度情報」と称する）や、受熱管２４内の空気の圧力を示す情報（以下、受熱管２４内の「空気圧情報」と称する）を、受熱管２４に設置されたセンサから取得する。
　状態情報取得部１１２は、取得した受熱器２０の状態情報を、状態判定部１２１と、周期決定部１２２と、ヘリオスタット制御部１３０とに出力する。

　上位装置通信部１１３は、上位装置１５０と通信を行う。特に、上位装置通信部１１３は、受熱器２０が供給すべき熱量を示す情報を、上位装置１５０から取得する。なお、上位装置通信部１１３が取得する受熱器２０が供給すべき熱量を示す情報は、受熱器２０が供給すべき熱量を直接的に示す情報であってもよいし、あるいは、間接的に示す情報であってもよい。例えば、上位装置通信部１１３が、太陽熱発電設備１の発電量（供給電力）目標値を上位装置１５０から取得し、ヘリオスタット制御部１３０が、予め記憶する所定の変換方法に従って、発電量目標値から、受熱器２０の供給すべき熱量を求めるようにしてもよい。
　上位装置通信部１１３は、取得した受熱器２０の供給すべき熱量を示す情報を、状態判定部１２１と、周期決定部１２２と、ヘリオスタット制御部１３０とに出力する。

　状態判定部１２１は、受熱器２０の受熱量に関連する情報として、気象情報、受熱器２０の状態情報、または、受熱器２０が供給すべき熱量を示す情報の少なくともいずれか１つに基づいて、太陽熱発電設備１の集熱状態が通常状態にあるか要処理状態にあるかを判定する。そして、状態判定部１２１は、得られた判定結果を、周期決定部１２２とヘリオスタット制御部１３０とに出力する。

　なお、ここでいう要処理状態は、ヘリオスタット１０の状態を、比較的（通常状態の場合よりも）急激に変化させる必要がある状態である。
　例えば、金属管である受熱管２４の表面温度が高くなると、強度的な問題が生じる可能性や、金属表面が酸化する可能性がある。そこで、状態判定部１２１は、状態情報取得部１１２が取得する受熱管２４の表面温度情報に基づいて、受熱管２４の表面温度が所定の閾値温度以上となったことを検出すると、太陽熱発電設備１の集熱状態が要処理状態にあると判定する。ここで、状態判定部１２１は、受熱管２４に強度的な問題が生じる可能性、または、受熱管２４の金属表面が酸化する可能性のある温度から余裕分だけ低くした温度を、所定の閾値温度として予め記憶しておく。

　また、例えば、受熱管２４内の空気の圧力が高くなると、強度的な問題が生じる可能性がある。そこで、状態判定部１２１は、状態情報取得部１１２が取得する受熱管２４内の空気圧情報に基づいて、受熱管２４内の空気の圧力が所定の閾値圧力以上となったことを検出すると、太陽熱発電設備１の集熱状態が要処理状態にあると判定する。ここで、状態判定部１２１は、受熱管２４に強度的な問題が生じる可能性のある圧力から余裕分だけ小さくした圧力を、所定の閾値圧力として予め記憶しておく。

　また、例えば、天候の急激な変化によりヘリオスタット１０に対する直達日射量が急激に減少した場合、受熱器２０の供給熱量を維持するためには、ヘリオスタット１０のＯＮ／ＯＦＦパターン（ＯＮ／ＯＦＦの組み合わせ）を速やかに変化させる（ＯＮ状態のヘリオスタット１０の数を増加させる）必要があることが考えられる。そこで、状態判定部１２１は、気象情報取得部１１１が取得する直達日射量情報に基づいて、直達日射量の減少量が、予め記憶する所定の閾値変化量以上となったことを検出すると、太陽熱発電設備１の集熱状態が要処理状態にあると判定する。

　また、例えば、太陽熱発電設備１の発電量目標値が急激に増加し、受熱器２０の供給すべき熱量が急激に増加した場合、当該熱量に速やかに到達するために、ヘリオスタット１０のＯＮ／ＯＦＦパターンを速やかに変化させる（ＯＮ状態のヘリオスタット１０の数を増加させる）ことが望ましい場合が考えられる。そこで、状態判定部１２１は、上位装置通信部１１３が取得する受熱器２０の供給すべき熱量を示す情報に基づいて、受熱器２０が供給すべき熱量の増加量が、予め記憶する所定の閾値変化量以上となったことを検出すると、太陽熱発電設備１の集熱状態が要処理状態にあると判定する。

　なお、ここでいう通常状態は、要処理状態でない状態である。
　また、ここでいう受熱器２０の受熱量に関連する情報は、受熱器２０の受熱量または受熱器２０が目標とする受熱量に影響する可能性のある情報である。例えば、直達日射量情報などの気象情報や、受熱管２４の表面温度情報など受熱器２０の状態情報や、受熱器２０に設定される集熱量目標値などが、受熱器２０の受熱量に関連する情報に該当する。

　周期決定部１２２は、受熱器２０の受熱量に関連する情報に基づいて、ヘリオスタット制御部１３０が処理を行う実行周期（以下では単に、ヘリオスタット制御部１３０の実行周期と表記する）を決定する。具体的には、周期決定部１２２は、状態判定部１２１が、受熱器２０の受熱量に関連する情報に基づいて、太陽熱発電設備１の集熱状態（集熱に関する太陽熱発電設備１の状態）を要処理状態と判定すると、ヘリオスタット制御部１３０の実行周期を通常状態における周期よりも短くする。
　周期決定部１２２は、決定した実行周期を示す情報を、ヘリオスタット制御部１３０に出力する。

　ヘリオスタット制御部１３０は、少なくとも気象情報に基づいて、ヘリオスタット１０のＯＮ／ＯＦＦの組み合わせである選択パターンを求め、得られた選択パターンに従って各ヘリオスタット１０のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う処理を、周期的に繰り返し実行する。

　選択パターン取得部１３１は、少なくとも気象情報に基づいて、選択パターン（選択パターン取得部１３１が選択した、ヘリオスタット１０のＯＮ／ＯＦＦの組み合わせ）を求める。具体的には、選択パターン取得部１３１は、気象情報取得部１１１が取得する気象情報や、状態情報取得部１１２が取得する受熱器２０の状態情報や、上位装置通信部１１３が取得する受熱器２０の供給すべき熱量を示す情報に基づいて、各ヘリオスタット１０のＯＮ／ＯＦＦの組み合わせの幾つかについてシミュレーションを行う。そして、選択パターン取得部１３１は、各シミュレーション結果を、受熱器２０の供給すべき熱量への適合度や、受熱管２４の表面温度や、受熱管２４内の空気の圧力など幾つかの評価基準に基づいて評価し、最も高い評価結果を得られた組み合わせを、選択パターンとする。そして、選択パターン取得部１３１は、得られた選択パターンを制御信号生成部１３２に出力する。

　制御信号生成部１３２は、選択パターン取得部１３１が取得した選択パターンに従って、各ヘリオスタット１０に対する制御信号を生成して、制御信号送信部１３３に出力する。
　制御信号送信部１３３は、制御信号生成部１３２が生成した制御信号を各ヘリオスタット１０に送信する。
　これにより、ヘリオスタット制御部１３０（制御信号生成部１３２および制御信号送信部１３３）は、選択パターン取得部１３１が取得した選択パターンに従って各ヘリオスタット１０のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。

　ここで、ヘリオスタット制御装置１００は、例えばコンピュータを有して構成される。
より具体的には、気象情報取得部１１１と、状態情報取得部１１２と、上位装置通信部１１３と、制御信号送信部１３３とは、当該コンピュータの具備する通信部によって実現される。また、周期決定部１２２と、状態判定部１２１と、選択パターン取得部１３１と、制御信号生成部１３２とは、当該コンピュータの具備する中央処理装置（Central Processing Unit；ＣＰＵ）が、当該コンピュータの具備するメモリからプログラムを読み出して実行することにより実現される。

　上位装置１５０は、例えば太陽熱発電設備１全体に対する制御装置であり、受熱器２０が供給すべき熱量を示す情報を、ヘリオスタット制御装置１００に送信する。

　なお、周期決定部１２２と、選択パターン取得部１３１とは、本実施形態における形態決定部の一例である。すなわち、上記のように、周期決定部１２２は、状態判定部１２１の判定結果に基づいて、ヘリオスタット制御部１３０の実行周期を決定する。また、後述するように、選択パターン取得部１３１は、状態判定部１２１の判定結果に基づいて、実行中のヘリオスタット選択計算におけるデータを破棄してヘリオスタット選択計算を終了するか否かを決定する。また、後述するように、選択パターン取得部１３１は、状態判定部１２１の判定結果に基づいて、ヘリオスタット選択計算を簡略化するか否かを決定する。

　なお、周期決定部１２２が決定する、ヘリオスタット制御部１３０の実行周期と、選択パターン取得部１３１が決定する、実行中のヘリオスタット選択計算におけるデータを破棄してヘリオスタット選択計算を終了するか否かと、同じく選択パターン取得部１３１が決定する、ヘリオスタット選択計算を簡略化するか否かとは、本実施形態におけるヘリオスタット制御部の実行形態（ヘリオスタット制御部が処理を行う実行形態）の一例である。

　次に、図６～図１０を参照して、周期決定部１２２が決定する実行周期について説明する。まず、図６および図７を参照して、実行周期と、受熱器２０の集熱の安定性との関係について説明する。
　図６は、実行周期が比較的長い場合の、実行周期と太陽熱発電設備１の動作タイミングとの関係の説明図である。図６に示す例では、周期決定部１２２は、実行周期を比較的長い時間ｐ１１１に決定しており、選択パターン取得部１３１は、当該時間ｐ１１１毎に、ヘリオスタット１０の選択パターンを求める処理（以下、「ヘリオスタット選択計算」と称する）を行っている。
　そして、選択パターン取得部１３１は、ヘリオスタット選択計算開始から時間ｐ１１２後にヘリオスタット選択計算を終了して選択パターンを取得する。

　選択パターン取得部１３１が選択パターンを取得すると、制御信号生成部１３２が、当該選択パターンに従って各ヘリオスタット１０に対する制御信号を生成し、制御信号送信部１３３が、当該制御信号を各ヘリオスタット１０に送信する。そして、各ヘリオスタット１０において、駆動制御器１３が、制御信号に従って反射鏡１１の角度を変化させる動作を開始し、動作開始から時間ｐ１１３後に、反射鏡１１の角度を制御信号に応じた角度として当該動作を完了する。
　なお、駆動制御器１３が反射鏡１１の角度を変化させるのに要する時間は、ヘリオスタット１０と受熱器２０との距離等によってヘリオスタット１０毎に異なり得るが、説明を簡単にするために、一定時間ｐ１１３後に動作を完了するものとしている。駆動制御器１３が反射鏡１１の角度を変化させるのに要する時間がヘリオスタット１０毎に異なる場合にも、本実施形態を適用可能である。

　各ヘリオスタット１０は、動作を終了してから、次に制御信号送信部１３３から送信される制御信号に従って再び動作を開始するまでの時間ｐ１１４の間、静止状態にある。この間、各ヘリオスタット１０は、受熱器２０に対して安定的に太陽光を照射する。すなわち、時間ｐ１１４の間、受熱器２０は安定的に集熱を行う。

　図７は、実行周期が比較的短い場合の、実行周期と太陽熱発電設備１の動作タイミングとの関係の説明図である。図７に示す例では、周期決定部１２２は、実行周期を比較的短い時間ｐ１２１に決定しており、選択パターン取得部１３１は、当該時間ｐ１２１毎に、ヘリオスタット選択計算を行っている。そして、選択パターン取得部１３１は、図６の場合と同様、時間ｐ１１２後にヘリオスタット選択計算を終了して選択パターンを取得する。

　その後、図６の場合と同様、各ヘリオスタット１０の駆動制御器１３が、制御信号に従って反射鏡１１の角度を変化させる動作を開始する。
　ただし、図７では、図６の場合よりも実行周期が短いため、各ヘリオスタット１０は、図６の場合よりも短い周期で制御信号を受信する。このため、各ヘリオスタット１０が受熱器２０に対して安定的に太陽光を照射する時間は、図６の場合の時間ｐ１１４よりも短くなる。特に、図７の場合のように、各ヘリオスタット１０が動作を完了する前に次の動作を開始すると、ヘリオスタット１０が静止して受熱器２０に対して安定的に太陽光を照射する時間は無くなってしまう。すなわち、受熱器２０が安定的に集熱を行える時間がなくなってしまう。
　以上、図６および図７を参照して説明したように、受熱器２０が安定して集熱を行う観点からは、実行周期が長いことが好ましい。

　一方、要処理状態に適切に対応するためには、実行周期が短いほうが好ましい。この点について、図８を参照して説明する。
　図８は、太陽熱発電設備１の集熱状態が要処理状態となる場合の、実行周期と太陽熱発電設備１の動作タイミングとの関係の説明図である。図８において、図６の場合と同様、周期決定部１２２は、実行周期を時間ｐ１１１に決定しており、選択パターン取得部１３１は、当該時間ｐ１１１毎にヘリオスタット選択計算を行っている。

　ここで、太陽熱発電設備１の集熱状態が要処理状態となる事象（以下、単に「事象」と称する）が発生した場合、図８のように実行周期が長い（図８では時間ｐ１１１）と、事象が発生してから当該事象に応じたヘリオスタット選択計算を行うまでの時間も長くなり、従って、事象に対応して各ヘリオスタット１０を動作させるまでの時間が長くなってしまう。例えば、選択パターン取得部１３１がヘリオスタット選択計算を開始した直後に事象が発生すると、事象発生から当該事象に応じたヘリオスタット選択計算を開始するまでの時間ｐ１３１は、実行周期ｐ１１１とほぼ等しくなる。
　従って、要処理状態に適切に対応するため（すなわち、事象に対応して速やかに各ヘリオスタット１０を動作させるため）には、実行周期が短いほうが好ましい。

　なお、太陽熱発電設備１の集熱状態が要処理状態となる事象の例としては、上述のように、受熱管２４（図２）の表面温度が閾値温度以上となることや、受熱管２４内の空気圧が閾値圧力以上となることや、受熱器２０の受熱量が急激に変化（特に減少）することや、太陽熱発電設備１の発電量目標値が急激に変化（特に増加）することなどが挙げられる。

　以上説明したように、受熱器２０が安定して集熱を行う観点からは、実行周期が長いことが好ましいのに対し、要処理状態に適切に対応するためには、実行周期が短いほうが好ましい。
　そこで、周期決定部１２２は、通常状態において実行周期を比較的長い時間に設定し、要処理状態において実行周期を比較的短い時間に設定する。

　図９は、太陽熱発電設備１の動作タイミングの例を示す説明図である。通常状態において、周期決定部１２２は、実行周期を比較的長い時間ｐ１１１に決定しており、選択パターン取得部１３１は、当該時間ｐ１１１毎にヘリオスタット選択計算を行っている。そして、選択パターン取得部１３１が、ヘリオスタット選択計算によって選択パターンを取得すると、制御信号生成部１３２が、当該選択パターンに従って各ヘリオスタット１０に対する制御信号を生成し、制御信号送信部１３３が、当該制御信号を各ヘリオスタット１０に送信する。そして、各ヘリオスタット１０において、駆動制御器１３が、制御信号に従って反射鏡１１の角度を変化させる動作を開始し、動作開始から時間ｐ１１３後に、反射鏡１１の角度を制御信号に応じた角度として当該動作を完了する。そして、各ヘリオスタット１０は、動作を終了してから、次に制御信号送信部１３３から送信される制御信号に従って再び動作を開始するまでの時間ｐ１１４の間、静止状態にある。
　このように、通常状態においては、周期決定部１２２が実行周期を比較的長い時間に決定することで、各ヘリオスタット１０が受熱器２０に対して安定的に太陽光を照射する時間、すなわち、受熱器２０が安定的に集熱を行う時間を長くすることができる。

　一方、事象が発生して要処理状態になると、周期決定部１２２は、実行周期を比較的短い時間ｐ１２１に決定しており、選択パターン取得部１３１は、当該時間ｐ１２１後に次のヘリオスタット選択計算を行っている。これにより、選択パターン取得部１３１は、事象発生から比較的短い（特に、図８の時間ｐ１３１よりも短い）時間ｐ１４１後に、事象に応じたヘリオスタット選択計算を開始している。
　このように、要処理状態においては、周期決定部１２２が実行周期を比較的短い時間に決定することで、事象に対応して速やかに各ヘリオスタット１０を動作させて要処理状態に適切に対応し得る。

　この太陽熱発電設備１の動作タイミングについて、図１０を参照してさらに説明する。
　図１０は、図９の例における太陽熱発電設備１の動作タイミングの例を示すタイミングチャートである。
　通常状態において、周期決定部１２２は、実行周期を比較的長い時間ｐ１１１に決定しており、選択パターン取得部１３１は、当該時間ｐ１１１毎にヘリオスタット選択計算を行っている。そして、選択パターン取得部１３１は、まず、時刻ｔ１１１において、ヘリオスタット選択計算を開始している。

　ヘリオスタット選択計算開始から時間ｐ１１２が経過すると、選択パターン取得部１３１は、ヘリオスタット選択計算を終了して選択パターンを取得する。そして、制御信号生成部１３２が、当該選択パターンに従って各ヘリオスタット１０に対する制御信号を生成し、制御信号送信部１３３が、当該制御信号を各ヘリオスタット１０に送信する。そして、時刻ｔ１１２に、駆動制御器１３が、制御信号に従って反射鏡１１の角度を変化させる動作を開始し、動作開始から時間ｐ１１３後の時刻ｔ１１３に、反射鏡１１の角度を制御信号に応じた角度として当該動作を完了する。
　その後、次の制御信号に基づいて駆動制御器１３が再び動作する時刻ｔ１２２までの時間ｐ１１４において、各ヘリオスタット１０は静止状態にある。このように、通常状態においては、周期決定部１２２が実行周期を比較的長い時間に決定することで、各ヘリオスタット１０が受熱器２０に対して安定的に太陽光を照射し、受熱器２０は安定的に集熱を行う。

　また、時刻ｔ１９において事象が発生すると、周期決定部１２２は、実行周期を比較的短い時間ｐ１２１に決定しており、選択パターン取得部１３１は、前回ヘリオスタット選択計算を開始した時刻ｔ１２１から時間ｐ１２１後の時刻ｔ１３１に、事象に応じたヘリオスタット選択計算を開始している。
　ヘリオスタット選択計算開始から時間ｐ１１２が経過すると、選択パターン取得部１３１は、ヘリオスタット選択計算を終了して選択パターンを取得する。そして、制御信号生成部１３２が、当該選択パターンに従って各ヘリオスタット１０に対する制御信号を生成し、制御信号送信部１３３が、当該制御信号を各ヘリオスタット１０に送信する。

　そして、前回の制御信号に従って動作中の時刻ｔ１３２において、駆動制御器１３が、今回の制御信号に従って反射鏡１１の角度を変化させる動作を開始し、動作開始から時間ｐ１１３後の時刻ｔ１３３に、反射鏡１１の角度を制御信号に応じた角度として当該動作を完了する。このように、要処理状態においては、周期決定部１２２が実行周期を比較的短い時間に決定することで、事象に対応して速やかに各ヘリオスタット１０を動作させて要処理状態に適切に対応し得る。

　その後、受熱器２０の集熱状態は再び通常状態となっており（すなわち、時刻ｔ１３２でヘリオスタット選択計算を開始した後、新たな事象は発生しておらず）、時刻ｔ１３３から時間ｐ１１４の間、各ヘリオスタット１０は静止状態にあり、受熱器２０に対して安定的に太陽光を照射する。これにより、受熱器２０は安定的に集熱を行う。

　次に、図１１を参照してヘリオスタット制御装置１００の動作について説明する。
　図１１は、ヘリオスタット制御装置１００が選択パターンを取得する処理手順を示すフローチャートである。ヘリオスタット制御装置１００は、電源を接続（ＯＮ）されて動作状態となると、図１１の処理を開始する。
　図１１の処理において、まず、気象情報取得部１１１は、直達日射計４０が検出した直達日射量情報を取得し、状態情報取得部１１２は、受熱器２０の状態情報を取得し、また、上位装置通信部１１３は、受熱器２０が供給すべき熱量を示す情報を取得する（ステップＳ１０１）。

　次に、状態判定部１２１は、ステップＳ１０１において気象情報取得部１１１、状態情報取得部１１２および上位装置通信部１１３が取得した各情報に基づいて、受熱器２０の集熱状態を判定する（ステップＳ１０２）。例えば、状態判定部１２１は、受熱管２４（図２）の表面温度が閾値温度以上となったこと、受熱管２４内の空気圧が閾値圧力以上となったこと、直達日射量の減少量が閾値変化量以上となったこと、あるいは、受熱器２０が供給すべき熱量の増加量が、閾値変化量以上となったことのいずれか１つ以上を検出すると、受熱器２０の集熱状態を要処理状態と判定する。一方、上記のいずれも検出しない場合、状態判定部１２１は、受熱器２０の集熱状態を通常状態と判定する。

　状態判定部１２１が、受熱器２０の集熱状態を通常状態と判定した場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、周期決定部１２２は、状態判定部１２１の判定結果に基づいて、実行周期を比較的長い時間（例えば、図９の時間ｐ１１１）に決定し、決定した実行周期をヘリオスタット制御部１３０に出力する（ステップＳ１１１）。

　そして、選択パターン取得部１３１は、周期決定部１２２が決定した実行周期に基づいて、ヘリオスタット選択計算の開始時刻が到来したか否か（すなわち、前回ヘリオスタット選択計算を開始してから実行周期が経過したか否か）を判定する（ステップＳ１３１）。
　ヘリオスタット選択計算の開始時刻が到来したと判定した場合（ステップＳ１３１：ＹＥＳ）、選択パターン取得部１３１は、ヘリオスタット選択計算を行って選択パターンを取得し、得られた選択パターンを制御信号生成部１３２に出力する（ステップＳ１４１）。例えば、選択パターン取得部１３１は、ヘリオスタット１０の様々なＯＮ／ＯＦＦパターンのうち１００通りのパターンについてシミュレーションを行い、最も評価の高いＯＮ／ＯＦＦパターンを選択パターンとして選択して制御信号生成部１３２に出力する。

　次に、制御信号生成部１３２は、選択パターン取得部１３１の取得した選択パターンに基づいて、各ヘリオスタット１０に対する制御信号を生成して制御信号送信部１３３に出力する（ステップＳ１４２）。そして、制御信号送信部１３３は、制御信号生成部１３２から出力された制御信号を各ヘリオスタット１０に送信する（ステップＳ１４３）。各ヘリオスタット１０は、制御信号生成部１３２から出力された制御信号に従って動作する（反射鏡１１の角度を変化させる）。その後、ステップＳ１０１に戻る。

　一方、ステップＳ１０２において、状態判定部１２１が、受熱器２０の集熱状態を通常状態でない（すなわち、要処理状態である）と判定した場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、周期決定部１２２は、状態判定部１２１の判定結果に基づいて、実行周期を比較的短い時間（例えば、図９の時間ｐ１２１）に決定し、決定した実行周期をヘリオスタット制御部１３０に出力する（ステップＳ１２１）。その後、ステップＳ１３１に進む。
　また、ステップＳ１３１において、ヘリオスタット選択計算の開始時刻が到来していないと選択パターン取得部１３１が判定した場合（ステップＳ１３１：ＮＯ）、ステップＳ１０１に戻る。

　以上のように、周期決定部１２２が、状況に応じて実行周期を変化させることで、ヘリオスタット制御部１３０は、状況に応じた周期で各ヘリオスタット１０のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うことができる。これにより、太陽熱発電設備１は、時々刻々変化する状況に適切に対応でき、かつ、より適切な入熱量や入熱分布を得ることができる。
　より具体的には、通常状態においては、周期決定部１２２が実行周期を比較的長い周期に決定することで、各ヘリオスタット１０が受熱器２０に対して安定的に太陽光を照射する時間、すなわち、受熱器２０が安定的に集熱を行う時間を長くすることができる。一方、要処理状態においては、周期決定部１２２が実行周期を比較的短い時間に決定することで、事象に対応して速やかに各ヘリオスタット１０を動作させて要処理状態に適切に対応し得る。
　すなわち、事象が発生すると周期決定部１２２が実行周期を比較的短い時間に決定するので、時々刻々変化する状況に適切に対応できる。
　かつ、通常状態においては、周期決定部１２２が実行周期を比較的長い時間に決定し、各ヘリオスタット１０が受熱器２０に対して安定的に太陽光を照射することで、より適切な入熱量や入熱分布を得ることができる。また、要処理状態においては、周期決定部１２２が実行周期を比較的短い時間に決定し、各ヘリオスタット１０が、反射鏡１１の角度を事象に応じた角度に速やかに変化させることで、より適切な入熱量や入熱分布を得ることができる。

　なお、周期決定部１２２が、状態判定部１２１の判定結果以外の情報に基づいて実行周期を決定するようにしてもよい。例えば、周期決定部１２２が、時間帯に基づいて、太陽光照射量の変化が比較的大きい朝夕の時間帯には実行周期を比較的短く設定し、太陽光照射量が比較的安定している昼の時間帯には実行周期を比較的長く設定するようにしてもよい。これにより、ヘリオスタット制御部１３０は、太陽光照射量の変化に応じて適切にヘリオスタットの制御を行い得る。

　なお、状態判定部１２１が太陽熱発電設備１の集熱状態を要処理状態と判定した場合、ヘリオスタット制御部１３０が選択パターンを求める処理（すなわち、ヘリオスタット選択計算）を実行中のときは、ヘリオスタット制御部１３０が当該処理におけるデータを破棄して、選択パターンを求める処理を実行し直すようにしてもよい。この点について、図１２～図１４を参照して説明する。

　図１２は、要処理状態においてヘリオスタット制御部１３０がヘリオスタット選択計算を実行し直す場合の、太陽熱発電設備１の動作タイミングの例を示す説明図である。通常状態において、図９の場合と同様、周期決定部１２２は、実行周期を時間ｐ１１１に決定しており、選択パターン取得部１３１は、当該時間ｐ１１１毎にヘリオスタット選択計算を行っている。そして、選択パターン取得部１３１が選択パターンを取得すると、制御信号生成部１３２が当該選択パターンに従って各ヘリオスタット１０に対する制御信号を生成し、制御信号送信部１３３が、当該制御信号を各ヘリオスタット１０に送信する。そして、各ヘリオスタット１０は、制御信号に従って反射鏡１１の角度を変化させる。

　一方、事象が発生し、状態判定部１２１が受熱器２０の集熱状態を要処理状態と判定すると、選択パターン取得部１３１は、実行中のヘリオスタット選択計算におけるデータを破棄し、事象に応じたヘリオスタット選択計算を実行し直す。
　ここで、選択パターン取得部１３１が事象発生前に開始したヘリオスタット選択計算は、事象に対して適切で無いことが考えられる。例えば、受熱管２４の表面温度が閾値温度以上となったことを状態判定部１２１が検出して要処理状態と判定した場合、判定結果を得られた時点において、選択パターン取得部１３１は、受熱管２４の表面温度が閾値温度未満であるという条件の下でシミュレーションを行い、ヘリオスタット１０のＯＮ／ＯＦＦパターンの何通りかについて、受熱管２４の表面温度に別段配慮しない評価基準に基づく評価値を得ていることが考えられる。選択パターン取得部１３１が、かかる評価値に基づいて最も評価の高いＯＮ／ＯＦＦパターンを選択パターンとして選択すると、受熱管２４の表面温度をさらに上昇させるＯＮ／ＯＦＦパターンを選択してしまう可能性が高い。
　そこで、選択パターン取得部１３１は、既に得ているシミュレーション評価結果を破棄して、受熱管２４の表面温度を低下させる評価基準の下で新たにシミュレーションおよび評価を行う。これにより、選択パターン取得部１３１は、事象に応じた適切なＯＮ／ＯＦＦパターンを選択パターンとして選択し得る。

　選択パターン取得部１３１が事象に応じた選択パターンを取得すると、制御信号生成部１３２が、当該選択パターンに従ってヘリオスタット１０毎の制御信号を生成し、制御信号送信部１３３が当該制御信号を各ヘリオスタット１０に送信する。そして、各ヘリオスタット１０は、制御信号に従って動作する（反射鏡１１の角度を調整する）。

　この太陽熱発電設備１の動作タイミングについて、図１３を参照してさらに説明する。
　図１３は、図１２の例における太陽熱発電設備１の動作タイミングの例を示すタイミングチャートである。
　通常状態において、図１０の場合と同様、選択パターン取得部１３１は、比較的長い時間（実行周期）ｐ１１１毎にヘリオスタット選択計算を行っている。そして、選択パターン取得部１３１は、まず、時刻ｔ２１１において、ヘリオスタット選択計算を開始し、時間ｐ１１２が経過するとヘリオスタット選択計算を終了して選択パターンを取得する。
　そして、制御信号生成部１３２が、当該選択パターンに従って各ヘリオスタット１０に対する制御信号を生成し、制御信号送信部１３３が、当該制御信号を各ヘリオスタット１０に送信する。そして、時刻ｔ２１２に、駆動制御器１３が、制御信号に従って反射鏡１１の角度を変化させる動作を開始し、動作開始から時間ｐ１１３後の時刻ｔ２１３に、反射鏡１１の角度を制御信号に応じた角度として当該動作を完了する。

　一方、時刻ｔ２９において事象が発生すると、選択パターン取得部１３１は、図１０の場合と異なり、時刻ｔ２２１で開始したヘリオスタット選択計算のデータを破棄して、事象に応じたヘリオスタット選択計算を行う。そして、選択パターン取得部１３１は、時間ｐ１１２の後にヘリオスタット選択計算を完了して選択パターンを取得し、制御信号生成部１３２は、当該選択パターンに従って各ヘリオスタット１０に対する制御信号を生成する。そして、制御信号送信部１３３は、当該制御信号を各ヘリオスタット１０に送信する。各ヘリオスタット１０は、当該制御信号に従って、時刻ｔ２３２に動作を開始し、時間ｐ１１３経過した時刻ｔ２３３に動作を完了する。
　その後、次の制御信号に基づいて駆動制御器１３が再び動作するまでの時間ｐ１１４において、各ヘリオスタット１０は静止状態にある。この状態において各ヘリオスタット１０は受熱器２０に対して安定的に太陽光を照射し、受熱器２０は安定的に集熱を行う。

　次に、図１４を参照してヘリオスタット制御装置１００の動作について説明する。
　図１４は、要処理状態においてヘリオスタット制御部１３０が選択パターンを求める処理を実行し直すようにした場合の、ヘリオスタット制御装置１００が選択パターンを取得する処理手順を示すフローチャートである。図１１の場合と同様、ヘリオスタット制御装置１００は、電源を接続されて動作状態となると、図１４の処理を開始する。

　図１４の処理において、ステップＳ２０１～Ｓ２０２は、図１０のステップＳ１０１～Ｓ１０２と同様である。
　ステップＳ２０２において、状態判定部１２１が受熱器２０の集熱状態を通常状態と判定した場合（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）、選択パターン取得部１３１は、所定の実行周期（例えば、図１１のステップＳ１１１において周期決定部１２２が決定する周期と同様の時間ｐ１１１）に基づいて、ヘリオスタット選択計算の開始時刻が到来した、または、ヘリオスタット選択計算の途中であるの少なくともいずれかが成立するか否かを判定する（ステップＳ２１１）。

　ヘリオスタット選択計算の開始時刻が到来した、または、ヘリオスタット選択計算の途中であると判定した場合（ステップＳ２１１：ＹＥＳ）、選択パターン取得部１３１は、ヘリオスタット選択計算の一部を行う（ステップＳ２２１）。例えば、選択パターン取得部１３１がヘリオスタット選択計算において１００パターンのＯＮ／ＯＦＦパターンについてシミュレーションを行う場合、選択パターン取得部１３１は、ステップＳ２２１の１回分の処理として、当該１００パターンのうち１０パターンについてシミュレーションを行う。ここで、幾つかのＯＮ／ＯＦＦパターンについて既にシミュレーションを実行済みの場合、選択パターン取得部１３１は、残りのＯＮ／ＯＦＦパターンのうち１０パターンについて、引き続きシミュレーションを行う。

　そして、選択パターン取得部１３１は、ヘリオスタット選択計算を完了したか否か（例えば、１００パターンのＯＮ／ＯＦＦパターン全てについてシミュレーションを完了したか否か）を判定する（ステップＳ２２２）。
　ヘリオスタット選択計算を完了したと判定した場合（ステップＳ２２２：ＹＥＳ）、ステップＳ２４１に進む。
　ステップＳ２４１およびＳ２４２は、図１１のステップＳ１４２およびＳ１４３と同様である。ステップＳ２４２の後、ステップＳ２０１に戻る。

　一方、ステップＳ２０２において、状態判定部１２１が受熱器２０の集熱状態を通常状態で無い（すなわち、要処理状態である）と判定した場合（ステップＳ２０２：ＮＯ）、選択パターン取得部１３１は、事象に応じたヘリオスタット選択計算を行って選択パターンを取得し、得られた選択パターンを制御信号生成部１３２に出力する（ステップＳ２３１）。ステップＳ２３１で事象に応じたヘリオスタット選択計算を開始する際、選択パターン取得部１３１は、既にヘリオスタット選択計算を実行中のときは、当該ヘリオスタット選択計算におけるシミュレーション評価値などのデータを破棄し、ステップＳ２０１で得られた最新の気象情報や状態情報や受熱器２０の目標熱量などの情報に基づいて、新たにヘリオスタット選択計算を行う。
　ステップＳ２３１の後、ステップＳ２４１に進む。

　一方、ステップＳ２１１において、ヘリオスタット選択計算の開始時刻が到来しておらず、かつ、ヘリオスタット選択計算の途中でないと判定した場合（ステップＳ２１１：ＮＯ）、ステップＳ２０１に戻る。
　また、ステップＳ２２２において、ヘリオスタット選択計算を完了していないと判定した場合（ステップＳ２２２：ＮＯ）も、ステップＳ２０１に戻る。

　以上のように、状態判定部１２１が太陽熱発電設備１の集熱状態を要処理状態と判定した場合、ヘリオスタット制御部１３０（選択パターン取得部１３１）は、選択パターンを求める処理を実行中のときは、当該処理におけるデータを破棄して、当該選択パターンを求める処理を終了（中止）する。これにより、選択パターン取得部１３１は、事象を反映しておらず太陽熱発電設備１の状況に適合しない可能性の高い選択パターンを求める処理を終了することができ、当該選択パターン取得部１３１の負荷を軽減することができる。

　また、選択パターン取得部１３１は、状態判定部１２１が太陽熱発電設備１の集熱状態を要処理状態と判定した場合、選択パターンを求める処理を新たに実行し直す。これにより、選択パターン取得部１３１は、事象発生後速やかにヘリオスタット選択計算を行って、事象に応じた選択パターンをより速やかに取得することが出来る。例えば、図１３において、選択パターン取得部１３１は、事象発生時刻ｔ２９から時間ｐ１１２の後にヘリオスタット選択計算を完了して選択パターンを取得している。これは、図１０において、選択パターン取得部１３１が、事象発生時刻ｔ１９から時間ｐ１４１経過した時刻ｔ１３１にヘリオスタット選択計算を開始し、時刻ｔ１３１から時間ｐ１１２の後にヘリオスタット選択計算を完了して選択パターンを取得しているのよりも、事象発生から選択パターン取得までが速やかである。
　選択パターン取得部１３１が、事象に応じた選択パターンをより速やかに取得することで、各ヘリオスタット１０は、反射鏡１１を事象に応じた角度により速やかに調整することが出来る。従って、太陽熱発電設備１は、より速やかに事象に対応することが出来る。

　なお、状態判定部１２１が太陽熱発電設備１の集熱状態を要処理状態と判定した場合、ヘリオスタット制御部１３０が、選択パターンを求める処理（すなわち、ヘリオスタット選択計算）を簡略化するようにしてもよい。この点について、図１５および図１６を参照して説明する。
　図１５は、要処理状態においてヘリオスタット制御部１３０がヘリオスタット選択計算を簡略化する場合の、太陽熱発電設備１の動作タイミングの例を示すタイミングチャートである。

　通常状態において、図１０の場合と同様、周期決定部１２２は、実行周期を比較的長い時間に決定している。
　ここで、選択パターンを求める処理の簡略化は、選択パターン取得部１３１がヘリオスタット選択計算を行う時間（図１５の例では、時間ｐ３１２）が長い場合に、より大きな効果を期待し得る。そこで、図１５では、比較的長い時間の実行周期が、図１０の時間ｐ１１１よりも長い時間ｐ３１１となっている。
　但し、実行周期が時間ｐ１１１の場合（図１０の場合）を含め様々な実行周期において、選択パターン取得部１３１が選択パターンを求める処理を簡略化することによる効果を得られる。

　通常状態において、選択パターン取得部１３１は、周期決定部１２２が決定した時間ｐ３１１毎にヘリオスタット選択計算を行っている。そして、選択パターン取得部１３１は、まず、時刻ｔ３１１において、ヘリオスタット選択計算を開始し、時間ｐ３１２が経過するとヘリオスタット選択計算を終了して選択パターンを取得する。
　そして、制御信号生成部１３２が、当該選択パターンに従って各ヘリオスタット１０に対する制御信号を生成し、制御信号送信部１３３が、当該制御信号を各ヘリオスタット１０に送信する。そして、時刻ｔ３１２に、駆動制御器１３が、制御信号に従って反射鏡１１の角度を変化させる動作を開始し、動作開始から時間ｐ３１３後の時刻ｔ３１３に、反射鏡１１の角度を制御信号に応じた角度として当該動作を完了する。

　また、時刻ｔ３９において事象が発生すると、周期決定部１２２は、実行周期を比較的短い時間ｐ３２１に決定しており、選択パターン取得部１３１は、前回ヘリオスタット選択計算を開始した時刻ｔ３２１から時間ｐ３２１後の時刻ｔ３３１に、事象に応じたヘリオスタット選択計算を開始している。

　そして、時間ｐ３１２よりも短い時間ｐ３４２が経過すると、選択パターン取得部１３１は、ヘリオスタット選択計算を終了して選択パターンを取得する。例えば、通常状態の時間ｐ３１２では、選択パターン取得部１３１がヘリオスタット選択計算において１５０パターンのＯＮ／ＯＦＦパターンについてシミュレーションを行うのに対し、要処理状態の時間ｐ３４２では、選択パターン取得部１３１は、ヘリオスタット選択計算において５０パターンのＯＮ／ＯＦＦパターンについてシミュレーションを行う。
　そして、選択パターン取得部１３１の取得した選択パターンに従って、制御信号生成部１３２が各ヘリオスタット１０に対する制御信号を生成し、制御信号送信部１３３が、当該制御信号を各ヘリオスタット１０に送信する。

　シミュレーションを行うパターン数が減ることで、選択パターン取得部１３１が取得する選択パターンの精度（気象の状況や、受熱器２０の状態や、受熱器２０の集熱量目標値に対する選択パターンの適合度）が低下するものの、選択パターン取得部１３１がより速やかに選択パターンを取得し、各ヘリオスタット１０が当該選択パターンに応じて反射鏡１１の角度を調整することで、事故をより確実に防止し得る。
　例えば、受熱器２０内の空気圧が閾値圧力以上になった場合、選択パターン取得部１３１が受熱器２０の集熱量を減少させる選択パターンを速やかに取得し、各ヘリオスタット１０が当該選択パターンに応じて反射鏡１１の角度を調整することで、受熱器２０内の空気圧のさらなる上昇を速やかに抑制することができ、受熱管２４の破損をより確実に防止し得る。

　次に、図１６を参照してヘリオスタット制御装置１００の動作について説明する。
　図１６は、要処理状態においてヘリオスタット制御部１３０がヘリオスタット選択計算を簡略化する場合の、ヘリオスタット制御装置１００が選択パターンを取得する処理手順を示すフローチャートである。図１１の場合と同様、ヘリオスタット制御装置１００は、電源を接続されて動作状態となると、図１６の処理を開始する。

　図１６の処理において、ステップＳ３０１～Ｓ３１１は、図１１のステップＳ１０１～Ｓ１１１と同様である。ステップＳ３１１の後、選択パターン取得部１３１は、状態判定部１２１がステップＳ３０２で通常状態と判定したことに基づいて、ヘリオスタット選択計算にてシミュレーションを行うＯＮ／ＯＦＦパターン数（以下、「判定パターン数」と称する）を、比較的多く設定する（ステップＳ３１２）。例えば、選択パターン取得部１３１は、判定パターン数を１５０パターンに設定する。
　ステップＳ３１２の後、ステップＳ３３１に進む。

　また、ステップＳ３２１は、図１１のステップＳ１２１と同様である。ステップＳ３２１の後、選択パターン取得部１３１は、状態判定部１２１がステップＳ３０２で要処理状態と判定したことに基づいて、判定パターン数を、比較的少なく設定する（ステップＳ３２２）。例えば、選択パターン取得部１３１は、判定パターン数を５０パターンに設定する。
　ステップＳ３２２の後、ステップＳ３３１に進む。

　ステップＳ３３１～Ｓ３４３は、図１１のステップＳ１３１～Ｓ１４３と同様である。
なお、ステップＳ３４１において、選択パターン取得部１３１は、ステップＳ３１２またはステップＳ３２２で設定した判定パターン数に応じてヘリオスタット選択計算を行う。
すなわち、通常状態において、選択パターン取得部１３１は、比較的多い判定パターン数（例えば１５０パターン）についてシミュレーションを行い、評価値の最も高いＯＮ／ＯＦＦパターンを選択パターンとして取得する。一方、要処理状態において、選択パターン取得部１３１は、比較的少ない判定パターン数（例えば５０パターン）についてシミュレーションを行い、評価値の最も高いＯＮ／ＯＦＦパターンを選択パターンとして取得する。

　以上のように、要処理状態において、選択パターン取得部１３１が、判定パターン数を比較的少なく設定し、より速やかに選択パターンを取得することで、事故をより確実に防止し得る。
　そして、当該選択パターンの実行により通常状態となれば、選択パターン取得部１３１は、選択パターン数を比較的多く設定して、より精度の高い選択パターンを取得する。この選択パターンに応じて各ヘリオスタット１０が反射鏡１１の角度を調整することで、より適切な入熱量や入熱分布を得ることができる。

　なお、選択パターン取得部１３１がヘリオスタット選択計算における所要時間を切り替える方法は、判定パターン数を切り替える方法に限らない。
　例えば、選択パターン取得部１３１が、所定の評価以上のＯＮ／ＯＦＦパターンを取得した時点でヘリオスタット選択計算を終了するようにし、このヘリオスタット選択計算を終了する評価基準を、要処理状態において通常状態よりも緩やかに設定するようにしてもよい。より具体的な例を挙げると、ＯＮ／ＯＦＦパターンの評価値が小さいほど高評価である場合に、通常状態では、選択パターン取得部１３１が、１００以下の評価値を得られれば当該評価値のＯＮ／ＯＦＦパターンを選択パターンとしてヘリオスタット選択計算を終了するようにする。一方、要処理状態では、選択パターン取得部１３１が、２００以下の評価値を得られれば当該評価値のＯＮ／ＯＦＦパターンを選択パターンとしてヘリオスタット選択計算を終了するようにする。
　このように評価基準を緩やかに設定することで、選択パターン取得部１３１が、基準を満たすＯＮ／ＯＦＦパターンを比較的（通常状態の場合よりも）速やかに検出し、ヘリオスタット選択計算を終了することができる。

　あるいは、選択パターン取得部１３１がヘリオスタット選択計算を開始してからの経過時間に基づいて、ヘリオスタット選択計算を完了するようにしてもよい。この場合、通常状態では、選択パターン取得部１３１はヘリオスタット選択計算の時間を比較的長い時間（例えば、図１５の時間ｐ３１２）に設定し、この時間内でヘリオスタット１０の様々なＯＮ／ＯＦＦパターンについてシミュレーションを行い、最も評価値の高いＯＮ／ＯＦＦパターンを選択パターンとして取得する。一方、要処理状態では、選択パターン取得部１３１はヘリオスタット選択計算の時間を比較的短い時間（例えば、図１５の時間ｐ３４２）に設定し、この時間内でヘリオスタット１０の様々なＯＮ／ＯＦＦパターンについてシミュレーションを行い、最も評価値の高いＯＮ／ＯＦＦパターンを選択パターンとして取得する。
　このように、選択パターン取得部１３１が判定パターン数以外の基準に基づいてヘリオスタット選択計算における所要時間を切り替える場合も、上記と同様、事故をより確実に防止することができ、また、通常状態においてより適切な入熱量や入熱分布を得ることができる。

　なお、要処理状態において、選択パターン取得部１３１が、ヘリオスタット選択計算を実行し直し、かつ、ヘリオスタット選択計算を簡略化するようにしてもよい。例えば、図１４のステップＳ２３１において、選択パターン取得部１３１は、比較的少ない判定パターン数（ステップＳ２２１を繰り返してヘリオスタット選択計算を完了するまでにシミュレーションを実行するパターン数よりも少ないパターン数）についてシミュレーションを行い、評価値の最も高いＯＮ／ＯＦＦパターンを選択パターンとして取得する。

　このように、要処理状態において、選択パターン取得部１３１が、ヘリオスタット選択計算を実行し直し、かつ、ヘリオスタット選択計算を簡略化することで、事象発生時において、選択パターン取得部１３１は、さらに速やかに選択パターンを取得することができ、各ヘリオスタット１０は、当該選択パターンに従って、反射鏡１１を事象に応じた角度により速やかに調整することが出来る。従って、太陽熱発電設備１は、より速やかに事象に対応することが出来る。

　なお、ヘリオスタット制御部１３０が一定周期でヘリオスタット１０のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う場合（例えば、ヘリオスタット制御装置１００が、周期決定部１２２を具備しない場合）に、要処理状態において選択パターン取得部１３１がヘリオスタット選択計算を簡略化するようにしてもよい。この場合も、選択パターン取得部１３１は、ヘリオスタット選択計算を簡略化することで、より速やかに選択パターンを取得することができ、事故をより確実に防止し得る。また、選択パターン取得部１３１がヘリオスタット選択計算を簡略化することで、選択パターン取得部１３１の負荷を軽減させることができる。

　なお、選択パターン取得部１３１が、状態判定部１２１の判定結果以外の情報に基づいて、ヘリオスタット選択計算を簡略化するか否かを決定するようにしてもよい。例えば、太陽光照射量が比較的安定している昼の時間帯において、選択パターン取得部１３１が、前回のヘリオスタット選択計算で得られた選択パターンに基づいて、今回のヘリオスタット選択計算におけるＯＮ／ＯＦＦパターンの候補を絞り込むことで、ヘリオスタット選択計算を簡略化するなど、時間帯に基づいて、ヘリオスタット選択計算を簡略化するか否かを決定するようにしてもよい。
　この場合も、選択パターン取得部１３１は、ヘリオスタット選択計算を簡略化することで、より速やかに選択パターンを取得することができ、太陽熱発電設備１は、より速やかにヘリオスタットの動作を終了して安定的に集熱を行い得る。また、選択パターン取得部１３１がヘリオスタット選択計算を簡略化することで、選択パターン取得部１３１の負荷を軽減させることができる。

　なお、上述したように、ヘリオスタット制御装置１００はコンピュータを用いて構成し得る。従って、ヘリオスタット制御装置１００の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
　また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
　また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。

　以下、本実施形態に係る太陽熱集熱装置の運転方法及び太陽熱集熱装置について図面を参照して説明する。なお、本発明に係る各実施形態の太陽熱集熱装置は、受熱器と、受熱器により加熱された作動流体を用いて発電を行うガスタービンユニットと、を一体的に備える太陽熱集熱装置を例にして説明する。

　図１７に示すように、本発明に係る第二実施形態の太陽熱集熱装置２１０は、入光用の開口部２１２を備えて内部に受熱器２１３を収容したケーシング２１１と、ケーシング２１１を上部に配置したタワー部（タワー）２１４と、を備える。また、太陽熱集熱装置２１０は、タワー部２１４の周囲に配置して太陽光（太陽日射）を反射する複数のヘリオスタット２１５と、ヘリオスタット２１５を駆動制御する駆動制御部２１６と、を備える。そして、太陽熱集熱装置２１０は、駆動制御部２１６へ駆動信号を与える制御部２１７を備える。

　太陽熱集熱装置２１０は、地球上で立地に適する場所が、太陽からの直達日射が強く良好な回帰線に近い亜熱帯高圧帯の乾燥地域である。そこで、太陽熱集熱装置２１０は、特に亜熱帯高圧帯の中における高緯度地域に配置される片側配置方式の発電装置について説明する。なお、本実施形態は、北半球地域での実施例である。

　太陽熱集熱装置２１０は、グランドＧに設けられたヘリオスタットフィールドＨＦに照射される太陽光をヘリオスタット２１５によりケーシング２１１に向けて反射集光して受熱器２１３により受熱する。タワー部２１４は、ヘリオスタットフィールドＨＦの一端側（南北方向における南側端部）に配置されている。タワー部２１４の上部には、ガスタービンユニット（ＧＴ）２２０が設けられている。これに対して、ヘリオスタット２１５は、ヘリオスタットフィールドＨＦにおける他端側（北側）であって、タワー部２１４を中心にして所定の角度範囲の領域において扇形状に設定されている。ここで、複数のヘリオスタット２１５は、ケーシング２１１から遠距離となる複数のヘリオスタット２２２と、ケーシング２１１から近距離となる複数のヘリオスタット２２３と、を含む。なお、南半球地域では、タワー部２１４とヘリオスタット２１５の配置方位が逆になる。

　太陽熱集熱装置２１０では、受熱器２１３で受熱した熱により加熱された作動流体（例えば、空気）は、ガスタービンユニット２２０に送給されて発電に用いる。ガスタービンユニット２２０は、受熱器２１３で加熱した作動流体を圧縮する不図示の圧縮機と、圧縮機で圧縮された作動流体を受ける不図示のタービンと、圧縮機とタービンとを同軸で連結する不図示のロータと、ロータに接続した不図示の発電機とを備える。そして、太陽熱集熱装置２１０は、タービンが受けた作動流体によりロータが回転することにより、発電機を回転駆動して発電する。

　駆動制御部２１６は、定期的なヘリオスタット入替時に、ヘリオスタット２２２，２２３を移動させる。具体的に、駆動制御部２１６は、ヘリオスタット２２２，２２３からの反射光が開口部２１２内に集光する集光位置Ｂ１とヘリオスタット２２２，２２３からの反射光がケーシング２１１外に逃げる退避位置Ｂ２とに切替えて配置するようにヘリオスタット２２２，２２３を駆動する。制御部２１７は、ケーシング２１１の耐熱強度と、ヘリオスタット２２２，２２３を駆動する際に要する消費電力と、に基づき、切替時にヘリオスタット２２２，２２３の反射光の辿る経路が複数方向に分散されるようにヘリオスタット２２２，２２３を駆動制御する。ケーシング２１１の耐熱強度およびヘリオスタット２２２，２２３を駆動する際に要する消費電力は、あらかじめ定められており、制御部２１７に格納されている。制御の具体手法としては、例えば、逃げる反射光からケーシングが浴びる熱が、耐熱強度上限を超えないように、ヘリオスタットの速度や移動方向を決める等が考えられる。尚且つそのときの駆動電力が少なくて済むものを選択するのが好ましい。

　次に、定期的なヘリオスタット入替時の太陽熱集熱装置２１０の運転方法について説明する。図１８に示すように、制御部２１７は、各ヘリオスタット２２２，２２３を駆動制御する時の姿勢変化速度が一定の下において各ヘリオスタット２２２，２２３を制御する。すなわち、ケーシング２１１上をその長手方向に沿う経路Ｘ１１を辿る反射光Ｒ１１については、ケーシング２１１から遠距離となるヘリオスタット２２２を用いる。そのため、ケーシング２１１から遠距離となるヘリオスタット２２２からの反射光Ｒ１１により照射スポットＡ１１を創生する。ケーシングの長手方向に沿って反射光がケーシング上を移動しているきは、ケーシングはたくさん反射光を浴びる（絶対量として）ことになるので、ケーシングの耐熱性の観点からすると、好ましくない。したがって、速やかに退避させている。

　また、ケーシング２１１上をその短手方向に沿う経路Ｘ１２を辿る反射光Ｒ１２については、ケーシング２１１から近距離となるヘリオスタット２２３を用いる。そのため、ケーシング２１１から近距離となるヘリオスタット２２３からの反射光Ｒ１２により照射スポットＡ１２を創生する。ケーシングの短手方向に沿って反射光がケーシング上を移動しているときは、ケーシングは少ししか反射光を浴びない（絶対量として）ことになるので、ケーシングの耐熱性の観点からは、それほど大きな問題はない。したがって、あえて必要以上に速やかに退避させなくてもよい。

　そして、ケーシング２１１上をその長手方向と短手方向との間に沿う経路Ｘ１３を辿る反射光Ｒ１３については、ケーシング２１１から遠距離となるヘリオスタット２２２またはケーシング２１１から近距離となるヘリオスタット２２３を用いる。そのため、ケーシング２１１から遠距離となるヘリオスタット２２２またはケーシング２１１から近距離となるヘリオスタット２２３からの反射光Ｒ１３により照射スポットＡ１３を創生する。

　このとき、スポット移動速度は、ヘリオスタット２２２から開口部２１２までの距離にヘリオスタット２２２の角速度を乗じた値であり、ヘリオスタット２２３から開口部２１２までの距離にヘリオスタット２２３の角速度を乗じた値である。そのため、開口部２１２、すなわち、受熱器２１３から遠距離のヘリオスタット２２２の方が、開口部２１２から近距離のヘリオスタット２２３よりも、入射、退避速度が速くなる。これにより、ヘリオスタット２２２，２２３の入射、退避経路が全周に分散する。従って、ヘリオスタット入替時に受熱器２１３の内部エレメントおよびケーシング２１１の部分的高温化を防止できる。

　以上、説明したように、第二実施形態の太陽熱集熱装置２１０の運転方法によれば、ケーシング２１１の耐熱強度と、ヘリオスタット２２２，２２３を駆動する際に要する消費電力と、に基づき、切替時にヘリオスタット２２２，２２３の反射光の辿る経路が複数方向に分散されるようにヘリオスタット２２２，２２３を駆動制御する。従って、太陽熱集熱装置２１０の運転方法によれば、ヘリオスタット入替時の受熱器２１３の部分的な高温化を防止して品質の向上を図ることができる。

　また、太陽熱集熱装置２１０の運転方法によれば、ケーシング２１１上をその長手方向に沿う経路Ｘ１１を辿る反射光Ｒ１１については、ケーシング２１１から遠距離となるヘリオスタット２２２を用いる。そして、太陽熱集熱装置２１０の運転方法によれば、ケーシング２１１上をその短手方向に沿う経路Ｘ１２を辿る反射光Ｒ１２については、ケーシング２１１から近距離となるヘリオスタット２２３を用いる。従って、太陽熱集熱装置２１０の運転方法によれば、ヘリオスタット入替時の受熱器２１３の部分的な高温化を防止して品質の向上を図ることができる。

　そして、太陽熱集熱装置２１０によれば、ケーシング２１１の耐熱強度と、ヘリオスタット２２２，２２３を駆動する際に要する消費電力と、に基づき、切替時にヘリオスタット２２２，２２３の反射光の辿る経路が複数方向に分散されるようにヘリオスタット２２２，２２３を駆動制御する。従って、太陽熱集熱装置２１０によれば、ヘリオスタット入替時の受熱器２１３の部分的な高温化を防止して品質の向上を図ることができる。

　さらに、太陽熱集熱装置２１０によれば、ケーシング２１１上をその長手方向に沿う経路Ｘ１１を辿る反射光Ｒ１１については、ケーシング２１１から遠距離となるヘリオスタット２２２を用いる。そして、太陽熱集熱装置２１０によれば、ケーシング２１１上をその短手方向に沿う経路Ｘ１２を辿る反射光Ｒ１２については、ケーシング２１１から近距離となるヘリオスタット２２３を用いる。従って、太陽熱集熱装置２１０によれば、ヘリオスタット入替時の受熱器２１３の部分的な高温化を防止して、品質の向上を図ることができる。

　次に、本発明に係る第三実施形態の太陽熱集熱装置の運転方法及び太陽熱集熱装置について説明する。なお、以下の第三実施形態において、前述した第二実施形態と重複する構成要素や機能的に同様な構成要素については、図中に同一符号あるいは相当符号を付することによって説明を簡略化あるいは省略する。

　図１９に示すように、本発明に係る第三実施形態の太陽熱集熱装置２３０の運転方法は、定期的なヘリオスタット入替時において、制御部２１７は、ヘリオスタット２２２，２２３の反射光Ｒ１４，１５の辿る経路Ｘ１４，Ｘ１５を上下左右の２軸に設定している。

　太陽熱集熱装置２３０は、ケーシング２１１上をその長手方向に沿う経路Ｘ１４を辿る反射光Ｒ１４については、ケーシング２１１から遠距離となるヘリオスタット２２２を用いる。
　そのため、ケーシング２１１から遠距離となるヘリオスタット２２２からの反射光Ｒ１４により照射スポットＡ１４を創生する。

　また、太陽熱集熱装置２３０は、ケーシング２１１上をその短手方向に沿う経路Ｘ１５を辿る反射光Ｒ１５については、ケーシング２１１から近距離となるヘリオスタット２２３を用いる。そのため、ケーシング２１１から近距離となるヘリオスタット２２３からの反射光Ｒ１５により照射スポットＡ１５を創生する。

　第三実施形態の太陽熱集熱装置２３０の運転方法によれば、制御部２１７が、ヘリオスタット２２２，２２３の反射光Ｒ１４，１５の辿る経路Ｘ１４，Ｘ１５を上下左右の２軸に設定している。従って、太陽熱集熱装置２３０の運転方法によれば、各ヘリオスタット２２２，２２３の使用電力を抑制できる。

　また、太陽熱集熱装置２３０によれば、制御部２１７が、ヘリオスタット２２２，２２３の反射光Ｒ１４，１５の辿る経路Ｘ１４，Ｘ１５を上下左右の２軸に設定している。従って、太陽熱集熱装置２３０によれば、各ヘリオスタット２２２，２２３の使用電力を抑制できる。

　以上述べたように、本実施形態の太陽熱集熱装置の運転方法及び太陽熱集熱装置によれば、ヘリオスタット入替時の受熱器の部分的な高温化を防止して、品質の向上を図ることができる。以上の結果として、地球温暖化の防止、化石燃料の使用抑制の観点を考慮して自然エネルギーを利用した有益な発電を提供でき、本実施形態の産業上の利用可能性は大きいといえる。

　以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付のクレームの範囲によってのみ限定される。

　本発明は、ヘリオスタット制御方法、ヘリオスタット制御装置および集熱設備に関する。本発明によれば、必要な鏡を選択して使用する集熱設備において、時々刻々変化する状況に適切に対応でき、かつ、より適切な入熱量や入熱分布を得ることができる。
　本発明は、太陽熱発電プラントや化学プラントに適用されて太陽熱エネルギーを集熱して利用する太陽熱集熱装置の運転方法及び太陽熱集熱装置に関する。本発明によれば、ヘリオスタット入替時の受熱器の部分的な高温化を防止して、品質の向上を図ることができる。

　１…太陽熱発電設備
　１０…ヘリオスタット
　１１…反射鏡
　１２…支持脚
　１３…駆動制御器
　２０…受熱器
　２１…受熱部
　２２…下部ヘッダ
　２３…上部ヘッダ
　２４…受熱管
　２５…入口配管
　２６…出口配管
　２９…支持具
　３１…ケーシング
　３２…天板
　３３…側板
　３４…傾斜板
　３５…開口
　３６…底板
　４０…直達日射計
　５０…ガスタービン
　６０…タワー
　１００…ヘリオスタット制御装置
　１１１…気象情報取得部
　１１２…状態情報取得部
　１１３…上位装置通信部
　１２１…状態判定部
　１２２…周期決定部
　１３０…ヘリオスタット制御部
　１３１…選択パターン取得部
　１３２…制御信号生成部
　１３３…制御信号送信部
　１５０…上位装置
　２１０…太陽熱集熱装置
　２１１…ケーシング
　２１２…開口部
　２１３…受熱器
　２１４…タワー部（タワー）
　２１５…ヘリオスタット
　２１６…駆動制御部
　２１７…制御部
　２２２…ヘリオスタット
　２２３…ヘリオスタット
　２３０…太陽熱集熱装置

Claims

　受熱器と、前記受熱器に対する太陽光照射のＯＮ／ＯＦＦを切替可能な複数のヘリオスタットとを具備して、前記ヘリオスタットの照射する太陽光を受けて前記受熱器が集熱する集熱設備のヘリオスタット制御方法であって、
　少なくとも気象情報に基づいて、前記複数のヘリオスタットのＯＮ／ＯＦＦの組み合わせである選択パターンを求め、得られた選択パターンに従って前記複数のヘリオスタットのＯＮ／ＯＦＦ制御を行うヘリオスタット制御ステップを具備して、当該ヘリオスタット制御ステップを周期的に繰り返し実行し、
　さらに、前記ヘリオスタット制御ステップの実行形態を決定する形態決定ステップを具備するヘリオスタット制御方法。
　請求項１に記載のヘリオスタット制御方法であって、
　前記形態決定ステップにて、前記ヘリオスタット制御ステップの実行形態として、前記ヘリオスタット制御ステップの実行周期を決定するヘリオスタット制御方法。
　請求項１または請求項２に記載のヘリオスタット制御方法であって、
　前記形態決定ステップにて、前記ヘリオスタット制御ステップの実行形態として、前記ヘリオスタット制御ステップにて前記選択パターンを求める処理を実行中のときに当該処理におけるデータを破棄して前記選択パターンを求める処理を終了するか否かを決定するヘリオスタット制御方法。
　請求項１から３のいずれか一項に記載のヘリオスタット制御方法であって、
　前記形態決定ステップにて、前記ヘリオスタット制御ステップの実行形態として、前記ヘリオスタット制御ステップにて行う前記選択パターンを求める処理を簡略化するか否かを決定するヘリオスタット制御方法。
　請求項１から４のいずれか一項に記載のヘリオスタット制御方法であって、
　気象情報、前記受熱器の状態情報、または、前記受熱器が供給すべき熱量を示す情報の少なくともいずれか１つに基づいて、前記集熱設備の集熱状態が通常状態にあるか要処理状態にあるかを判定する状態判定ステップを具備し、
　前記形態決定ステップにて、前記状態判定ステップでの判定結果に基づいて、前記ヘリオスタット制御ステップの実行形態を決定するヘリオスタット制御方法。
　受熱器に対する太陽光照射のＯＮ／ＯＦＦを切替可能な複数のヘリオスタットを制御するヘリオスタット制御装置であって、
　少なくとも気象情報に基づいて、前記複数のヘリオスタットのＯＮ／ＯＦＦの組み合わせである選択パターンを求め、得られた選択パターンに従って前記複数のヘリオスタットのＯＮ／ＯＦＦ制御を行う処理を周期的に繰り返し実行するヘリオスタット制御部と、
　前記ヘリオスタット制御部の実行形態を決定する形態決定部と、
　を具備するヘリオスタット制御装置。
　請求項６に記載のヘリオスタット制御装置であって、
　前記形態決部は、前記ヘリオスタット制御部の実行形態として、前記ヘリオスタット制御部の実行周期を決定するヘリオスタット制御装置。
　請求項６または請求項７に記載のヘリオスタット制御装置であって、
　前記形態決定部は、前記ヘリオスタット制御部の実行形態として、当該ヘリオスタット制御部が前記選択パターンを求める処理を実行中のときに当該処理におけるデータを破棄して前記選択パターンを求める処理を終了するか否かを決定するヘリオスタット制御装置。
　請求項６から８のいずれか一項に記載のヘリオスタット制御装置であって、
　前記形態決定部は、前記ヘリオスタット制御部の実行形態として、当該ヘリオスタット制御部の行う前記選択パターンを求める処理を簡略化するか否かを決定するヘリオスタット制御装置。
　請求項６から９のいずれか一項に記載のヘリオスタット制御装置であって、
　気象情報、前記受熱器の状態情報、または、前記受熱器が供給すべき熱量を示す情報の少なくともいずれか１つに基づいて、前記集熱設備の集熱状態が通常状態にあるか要処理状態にあるかを判定する状態判定部を具備し、
　前記形態決定部が、前記状態判定部の判定結果に基づいて、前記ヘリオスタット制御部の実行形態を決定するヘリオスタット制御装置。
　請求項６から１０のいずれか一項に記載のヘリオスタット制御装置を具備する集熱設備。
　入光用の開口部を備え内部に受熱器を収容したケーシングと、
　前記ケーシングを上部に配置するタワーと、
　前記タワーの周囲に配置され太陽光を反射させる複数のヘリオスタットと、
　前記ヘリオスタットの反射光が開口内に集光される集光位置とケーシング外に逃げる退避位置とに切替えて配置されるようにヘリオスタットを駆動制御する駆動制御部と、を備えた太陽熱集熱装置の運転方法において、
　前記ケーシングの耐熱強度と、前記ヘリオスタットを駆動する際に要する消費電力と、に基づき、前記切替時に前記ヘリオスタットの反射光の辿る経路が複数方向に分散されるように前記ヘリオスタットを駆動制御する太陽熱集熱装置の運転方法。
　請求項１２に記載の太陽熱集熱装置の運転方法において、
　前記各ヘリオスタットを駆動制御する時の姿勢変化速度が一定の下、前記ケーシング上をその長手方向に沿う経路を辿る反射光については、前記ケーシングから遠距離となる前記ヘリオスタットを用い、前記ケーシング上をその短手方向に沿う経路を辿る反射光については、前記ケーシングから近距離となる前記ヘリオスタットを用いる太陽熱集熱装置の運転方法。
　請求項１２または請求項１３に記載の太陽熱集熱装置の運転方法において、
　前記ヘリオスタットの反射光の辿る経路が上下左右の２軸である太陽熱集熱装置の運転方法。
　入光用の開口部を備え内部に受熱器を収容したケーシングと、
　前記ケーシングを上部に配置するタワーと、
　前記タワーの周囲に配置され太陽光を反射させる複数のヘリオスタットと、
　前記ヘリオスタットの反射光が開口内に集光される集光位置とケーシング外に逃げる退避位置とに切替えて配置されるようにヘリオスタットを駆動制御する駆動制御部と、
　前記ケーシングの耐熱強度と、前記ヘリオスタットを駆動する際に要する消費電力と、に基づき、前記切替時に前記ヘリオスタットの反射光の辿る経路が複数方向に分散されるように前記ヘリオスタットを駆動制御する制御部と、を備える太陽熱集熱装置。
　請求項１５に記載の太陽熱集熱装置において、
　前記制御部は、前記各ヘリオスタットを駆動制御する時の姿勢変化速度が一定の下、前記ケーシング上をその長手方向に沿う経路を辿る反射光については、前記ケーシングから遠距離となる前記ヘリオスタットを用い、前記ケーシング上をその短手方向に沿う経路を辿る反射光については、前記ケーシングから近距離となる前記ヘリオスタットを用いる太陽熱集熱装置。
　請求項１５または請求項１６に記載の太陽熱集熱装置において、
　前記ヘリオスタットの反射光の辿る経路が上下左右の２軸である太陽熱集熱装置。