專利名稱：太陽熱能轉(zhuǎn)換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
近年來，地球溫室化愈加嚴(yán)重，甚至可能會(huì)威脅到未來人類的生存。其主要原因在 于，進(jìn)入二十世紀(jì)以來大量使用化石燃料作為能源而釋放到大氣中的二氧化碳(co2)。因 此，在不遠(yuǎn)的將來，將不允許我們?cè)倮^續(xù)這樣使用化石燃料。另一方面，隨著中國、印度、巴 西等所謂發(fā)展中國家的經(jīng)濟(jì)高速增長，能源需求也在增大，曾經(jīng)被認(rèn)為是取之不盡的石油、 天然氣也將逐漸走向枯竭。根據(jù)過去和現(xiàn)在原油價(jià)格的急劇上漲也足以推測(cè)到，如果以這樣的狀態(tài)發(fā)展下 去，在二十年至三十年之后將不能利用石油、天然氣等化石燃料作為廉價(jià)能源。因此，為了 實(shí)現(xiàn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，需要人們探索不排放二氧化碳且不依存于有限的化石燃料的新能 源和新燃料。
背景技術(shù)：
作為替代石油、天然氣等化石燃料的替代能源，現(xiàn)在正在研究煤能、生物質(zhì)能、核 能、風(fēng)能和太陽能等自然能源。在使用煤能作為替代能源的情況下，存在由于煤的燃燒而釋放大量二氧化碳這一 問題。對(duì)此，雖然提出了在燃燒時(shí)回收二氧化碳并將其貯存于地下的方案，并進(jìn)行了大量的 研究，但對(duì)于長期穩(wěn)定的貯存方法仍存在不確定性，另外適于貯存的場(chǎng)所也是分布不均的。 而且，二氧化碳的回收、輸送、埋入地下都需要大量的成本，這也是一個(gè)問題。另外，煤燃燒 產(chǎn)生的硫氧化物(sox)、煙霧等可能會(huì)導(dǎo)致環(huán)境問題，這也是一個(gè)問題。近年來，作為替代能源的生物質(zhì)能、尤其是以乙醇為主的生物燃料備受人們關(guān)注。 但是，由植物生成乙醇及乙醇的濃縮需要大量的能源，在能源效率方面存在不利之處。而 且，在使用玉米、大豆、甘蔗等作為用于制造生物燃料的原料的情況下，由于它們當(dāng)然也可 用作糧食和飼料，所以會(huì)導(dǎo)致糧食和飼料的價(jià)格高漲。因此，除了巴西等特殊地域，不能考 慮將生物質(zhì)能作為實(shí)質(zhì)性的能源。利用核能作為替代能源時(shí)，由于對(duì)于核電站所產(chǎn)生的放射性廢棄物的處理尚未找 到完善的解決方法，而且基于人們對(duì)核擴(kuò)散的恐慌產(chǎn)生了大量反對(duì)意見，所以無法期待在 核能的利用上會(huì)有全球性的重大進(jìn)展。相反，長期來看，伴隨著核反應(yīng)堆的老化，廢棄的核 反應(yīng)堆會(huì)增加，因此預(yù)計(jì)將會(huì)逐漸減少利用核能作為替代能源。如上所述，不能說煤能、生物質(zhì)能和核能中的任何一種能源解決了可持續(xù)性以及 與地球溫室化相關(guān)的二氧化碳產(chǎn)生的問題。因此，作為理想的能源，必然要考慮風(fēng)能、太陽 能這種自然能源。關(guān)于利用風(fēng)能作為替代能源，近年來，世界各國正在逐漸推廣風(fēng)力發(fā)電。但是，風(fēng) 速穩(wěn)定、不會(huì)遭受臺(tái)風(fēng)、颶風(fēng)、雷擊等災(zāi)害襲擊、且由風(fēng)力發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的噪音也不構(gòu)成問 題的條件適宜的場(chǎng)所是有限的。因此，雖然風(fēng)能是替代能源的重要候選能源，但是僅僅靠它 是不夠的。作為替代能源，最穩(wěn)定且大量的自然能源是太陽能。尤其是在被稱為世界陽光帶
4(sunbelt)地帶的赤道附近，有著廣闊的沙漠，照射到這里的太陽能可以說是真正取之不盡 的。與此相關(guān)，只要使用在美國西南部漫延的沙漠的僅僅百分之幾，就能夠?qū)嶋H取得7000GW 的能量。還有，只要使用阿拉伯半島、非洲北部沙漠的僅僅百分之幾，就能夠完全供應(yīng)全人 類所需要的能量。雖然太陽能是非常重要的替代能源，但是要想在社會(huì)活動(dòng)中充分利用太陽能，還 存在下述問題，即(1)太陽能的能量密度低，和(2)太陽能難以存儲(chǔ)以及輸送。對(duì)此，就太陽能的能量密度低的問題，提出了用巨大的聚光裝置來收集太陽能的 解決方案。但是，太陽能的存儲(chǔ)以及輸送，尤其是在能量的輸送距離長且輸送量大的情況 下，非常困難。一般來說，太陽能可以通過太陽能電池直接轉(zhuǎn)換為作為二次能源的電能，或通過 蒸汽渦輪機(jī)等間接轉(zhuǎn)換為電能，變?yōu)楸阌诶靡约拜斔偷男螒B(tài)。在將太陽能轉(zhuǎn)換為電力的 情況下，可通過輸電線輸送電能，所以從原理方面來說可解決能源輸送的問題。但是，在將 利用太陽能取得電能的設(shè)備設(shè)置于太陽能豐富的沙漠地帶的情況下，必須新建且維護(hù)大容 量的輸電線，這也是困難重重。而且，將通過例如沙漠地帶的設(shè)備從太陽能所得到的電能越 洋大量輸送至其他大陸和/或島嶼，是非常困難的。另外，有時(shí)電力的存儲(chǔ)也是個(gè)問題。一直以來，世界各國都將用于存儲(chǔ)電力的蓄電 池的開發(fā)作為一個(gè)重大課題來進(jìn)行研究。但是，即使是最尖端的鋰離子電池，對(duì)于大電力的 存儲(chǔ)來說仍然不夠，尤其是對(duì)于大電力用的蓄電池而言，必須進(jìn)行與安全性相關(guān)的進(jìn)一步 的開發(fā)。另外，就從太陽能取得電能的設(shè)備而言，存在由于氣候惡劣等導(dǎo)致發(fā)電困難的情 況，除了蓄電池外還需要巨大的蓄熱裝置及輔助鍋爐等，這些都會(huì)導(dǎo)致建設(shè)成本龐大。另外，對(duì)于將作為一次能源的太陽能轉(zhuǎn)換成作為二次能源的氫氣，和利用這樣所 得的氫氣作為原料來合成氨氣和/或甲烷等這一課題，已經(jīng)有所研究(特開2006-319291 號(hào)公報(bào))。氫氣作為清潔能源備受人們關(guān)注，但是與電力一樣，其存儲(chǔ)是個(gè)大問題。近年來， 為了對(duì)燃料電池供給氫氣，而進(jìn)行了大量與氫氣的存儲(chǔ)相關(guān)的研究，也逐漸發(fā)現(xiàn)其實(shí)用化 并非易事。另外，關(guān)于氫氣的輸送，氫氣管線的建設(shè)比輸電線的建設(shè)還困難，尤其是建設(shè)用 于向使用者供給氫氣的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)氫氣管線非常困難。另外，液態(tài)氫氣的保存必須在_253°C 下進(jìn)行，因此，現(xiàn)在還沒有考慮將其應(yīng)用到宇宙開發(fā)這樣的特殊用途以外。

發(fā)明內(nèi)容
如上所述，現(xiàn)在全世界正在為將終極可持續(xù)能源太陽能轉(zhuǎn)換為作為二次能源的電 力、氫氣等而努力，但對(duì)此存在著與存儲(chǔ)以及輸送相關(guān)的重大問題。如果不解決該與存儲(chǔ)以 及輸送相關(guān)的問題，就難以使該能源在世界上流通，也難以將其應(yīng)用于車輛、航空器、船舶 等移動(dòng)體。本發(fā)明的目的在于，解決與太陽能的存儲(chǔ)以及輸送相關(guān)的問題，由此能夠在世界 上利用太陽能，解決溫室效應(yīng)氣體二氧化碳的產(chǎn)生的問題以及石油枯竭的問題。意圖解決上述問題的第一組的方法，如下述的(A1) (A20)所記載的那樣(A1). 一種太陽熱能轉(zhuǎn)換方法，該方法是將在第一地域得到的太陽熱能轉(zhuǎn)換為在 日照量少于該第一地域的第二地域中使用的驅(qū)動(dòng)能的方法，其特征在于，具有下述工序
合成工序，在所述第一地域，作為能源僅使用取得的太陽熱能，來由空氣和水合成
氨氣；輸送工序，將所述氨氣從所述第一地域輸送到所述第二地域；燃燒工序，在所述第二地域，以生成氮?dú)夂退姆绞饺紵霭睔猓纱说玫津?qū)動(dòng) 能。(A2).根據(jù)上述(A1)項(xiàng)所述的太陽熱能轉(zhuǎn)換方法，其中，在所述輸送工序中，利用所述氨氣作為燃料，來得到實(shí)施所述輸送所必需的電力 和/或動(dòng)力的至少一部分。(A3).根據(jù)上述(A1)或(A2)項(xiàng)所述的太陽熱能轉(zhuǎn)換方法，其中，通過所述燃燒生成的氮?dú)夂退环湃氪髿庵校⒛軌蛟谒龊铣晒ば蛑幸园睔?的形式被再生利用。(A4).根據(jù)上述(A1) (A3)中任一項(xiàng)所述的太陽熱能轉(zhuǎn)換方法，其中，所述驅(qū)動(dòng)能是利用內(nèi)燃機(jī)取得的。(A5).根據(jù)上述(A1) (A4)中任一項(xiàng)所述的太陽熱能轉(zhuǎn)換方法，其中，所述合成工序包括步驟(1)和步驟(2)步驟(1)利用所述取得的太陽熱能的一部分，來進(jìn)行由水生成氫氣的反應(yīng)；步驟(2)利用所述取得的太陽熱能的另一部分，來進(jìn)行由氮?dú)夂驮诓襟E(1)中得 到的氫氣合成氨氣的反應(yīng)。(A6).根據(jù)上述(A1) (A5)中任一項(xiàng)所述的太陽熱能轉(zhuǎn)換方法，其中，利用所述取得的太陽熱能，來得到實(shí)施所述合成工序所必需的電力和/或動(dòng)力的 至少一部分。(A7).根據(jù)上述(A1) (A6)中任一項(xiàng)所述的太陽熱能轉(zhuǎn)換方法，其中，利用合成的氨氣作為燃料，來得到實(shí)施所述合成工序所必需的電力、動(dòng)力和/或 熱的至少一部分。(A8).根據(jù)上述(A5) (A7)中任一項(xiàng)所述的太陽熱能轉(zhuǎn)換方法，其中，在所述步驟(1)中，將所述取得的太陽熱能直接作為熱源來利用，進(jìn)行由水生成 氫氣的反應(yīng)。(A9).根據(jù)上述(A8)項(xiàng)所述的太陽熱能轉(zhuǎn)換方法，其中，通過盤式拋物面型聚光裝置和/或太陽塔型聚光裝置得到在步驟(1)中作為熱源 利用的所述太陽熱能的至少一部分。(A10).根據(jù)上述(A6)或(A7)項(xiàng)所述的太陽熱能轉(zhuǎn)換方法，其中，在步驟(1)中，作為熱源利用所述電力，來進(jìn)行由水生成氫氣的反應(yīng)。(All).根據(jù)上述(A6)或(A7)項(xiàng)所述的太陽熱能轉(zhuǎn)換方法，其中，在步驟(1)中，利用所述電力對(duì)水進(jìn)行電解，來進(jìn)行由水生成氫氣的反應(yīng)。(A12).根據(jù)上述(A10)或(All)項(xiàng)所述的太陽熱能轉(zhuǎn)換方法，其中，通過槽式拋物面型聚光裝置取得所述太陽熱能。(A13).根據(jù)上述(A5) (A12)中任一項(xiàng)所述的太陽熱能轉(zhuǎn)換方法，其中，在步驟(2)中，直接利用所述取得的太陽熱能作為熱源且/或作為動(dòng)力源，來由氮 氣和氫氣合成氨氣。
(A14).根據(jù)上述(A13)項(xiàng)所述的太陽熱能轉(zhuǎn)換方法，其中，通過槽式拋物面型聚光裝置取得在步驟(2)中作為熱源利用的所述太陽熱能。(A15).根據(jù)上述(A5) (A7)中任一項(xiàng)所述的太陽熱能轉(zhuǎn)換方法，其中，在步驟(1)中，作為熱源直接利用所述取得的太陽熱能，來進(jìn)行由水生成氫氣的 反應(yīng)；通過盤式拋物面型聚光裝置和/或太陽塔型聚光裝置得到在步驟(1)中作為熱源利 用的所述太陽熱能的至少一部分；在步驟(2)中，作為熱源且/或作為動(dòng)力源直接利用所述 取得的太陽熱能，來進(jìn)行由氮?dú)夂蜌錃夂铣砂睔獾姆磻?yīng)；并且通過槽式拋物面型聚光裝置 取得在步驟(2)中作為熱源利用的所述太陽熱能。(A16).根據(jù)上述(A6)或(A7)項(xiàng)所述的太陽熱能轉(zhuǎn)換方法，其中，通過利用所述電力和/或動(dòng)力的空氣的深冷分離得到所述氮?dú)狻?A17).根據(jù)上述(A5) (A15)中任一項(xiàng)所述的太陽熱能轉(zhuǎn)換方法，其中，通過使步驟(1)中得到的氫氣燃燒來消耗空氣中的氧氣，從而得到所述氮?dú)狻?A18). 一種將太陽熱能作為驅(qū)動(dòng)能使用的方法，該方法是將在第一地域得到的太 陽熱能作為在日照量少于該第一地域的第二地域中使用的驅(qū)動(dòng)能來使用的方法，其特征在 于，具有下述工序在所述第一地域，作為能源僅使用取得的太陽熱能，來由空氣和水合成氨氣；為了通過以生成氮?dú)夂退姆绞饺紵霭睔鈦砣〉抿?qū)動(dòng)能，將所述氨氣輸送到 所述第二地域。(A19). 一種將太陽熱能作為驅(qū)動(dòng)能使用的方法，該方法是將在第一地域得到的太 陽熱能作為在日照量少于該第一地域的第二地域中使用的驅(qū)動(dòng)能來使用的方法，其特征在 于，具有下述工序在所述第二地域，接收通過作為能源僅使用在所述第一地域取得的太陽熱能來由 空氣和水合成的氨氣；在所述第二地域，通過以生成氮?dú)夂退姆绞饺紵霭睔鈦淼玫津?qū)動(dòng)能。(A20). 一種將太陽熱能轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)能的方法，該方法是將在第一地域得到的太陽 熱能轉(zhuǎn)換為在日照量少于該第一地域的第二地域中使用的驅(qū)動(dòng)能的方法，其特征在于，具 有下述工序通過所述第一地域的太陽熱能取得設(shè)備聚集太陽光，來取得太陽熱能；通過所述第一地域的氨氣合成設(shè)備，作為能源僅使用所述取得的太陽熱能來由空 氣和水合成氨氣；通過所述第一地域的氨氣液化設(shè)備使所述氨氣液化；通過氨氣輸送設(shè)施，將所述液氨從所述第一地域輸送到所述第二地域；通過所述第二地域的驅(qū)動(dòng)能生成設(shè)備，以生成氮?dú)夂退姆绞饺紵霭睔鈦淼?到驅(qū)動(dòng)能。意圖解決上述問題的第二組的方法，如下述的(Bi) (B14)所記載的那樣(Bi). 一種太陽熱能存儲(chǔ)方法，含有下述工序，工序(a)取得太陽熱能；工序(b)利用取得的所述太陽熱能的一部分，進(jìn)行由水生成氫氣的反應(yīng)；以及工序(c)利用取得的所述太陽熱能的另一部分，進(jìn)行由氮?dú)夂凸ば?b)中得到的
7氫氣來合成氨氣的反應(yīng)。(B2).如上述(Bi)項(xiàng)所述的太陽熱能存儲(chǔ)方法，利用工序(a)中取得的太陽熱能， 來得到實(shí)施該方法所必需的電力和/或動(dòng)力的至少一部分。(B3).如上述(Bi)或(B2)項(xiàng)所述的太陽熱能存儲(chǔ)方法，利用合成的氨氣作為燃 料，來得到實(shí)施該方法所必需的電力、動(dòng)力和/或熱的至少一部分。(B4).如上述(Bi) (B3)的任一項(xiàng)所述的太陽熱能存儲(chǔ)方法，僅利用工序(a)中 得到的太陽熱能作為能源。(B5).如上述(Bi) (B4)的任一項(xiàng)所述的太陽熱能存儲(chǔ)方法，在工序(b)中，作 為熱源直接利用工序(a)中得到的太陽熱能，來進(jìn)行由水生成氫氣的反應(yīng)。(B6).如上述(B5)項(xiàng)所述的太陽熱能存儲(chǔ)方法，通過盤式拋物面型聚光裝置和/ 或太陽塔型聚光裝置得到在工序(b)中作為熱源利用的所述太陽熱能的至少一部分。(B7).如上述(B2)或(B3)項(xiàng)所述的太陽熱能存儲(chǔ)方法，在工序(b)中利用所述電 力作為熱源，來進(jìn)行由水生成氫氣的反應(yīng)。(B8).如上述(B2)或(B3)項(xiàng)所述的太陽熱能存儲(chǔ)方法，在工序(b)中利用所述電 力使水電解，來進(jìn)行由水生成氫氣的反應(yīng)。(B9).如上述(B7)或(B8)的任一項(xiàng)所述的太陽熱能存儲(chǔ)方法，在工序(a)中通過 槽式拋物面型聚光裝置來取得所述太陽熱能。(BlO).如上述(Bi) (B9)的任一項(xiàng)所述的太陽熱能存儲(chǔ)方法，在工序(c)中，將 工序(a)中取得的太陽熱能直接作為熱源、并且/或者作為動(dòng)力源來利用，由氮?dú)夂蜌錃夂?成氨氣。(Bll).如上述(BlO)項(xiàng)所述的太陽熱能存儲(chǔ)方法，通過槽式拋物面型聚光裝置來 取得在工序(c)中作為熱源利用的所述太陽熱能。(B12).如上述(Bi) (B4)的任一項(xiàng)所述的太陽熱能存儲(chǔ)方法，在工序(b)中，將工序(a)中取得的太陽熱能直接作為熱源利用，進(jìn)行由水生成氫 氣的反應(yīng)；通過盤式拋物面型聚光裝置和/或太陽塔型聚光裝置得到在工序(b)中作為熱源 利用的所述太陽熱能的至少一部分；在工序(c)中，將工序(a)中取得的太陽熱能直接作為熱源、并且/或者作為動(dòng)力 源來利用，進(jìn)行由氮?dú)夂蜌錃夂铣砂睔獾姆磻?yīng)；并且通過槽式拋物面型聚光裝置來取得在工序(C)中作為熱源利用的所述太陽熱能。(B13).如上述(B2)或(B3)項(xiàng)所述的方法，通過利用所述電力和/或動(dòng)力的空氣 的深冷分離來得到所述氮?dú)狻?B14).如上述(Bi) (B12)的任一項(xiàng)所述的太陽熱能存儲(chǔ)方法，通過使工序(b) 中得到的氫氣燃燒來消耗空氣中的氧氣，來得到所述氮?dú)?。根?jù)上述的方法，通過轉(zhuǎn)換或存儲(chǔ)并利用可謂取之不竭的太陽熱能，能夠解決地 球溫室化問題以及石油、天然氣枯竭這樣的問題。


圖1是用于說明轉(zhuǎn)換系統(tǒng)1的一例的圖。
圖2是用于說明轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2的一例的圖。圖3是用于說明轉(zhuǎn)換系統(tǒng)1的能量流動(dòng)的圖。圖4是表示盤式拋物面型聚光裝置的概略的圖。圖5是表示太陽塔型聚光裝置的概略的圖。圖6是表示槽式拋物面型聚光裝置的概略的圖。圖7是表示實(shí)施太陽熱能存儲(chǔ)方法的設(shè)備的例子的圖。
具體實(shí)施例方式關(guān)于太陽能的存儲(chǔ)以及輸送，作為能夠由水、空氣和太陽熱能制造且容易存儲(chǔ)以 及輸送的液體燃料的候選，可以考慮下面三種物質(zhì)，即(1)過氧化氫(H2O2)(2)胼(NH2NH2)(3)氨氣(NH3)如果考慮物質(zhì)的操作難易度，則可以認(rèn)為，上述三種物質(zhì)中氨氣是有益候選。氨氣 是強(qiáng)刺激性氣體，是吸入高濃度的氣體時(shí)會(huì)造成呼吸系統(tǒng)損傷的劇毒物質(zhì)，但由于其具有 強(qiáng)烈的臭味，所以當(dāng)泄漏達(dá)到5ppm左右時(shí)就能夠被人們檢測(cè)到，這是致死量的1/1000以 下，因此在實(shí)際的市場(chǎng)上，事故案例極少。例如，雖然氨氣和氯氟化碳?xì)怏w(fron gas)并列 作為漁船等的冷凍機(jī)的制冷介質(zhì)使用，但氨氣泄漏時(shí)的死亡事故為無害無味的氯氟化碳?xì)?體泄漏時(shí)的死亡事故的1/10左右。另外，氨氣輸送中的爆炸災(zāi)害為汽油、液化石油氣(LPG) 的1/5以下。另外，現(xiàn)在世界上氨氣的產(chǎn)量為每年約1. 5億噸，主要作為肥料大量使用。根據(jù)如 此在市場(chǎng)上大量使用的業(yè)績(jī)，也可以認(rèn)為，氨氣具有足夠的社會(huì)接受性。氨氣的物理特質(zhì)與LPG接近，常溫下在8個(gè)大氣壓左右即可輕松液化，另外，在其 存儲(chǔ)以及輸送方面也有足夠的業(yè)績(jī)，不存在特別的問題。另外，氨氣被定義為不燃性物質(zhì)， 難以著火，即使著火了，燃燒速度也很緩慢、可燃范圍也較窄，所以可以認(rèn)為在其操作上不 存在特別的問題。雖然氨氣的能量密度是汽油的一半左右，與甲醇大致相同，但理論混合比條件下 的發(fā)熱量在汽油以上，因而氨氣作為燃料也適合用于移動(dòng)體。而且，能夠用油船將其運(yùn)送至 遠(yuǎn)方的火力發(fā)電站，替代天然氣、煤進(jìn)行燃燒，這種情況下的效率，從理論上可以認(rèn)為，超過 天然氣、煤。可以在氨氣的燃燒中進(jìn)行下面的式A所示的燃燒反應(yīng)，即2NH3+3/202 — N2+3H20+ (放熱)(式 A)即，在氨氣的燃燒中，不生成二氧化碳，因此不存在地球溫室化方面的問題。另外，在例如特開5-332152號(hào)等文獻(xiàn)中記載有上述那樣使氨氣燃燒而得到動(dòng)力 的方案。(能量轉(zhuǎn)換方法)利用圖1來說明將太陽熱能轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)能的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)1。轉(zhuǎn)換系統(tǒng)1包括對(duì)太陽光200進(jìn)行聚光來生成太陽熱能的太陽熱能取得設(shè)備 10;利用太陽熱能、由水和空氣來合成氨氣的氨氣合成設(shè)備20 (氨氣合成的詳細(xì)情況將在后文中的“太陽熱能存儲(chǔ)方法”的相關(guān)內(nèi)容中敘述)；氨氣輸送設(shè)施30 ；和燃燒氨氣來生成 驅(qū)動(dòng)能的驅(qū)動(dòng)能生成設(shè)備40。太陽熱取得設(shè)備10和氨氣合成設(shè)備20配置在第一地域3，驅(qū)動(dòng)能生成設(shè)備40配 置在地理上不同于第一地域3的第二地域5。如后所述，由空氣和水合成氨氣的反應(yīng)，整體來看是吸熱反應(yīng)。因此，氨氣合成設(shè) 備20利用太陽熱能作為反應(yīng)熱，由空氣中所含的氮?dú)?N2)和水(HO2)來生成氨氣(NH3)以 及氧氣(O2)。所生成的氨氣被任意液化，通過氨氣輸送設(shè)施30作為燃料被從第一地域3輸 送到第二地域5。在第二地域5，通過驅(qū)動(dòng)能生成設(shè)備40，以生成氮?dú)夂退姆绞饺紵睔猓?從而生成驅(qū)動(dòng)能240和熱能250。氮?dú)夂退窃诖髿庵写罅看嬖诘臒o公害物質(zhì)。因此，燃燒生成的氮?dú)夂退环湃?到大氣中后，它們可以按照自然界存在的對(duì)流進(jìn)行循環(huán)，并可以再次作為位于第一地域3 的氨氣合成設(shè)備20的原料被利用。轉(zhuǎn)換系統(tǒng)1具有以太陽光200為輸入能量，輸出驅(qū)動(dòng)能240和熱能250的能量守 恒，另一方面，具有氮?dú)?水一氨氣+氧氣(氨氣合成)、氨氣+氧氣一氮?dú)?水(氨氣燃 燒)的循環(huán)環(huán)路(circulation loop)的物質(zhì)守恒。而且，在轉(zhuǎn)換系統(tǒng)1的全部工序中，不 需要含有碳原子的化學(xué)物質(zhì)，因此完全不會(huì)排放二氧化碳(CO2)。這樣，轉(zhuǎn)換系統(tǒng)1通過將由空氣和水所生成的氨氣作為傳遞太陽熱能的物質(zhì)來使 用，能夠?qū)⒃诘谝坏赜?取得的太陽熱能在第二地域5中作為驅(qū)動(dòng)能來利用。另外，轉(zhuǎn)換系 統(tǒng)1通過沒有碳原子的化學(xué)物質(zhì)(水、空氣中的氮?dú)?、氨?的循環(huán)來進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換，所 以在系統(tǒng)中的任何工序中都不會(huì)排放二氧化碳。另外，太陽熱取得設(shè)備10優(yōu)選配置在太陽光照射量大的地域，所以將第一地域確 定為日照量比利用驅(qū)動(dòng)能的第二地域大的地域。另外，氨氣合成設(shè)備20也排放氧氣。氧氣 是制造化學(xué)制品的貴重物質(zhì)，所以可以在第一地域設(shè)置氧氣利用設(shè)備。利用圖2來說明轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2的一例。如圖所示，氨氣合成設(shè)備20包括氨氣合成裝置22、氨氣液化裝置24、發(fā)電設(shè)備 25、液氨出廠設(shè)備26、和圖中未示出的用于冷卻水的冷卻塔、以及由井水、海水等精制水的 水處理裝置。所述氨氣液化裝置24通過冷卻水對(duì)壓縮了的氨氣進(jìn)行液化，通過制冷介質(zhì)使 液氨變?yōu)榈蜏?，該制冷介質(zhì)是通過使壓縮了的氨氣膨脹而得的；所述發(fā)電設(shè)備25通過使用 利用太陽熱能而生成的蒸汽的蒸汽渦輪機(jī)、或利用氨氣燃燒的燃?xì)鉁u輪機(jī)(包括與蒸汽渦 輪機(jī)的組合型)進(jìn)行發(fā)電。另外，對(duì)于氨氣合成設(shè)備22，可以參考后述的“太陽熱能存儲(chǔ)方 法”中的說明。氨氣輸送設(shè)施30，在海上輸送時(shí)使用液氨船32進(jìn)行輸送，在陸路輸送時(shí)使用油罐 車34或管道36進(jìn)行輸送。在第二地域5，通過氨氣接受設(shè)備42接受氨氣，或者直接將氨氣輸送至驅(qū)動(dòng)能生 成設(shè)備40。驅(qū)動(dòng)能生成設(shè)備40 (燃?xì)鉁u輪機(jī)、機(jī)動(dòng)車等)，使用內(nèi)燃機(jī)來燃燒氨氣而取得驅(qū) 動(dòng)能。這樣，轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2通過將由空氣和水所生成的氨氣作為傳遞太陽熱能的物質(zhì)來使 用，能夠?qū)⒃诘谝坏赜?取得的太陽熱能在第二地域5作為驅(qū)動(dòng)能來利用。另外，轉(zhuǎn)換系統(tǒng) 2通過沒有碳原子的化學(xué)物質(zhì)(水、空氣中的氮?dú)?、氨?的循環(huán)來進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換，所以在第一地域的太陽熱取得設(shè)備10、氨氣合成設(shè)備20和第二地域的驅(qū)動(dòng)能生成設(shè)備40中都不 會(huì)排放二氧化碳。利用圖3對(duì)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)1的能量流動(dòng)進(jìn)行說明。太陽光200，經(jīng)由太陽熱取得設(shè)備10被轉(zhuǎn)換為太陽熱能210。太陽熱能210，通過 氨氣合成設(shè)備20，被轉(zhuǎn)換為作為氨氣的勢(shì)能的化學(xué)能220。這里，太陽熱能210的一部分 215，作為熱源、動(dòng)力源和/或電源被氨氣合成設(shè)備20利用?；瘜W(xué)能220，借助氨氣輸送設(shè)施30被從第一地域3輸送到第二地域5。在輸送中， 氨氣輸送設(shè)施30，可以通過其內(nèi)燃機(jī)燃燒掉化學(xué)能的一部分(S卩，所輸送的氨氣的一部分) 作為輸送能量225 (輸送所必需的電力和/或動(dòng)力的至少一部分)利用。而且，化學(xué)能220， 在被氨氣輸送設(shè)施30消耗掉一部分而輸送至第二地域5之后，成為化學(xué)能230。在驅(qū)動(dòng)能合成設(shè)備40中以產(chǎn)生氮?dú)夂退姆绞饺紵睔猓瘜W(xué)能230轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng) 能240和熱能250而輸出(另外，雖然圖中未示出，但是在氨氣合成設(shè)備20以及氨氣輸送 設(shè)施30中，可產(chǎn)生廢棄熱能)。這樣，通過利用氨氣的化學(xué)能，將在第一地域3輸入的太陽光200輸送到第二地域 5作為驅(qū)動(dòng)能240以及熱能250。而且，轉(zhuǎn)換系統(tǒng)1無需利用太陽光200以外的能源。因 此，轉(zhuǎn)換系統(tǒng)1，能夠在系統(tǒng)內(nèi)的任一工序中都不排放二氧化碳的情況下將太陽熱能210轉(zhuǎn) 換為驅(qū)動(dòng)能240。(太陽熱能存儲(chǔ)方法)存儲(chǔ)太陽熱能的方法包括(a)取得太陽熱能的步驟；(b)利用取得的太陽熱能的 一部分作為例如熱源、動(dòng)力源和/或電源，尤其是直接作為熱源或作為電源使用，來進(jìn)行由 水生成氫氣的反應(yīng)的步驟；和(c)利用取得的太陽熱能的另一部分作為例如熱源、動(dòng)力源 和/或電源，尤其是作為熱源和/或動(dòng)力源使用，來進(jìn)行由氮?dú)庖约霸诓襟E(b)中得到的氫 氣合成氨氣的反應(yīng)的步驟。根據(jù)該能量存儲(chǔ)方法，通過利用太陽熱能來合成氨氣，能夠以氨氣的化學(xué)能的形 式存儲(chǔ)太陽熱能。在該方法的優(yōu)選方式中，利用在步驟(a)中取得的太陽熱能來得到實(shí)施該方法所 必需的電力和/或動(dòng)力的至少一部分。在其他優(yōu)選方式中，利用合成的氨氣作為燃料來得 到實(shí)施該方法所必需的電力、動(dòng)力和/或熱的至少一部分。另外，在該方法的其他優(yōu)選方式 中，僅利用在步驟(a)中取得的太陽熱能作為能源。這里，作為實(shí)施該方法所必需的電力，可以舉出用于驅(qū)動(dòng)使原料等流體流動(dòng)且/ 或?qū)ζ溥M(jìn)行壓縮的泵/壓縮機(jī)的電力、用于對(duì)熱源進(jìn)一步加熱的電力等。作為實(shí)施該方法 所必需的動(dòng)力，可以舉出用于驅(qū)動(dòng)使原料等流體流動(dòng)且/或?qū)ζ溥M(jìn)行壓縮的泵/壓縮機(jī)的 動(dòng)力等。另外，作為實(shí)施該方法所必需的熱，可以舉出用于對(duì)熱源進(jìn)一步加熱的熱等。這里， 通過電力供給用于熱源的熱能的一部分，會(huì)使得熱源的溫度高于通過太陽熱能直接得到的 溫度，因此優(yōu)選。根據(jù)這些方式，可以在減少、優(yōu)選消除石油之類的現(xiàn)有的化石燃料的使用的情況 下實(shí)施該方法。由水以及氮?dú)夂铣砂睔獾恼麄€(gè)反應(yīng)，如下面的式B所示N2+3H20 — 2NH3+3/202 (吸熱)(式 B)
在太陽熱能存儲(chǔ)方法中，利用太陽熱能作為用于反應(yīng)的能源，由水(H2O)和氮?dú)?(N2),經(jīng)由氫氣(H2)與氮?dú)?N2)的反應(yīng)合成氨氣(NH3)。關(guān)于太陽熱能存儲(chǔ)方法，下面將詳 細(xì)說明?！刺枱崮艽鎯?chǔ)方法-步驟(a)(取得太陽熱能)>在太陽熱能存儲(chǔ)方法中，在步驟(a)中，取得太陽熱能。在步驟(a)中，為取得太陽熱能，可利用任意的聚光裝置，例如可利用下述(1) (3)的聚光裝置。(1)盤式拋物面型(parabolic dish tpye)圖4所示的盤式拋物面型聚光裝置具有通過反射太陽光200來聚光的盤狀反射 部141 ；和接受聚集的光的受光部142，在該受光部142取得太陽熱能。可隨意利用熔融金 屬鈉那樣的熔融堿金屬、熔融鹽、油、水蒸氣等熱介質(zhì)，將在受光部142得到的太陽熱能移 動(dòng)至必要的位置。該類型的聚光裝置適合規(guī)模比較小的設(shè)備，作為太陽熱能，優(yōu)選以一萬瓦 幾 十萬瓦左右使用。一般來說，就該類型的聚光裝置而言，其聚光度大，因而能夠得到2000°C 以上的高溫?zé)嵩?，但是成本比較高。(2)太陽塔型圖5所示的太陽塔型聚光裝置具有用于反射并聚集太陽光200的多個(gè)定日鏡 (反射部)151 ；和接受聚集的光的受光部153，在該受光部152取得太陽熱能。這里，該受 光部153配置于受光塔152的上部。可隨意利用熱介質(zhì)，使在受光部153得到的太陽熱能 移動(dòng)至必要的位置。該類型的聚光裝置，適用于十兆瓦 數(shù)百兆瓦左右的大規(guī)模的設(shè)備。一般來說，該 類型的聚光裝置，其聚光度大，能夠得到幾千攝氏度CC )的高溫?zé)嵩?，但是太陽塔的建設(shè) 費(fèi)用高，反射鏡的控制也要求較高的技術(shù)。(3)槽式拋物面型圖6所示的槽式拋物面型聚光裝置具有用于反射并聚集太陽光200的槽型反射 部161 ；和接受聚集的光的受光部162，在該受光部142取得太陽熱能?？赏ㄟ^隨意地使熱 介質(zhì)經(jīng)由熱介質(zhì)流路163流通，使在受光部162得到的太陽熱能移動(dòng)至必要的位置。該類型的聚光裝置，其構(gòu)造簡(jiǎn)單且成本低廉，適用于大規(guī)模的設(shè)備。一般而言，適 用于數(shù)百兆瓦，但其聚光度低，得到的熱源為400 500°C的低溫?zé)嵩?。如上所述，聚光裝置各有優(yōu)點(diǎn)以及缺點(diǎn)。因此，在能量存儲(chǔ)方法中，可利用它們之 中的任一種聚光裝置或它們的組合。具體而言，可通過聚光度大的聚光裝置(例如盤式拋 物面型聚光裝置和/或太陽塔型聚光裝置)取得用于高溫?zé)嵩吹奶枱崮?，并且通過聚光 度小的聚光裝置(例如槽式拋物面型聚光裝置)取得其它的太陽熱能、例如用于產(chǎn)生低溫 熱源、動(dòng)力的太陽熱能。例如，可將通過聚光度大的聚光裝置所得到的太陽熱能控制在由聚光度大的聚光 裝置和聚光度小的聚光裝置所得到的太陽熱能的合計(jì)的1/2以下、例如1/3 1/2的范圍 內(nèi)。這樣，考慮到聚光設(shè)備整體的成本，有時(shí)優(yōu)選限制一般來說成本高的聚光度大的聚光裝 置的比例。<太陽熱能存儲(chǔ)方法_步驟(b)(制造氫氣)>
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就太陽熱能存儲(chǔ)方法而言，在步驟(b)中，利用取得的太陽熱能的一部分，尤其是 僅利用取得的太陽熱能作為能源來源，來進(jìn)行由水生成氫氣的反應(yīng)。在該步驟(b)中，為了由水得到氫氣，可以利用任意方法。具體而言，已知的有水 的電解和例如下面(1) (3)所示的水分解(Water Spritting)方法，在這些方法中，焦點(diǎn) 在于如何使水的分解反應(yīng)所需的反應(yīng)溫度降低。(1)直接法這是最基本的方法，通過下面式1所示的反應(yīng)，在高溫下直接將水分解成氫氣和 氧氣，即H2O — H2+1/202 (20 00°C 以上) (式 1)該反應(yīng)原本必須在幾千攝氏度CC )的溫度下才能進(jìn)行，但是通過利用催化劑在 2000°C左右就能夠?qū)崿F(xiàn)。(2)Zn(鋅)法為了降低在上述(1)的方法中所必需的高溫，存在借助第三物質(zhì)使水分解的方 法。其代表例是借助Zn使水分解的方法，該情況下的反應(yīng)式如下所述Ζη+Η20 — ZnCHH2 (約 400 °C ) (式 2)ZnO — Zn+l/202(約 1500°C ) (式 3)總反應(yīng)H2O — H2+l/202在該方法中，需要高溫?zé)嵩?約1500°C)和低溫?zé)嵩?400°C)這兩種類型的熱源。(2) I-S(碘-硫)循環(huán)法作為反應(yīng)溫度與上述(2)的方法相比進(jìn)一步降低的方法，已知I-S(碘-硫)循環(huán) 法，其反應(yīng)如下所述H2SO4 — H20+S02+l/202 (約 950 °C )(式 4)2H20+S02+I2 — H2S04+2HI (約 130°C )(式 5)2HI — H2+I2 (約 400 "C )(式 6)總反應(yīng)H20 —H2+l/202在該方法中，需要高溫?zé)嵩?950°C )和低溫?zé)嵩?400°C )這兩種類型的熱源。如上所述，就利用熱而由水生成氫氣的上述(1) (3)所述的反應(yīng)而言，在任何一 個(gè)反應(yīng)的至少一部分中都需要溫度較高的熱源?？蓪⒃诓襟E(a)中取得的太陽熱能直接作為熱源利用而提供該溫度較高的熱源， 在這樣的情況下，可通過聚光度大的聚光裝置、例如盤式拋物面型聚光裝置和/或太陽塔 型聚光裝置得到所需的太陽熱能的至少一部分。另外，該溫度較高的熱源還可以利用電力、尤其是通過利用步驟(a)中取得的太 陽熱能而得到的電力、或者通過利用合成的氨氣作為燃料而得到的電力來提供。另外，在不 使用溫度較高的熱源、即通過例如水的電解得到氫氣的情況下，可以利用電力、尤其是通過 利用步驟(a)中取得的太陽熱能而得到的電力、或者通過利用合成的氨氣作為燃料而得到 的電力。這樣，在利用電力得到溫度較高的熱源的情況下、或利用電力對(duì)水進(jìn)行電解的情 況下，在步驟(a)中，可通過聚光度小的聚光裝置、例如槽式拋物面型聚光裝置來取得太陽 熱能?？紤]到聚光設(shè)備整體的成本，有時(shí)優(yōu)選這種方法。
〈太陽熱能存儲(chǔ)方法-步驟(C)(合成氨氣)>就太陽熱能存儲(chǔ)方法而言，在步驟(C)中，利用取得的太陽熱能的另一部分，尤其 是僅使用取得的太陽熱能作為能源來源，來由氮?dú)庖约霸诓襟E(b)中得到的氫氣進(jìn)行合成 氨氣的反應(yīng)。在該步驟(C)中，可通過任意的方法實(shí)現(xiàn)由氮?dú)庖约皻錃夂铣砂睔獾姆磻?yīng)。關(guān)于氨氣的化學(xué)合成，在大約100年前德國研究人員哈伯(Haber)和博世(Bosch) 首先成功地大量生產(chǎn)出氨氣，其作為氮肥促進(jìn)了糧食的增產(chǎn)。哈伯-博世合成法為下述的 吸熱反應(yīng)，其由于簡(jiǎn)便且效率較高，所以現(xiàn)在基本上也沒有改變，仍然在使用，即使是能量 存儲(chǔ)方法也可使用該方法N2+3H2 — 2NH3 (約 400 °C )(式 8)S卩，該反應(yīng)需要溫度較低(400°C )的熱源。另外，雖然以往該反應(yīng)是利用鐵催化劑 而進(jìn)行的，但最近也有利用釕催化劑進(jìn)一步降低反應(yīng)溫度的作法。在反應(yīng)溫度低的情況下， 從平衡論的角度來看，氨氣的收獲率變高，所以現(xiàn)在也還在進(jìn)行旨在降低反應(yīng)溫度的研究。用于該反應(yīng)的溫度較低的熱源和/或用于該反應(yīng)的動(dòng)力，可利用在步驟(a)中取 得的太陽熱能來得到，在這種情況下，所需的太陽熱能可通過聚光度小的聚光裝置、例如槽 式拋物面型聚光裝置來取得。另外，為了取得用于太陽熱能存儲(chǔ)方法的氮?dú)猓墒褂孟旅娴?1)以及(2)所述的 方法(1)深冷分離在該方法中，邊冷卻邊壓縮空氣，制成液態(tài)空氣，利用氧氣和氮?dú)獾姆悬c(diǎn)的不同， 將氮?dú)鈴囊簯B(tài)空氣中分離出來。該方法雖然可以得到高純度的氮?dú)?，但是需要大?guī)模的設(shè) 備以及比較多的能量。這里，為了該空氣的深冷分離，可利用通過利用步驟(a)中取得的太陽熱能而得 到的電力和/或動(dòng)力、或者通過利用合成的氨氣作為燃料而得到的電力和/或動(dòng)力。在這 樣的情況下，即使在該步驟中，也可抑制、優(yōu)選消除由于利用化石燃料而產(chǎn)生二氧化碳的情 況。(2)通過燃燒去除氧氣在利用天然氣的現(xiàn)有氨氣生產(chǎn)設(shè)備中，在用于得到氫氣的改性步驟中消耗掉空氣 中的氧氣，從剩余的混合氣體中吸收去除一氧化碳以及二氧化碳，從而得到氮?dú)狻＜词乖谀?量存儲(chǔ)方法中也可利用該方法，但是在這種情況下，有時(shí)必須進(jìn)行將氮?dú)庵兴囊谎趸?碳以及二氧化碳的濃度降低至IOppm以下的純化處理，如果不進(jìn)行該純化處理，那么一氧 化碳以及二氧化碳就會(huì)附著在氨氣合成催化劑上而加速其劣化。(3)對(duì)此，在能量存儲(chǔ)方法的一個(gè)方式中，如下面的式7所示，通過在空氣(4N2+02) 中燃燒所制造出的氫氣(H2)從而消耗掉空氣中的氧氣，也能制造氮?dú)?H2+4N2+02 — 4N2+2H20 (式 7)在這種情況下，燃燒生成物僅為水，燃燒生成物中不包括一氧化碳以及二氧化碳， 因此去除一氧化碳以及二氧化碳的必要性變小，或者有時(shí)沒有此必要性。另外，該反應(yīng)為 放熱反應(yīng)，所以也可根據(jù)需要利用此時(shí)產(chǎn)生的熱能來產(chǎn)生在能量存儲(chǔ)方法中所必需的電力寸。
太陽熱能存儲(chǔ)方法的一個(gè)例子，可使用圖7所示那樣的設(shè)備來實(shí)施。在該圖7所示的設(shè)備中，通過聚光度較大的太陽塔型聚光裝置150取得太陽熱能， 將在此取得的太陽熱能通過流通有熔融鹽熱介質(zhì)的配管178輸送至反應(yīng)裝置171。另外，通 過聚光度較小的槽式拋物面型聚光裝置160取得太陽熱能，將在此取得的太陽熱能通過流 通有水蒸氣熱介質(zhì)的配管179輸送至反應(yīng)裝置171。該反應(yīng)裝置171利用由聚光度較大的太陽塔型聚光裝置150供給的熱能作為高溫 熱源，并且利用由聚光度較小的槽式拋物面型聚光裝置160供給的熱能作為低溫?zé)嵩春? 或動(dòng)力源，來進(jìn)行由水生成氫氣的反應(yīng)，從而得到氫氣。另外，通過聚光度較小的槽式拋物面型聚光裝置160取得太陽熱能，通過流通有 水蒸氣熱介質(zhì)的配管179將該取得的太陽熱能輸送至反應(yīng)裝置173，在該反應(yīng)裝置173中利 用該太陽熱能作為熱源且/或作為動(dòng)力源，來進(jìn)行由氮?dú)庖约皻錃夂铣砂睔獾姆磻?yīng)，從而 得到氨氣。這里，供給至該反應(yīng)裝置173的氮?dú)馐峭ㄟ^空氣深冷分離裝置172對(duì)空氣進(jìn)行 深冷分離而得到的，另外，供給至該反應(yīng)裝置173的氫氣是在反應(yīng)裝置171中得到的。S卩，在該例子的方法中，對(duì)實(shí)施太陽熱能的設(shè)備700的系統(tǒng)僅供給了太陽光(能 量)200、水(H2O)以及空氣(Air)，由這些得到了氨氣(NH3)。因此，在該例子中，由于以氨 氣的化學(xué)能的形式存儲(chǔ)太陽熱能，所以沒有二氧化氧產(chǎn)生。將反應(yīng)裝置173所得到的氨氣隨意地在液化裝置174中液化，之后直到出廠之前 一直存儲(chǔ)在存儲(chǔ)罐175中。這里，作為用于液化裝置的動(dòng)力源，也可使用太陽熱能。另外，在該圖7所示的例子中，可以使用聚光度比較大的其它聚光裝置、例如盤式 拋物面型聚光裝置來替代太陽塔型聚光裝置150。另外，也可以僅使用一種類型的聚光裝 置，來替代使用太陽塔型聚光裝置150和槽式拋物面型聚光裝置160這兩種類型的聚光裝 置。
權(quán)利要求
一種太陽熱能轉(zhuǎn)換方法，該方法是將在第一地域得到的太陽熱能轉(zhuǎn)換為在日照量少于該第一地域的第二地域中使用的驅(qū)動(dòng)能的方法，其特征在于，具有下述工序合成工序，在所述第一地域，作為能源僅使用取得的太陽熱能，來由空氣和水合成氨氣；輸送工序，將所述氨氣從所述第一地域輸送到所述第二地域；燃燒工序，在所述第二地域，以生成氮?dú)夂退姆绞饺紵霭睔?，由此得到?qū)動(dòng)能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽熱能轉(zhuǎn)換方法，其中，在所述輸送工序中，利用所述氨氣作為燃料，來得到實(shí)施所述輸送所必需的電力和/ 或動(dòng)力的至少一部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽熱能轉(zhuǎn)換方法，其中，通過所述燃燒生成的氮?dú)夂退?，被放入大氣中，并能夠在所述合成工序中以氨氣的?式被再生利用。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的太陽熱能轉(zhuǎn)換方法，其中， 所述驅(qū)動(dòng)能是利用內(nèi)燃機(jī)取得的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的太陽熱能轉(zhuǎn)換方法，其中， 所述合成工序包括步驟(1)和步驟(2)步驟(1)利用所述取得的太陽熱能的一部分，來進(jìn)行由水生成氫氣的反應(yīng)； 步驟(2)利用所述取得的太陽熱能的另一部分，來進(jìn)行由氮?dú)夂驮诓襟E(1)中得到的 氫氣合成氨氣的反應(yīng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的太陽熱能轉(zhuǎn)換方法，其中，利用所述取得的太陽熱能，來得到實(shí)施所述合成工序所必需的電力和/或動(dòng)力的至少 一部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的太陽熱能轉(zhuǎn)換方法，其中，利用合成的氨氣作為燃料，來得到實(shí)施所述合成工序所必需的電力、動(dòng)力和/或熱的 至少一部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求5 7中任一項(xiàng)所述的太陽熱能轉(zhuǎn)換方法，其中，在所述步驟(1)中，將所述取得的太陽熱能直接作為熱源來利用，進(jìn)行由水生成氫氣 的反應(yīng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的太陽熱能轉(zhuǎn)換方法，其中，通過盤式拋物面型聚光裝置和/或太陽塔型聚光裝置得到在步驟(1)中作為熱源利用 的所述太陽熱能的至少一部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的太陽熱能轉(zhuǎn)換方法，其中，在步驟(1)中，作為熱源利用所述電力，來進(jìn)行由水生成氫氣的反應(yīng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的太陽熱能轉(zhuǎn)換方法，其中，在步驟(1)中，利用所述電力對(duì)水進(jìn)行電解，來進(jìn)行由水生成氫氣的反應(yīng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的太陽熱能轉(zhuǎn)換方法，其中， 通過槽式拋物面型聚光裝置取得所述太陽熱能。
13.根據(jù)權(quán)利要求5 12中任一項(xiàng)所述的太陽熱能轉(zhuǎn)換方法，其中，在步驟(2)中，直接利用所述取得的太陽熱能作為熱源且/或作為動(dòng)力源，來由氮?dú)夂蜌錃夂铣砂睔狻?br> 14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的太陽熱能轉(zhuǎn)換方法，其中，通過槽式拋物面型聚光裝置取得在步驟(2)中作為熱源利用的所述太陽熱能。
15.根據(jù)權(quán)利要求5 7中任一項(xiàng)所述的太陽熱能轉(zhuǎn)換方法，其中，在步驟(1)中，作為熱源直接利用所述取得的太陽熱能，來進(jìn)行由水生成氫氣的反應(yīng)； 通過盤式拋物面型聚光裝置和/或太陽塔型聚光裝置得到在步驟(1)中作為熱源利用的所 述太陽熱能的至少一部分；在步驟(2)中，作為熱源且/或作為動(dòng)力源直接利用所述取得的 太陽熱能，來進(jìn)行由氮?dú)夂蜌錃夂铣砂睔獾姆磻?yīng)；并且通過槽式拋物面型聚光裝置取得在 步驟(2)中作為熱源利用的所述太陽熱能。
16.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的太陽熱能轉(zhuǎn)換方法，其中，通過利用所述電力和/或動(dòng)力的空氣的深冷分離得到所述氮?dú)狻?br> 17.根據(jù)權(quán)利要求5 15中任一項(xiàng)所述的太陽熱能轉(zhuǎn)換方法，其中，通過使步驟(1)中得到的氫氣燃燒來消耗空氣中的氧氣，從而得到所述氮?dú)狻?br> 18.一種將太陽熱能作為驅(qū)動(dòng)能使用的方法，該方法是將在第一地域得到的太陽熱能 作為在日照量少于該第一地域的第二地域中使用的驅(qū)動(dòng)能來使用的方法，其特征在于，具 有下述工序在所述第一地域，作為能源僅使用取得的太陽熱能，來由空氣和水合成氨氣；為了通過以生成氮?dú)夂退姆绞饺紵霭睔鈦砣〉抿?qū)動(dòng)能，將所述氨氣輸送到所述 第二地域。
19.一種將太陽熱能作為驅(qū)動(dòng)能使用的方法，該方法是將在第一地域得到的太陽熱能 作為在日照量少于該第一地域的第二地域中使用的驅(qū)動(dòng)能來使用的方法，其特征在于，具 有下述工序在所述第二地域，接收通過作為能源僅使用在所述第一地域取得的太陽熱能來由空氣 和水合成的氨氣；在所述第二地域，通過以生成氮?dú)夂退姆绞饺紵霭睔鈦淼玫津?qū)動(dòng)能。
20.一種將太陽熱能轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)能的方法，該方法是將在第一地域得到的太陽熱能轉(zhuǎn) 換為在日照量少于該第一地域的第二地域中使用的驅(qū)動(dòng)能的方法，其特征在于，具有下述工序通過所述第一地域的太陽熱能取得設(shè)備聚集太陽光，來取得太陽熱能；通過所述第一地域的氨氣合成設(shè)備，作為能源僅使用所述取得的太陽熱能來由空氣和 水合成氨氣；通過所述第一地域的氨氣液化設(shè)備使所述氨氣液化；通過氨氣輸送設(shè)施，將所述液氨從所述第一地域輸送到所述第二地域；通過所述第二地域的驅(qū)動(dòng)能生成設(shè)備，以生成氮?dú)夂退姆绞饺紵霭睔鈦淼玫津?qū) 動(dòng)能。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種太陽熱能轉(zhuǎn)換方法，該方法是將在第一地域得到的太陽熱能轉(zhuǎn)換為在日照量少于該第一地域的第二地域中使用的驅(qū)動(dòng)能的方法，其特征在于，具有下述工序在所述第一地域，作為能源僅使用取得的太陽熱能，來由空氣和水合成氨氣；將所述氨氣從所述第一地域輸送到所述第二地域；在所述第二地域，以生成氮?dú)夂退姆绞饺紵霭睔猓纱说玫津?qū)動(dòng)能。
文檔編號(hào)F02B43/10GK101946070SQ20098010532
公開日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2009年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月22日
發(fā)明者中村德彥 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社