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Development of high temperature sensible/thermochemical heat storage system for high efficiency solar thermal power generation

研究課題

研究課題/領域番号 21K04962
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分31020:地球資源工学およびエネルギー学関連
研究機関新潟大学

研究代表者

Bellan Selvan  新潟大学, 自然科学系, 准教授 (50785293)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードThermal energy storage / Concentrated solar power / Thermochemical storage / Solar energy / Particle reactor / solar thermal / CSP / thermal energy storage / thermochemical storage / particle receiver
研究開始時の研究の概要

The main aim of this research is to develop a prototype thermochemical storage (TCS) system that store and release energy by redox reactions at temperatures between 600°C–1000°C for higher thermal efficiency and lower electricity cost.

研究成果の概要

実験室規模の熱化学反応器貯蔵システムが設計され、太陽光シミュレータを使用して金属酸化物粒子の還元ステップを実行するために構築されました。空気は熱伝達流体および反応物として使用されます。異なるモル比の Fe/Mn 粒子が合成されました。合成された材料は、X 線回折によって特性評価されました。熱重量分析装置 (TGA) を使用して、反応速度論を研究しました。

研究成果の学術的意義や社会的意義

Thermal energy storage (TES) plays a vital role in concentrated solar thermal power (CSP) plants to generate electricity beyond on sun hours. A high-energy-density TES system has been developed in this research to operate at temperatures between 800°C-1000°C to enhance the efficiency of CSP plants.

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 4件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 6件)

  • [雑誌論文] A review on high temperature thermochemical heat storage- Particle reactors and materials based on solid–gas reactions2022

    • 著者名/発表者名
      Selvan Bellan, Tatsuya Kodama, Nobuyuki Gokon, Koji Matsubara
    • 雑誌名

      WIRE Energy and Environment

      巻: 11 号: 5

    • DOI

      10.1002/wene.440

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] Technological and Fundamental Advances in Production, Storage and Utilization of Fuels2022

    • 著者名/発表者名
      M Troiano, A Chinnici, S Bellan, GJ Nathan
    • 雑誌名

      FRONTIERS IN ENERGY RESEARCH

      巻: 10 ページ: 830772-830772

    • DOI

      10.3389/fenrg.2022.830772

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] Fluidization behavior of redox metal oxide and spinel particles to develop high-energy-density thermal energy storage system for concentrated solar power applications2022

    • 著者名/発表者名
      Genta TSURUMAKI, Selvan BELLAN, Koji MATSUBARA, Tatsuya KODAMA, Mitsuho NAKAKURA, Nobuyui GOKON, Hyun Seok CHO, Karthik MANI, Sakthivel SHANMUGASUNDARAM
    • 雑誌名

      Journal of Thermal Science and Technology

      巻: 17 号: 2 ページ: 22-00061-22-00061

    • DOI

      10.1299/jtst.22-00061

    • ISSN
      1880-5566
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] Hydrogen production by solar fluidized bed reactor using ceria: Euler-Lagrange modelling of gas-solid flow to optimize the internally circulating fluidized bed2022

    • 著者名/発表者名
      S BELLAN, T KODAMA, HS CHO, JS KIM
    • 雑誌名

      Journal of Thermal Science and Technology

      巻: 17 号: 2 ページ: 22-00076-22-00076

    • DOI

      10.1299/jtst.22-00076

    • ISSN
      1880-5566
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Development of Iron-Manganese Oxide Redox Material and Its Reduction Kinetics for High Temperature Thermochemical Storage Application2023

    • 著者名/発表者名
      Shumpei Fukuda
    • 学会等名
      SolarPACES 2023, October 10 to 13, 2023, Sydney, Australia.
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 実験室規模の7kWeソーラーシミュレーターの 開発と熱流束の測定2023

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Kitazawa
    • 学会等名
      Japan Society of Solar Energy Research Conference
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Development of Iron-manganese oxide redox material and its reduction kinetics for high temperature thermochemical storage application2022

    • 著者名/発表者名
      Shumpei Fukuda
    • 学会等名
      Grand Renewable Energy 2022 International Conference (GRE 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental and numerical study on gas-solid flow in a spout fluidized bed for solar energy conversion2022

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Kitazawa
    • 学会等名
      Grand Renewable Energy 2022 International Conference (GRE 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fluidization Behavior of Redox Metal Oxide and Spinel Particles to Develop High- energy-density Thermal Energy Storage System for Concentrated Solar Power Applications2021

    • 著者名/発表者名
      Genta Tsurumaki, Selvan Bellan
    • 学会等名
      11th SOLARIS international symposium on solar energy and efficient energy usage
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical Study on the Transient Heat Transfer Behaviour of Packed Bed Thermal Energy Storage System for Concentrated Solar Power Plant2021

    • 著者名/発表者名
      Nobuhiro Okodo, Selvan Bellan
    • 学会等名
      11th SOLARIS international symposium on solar energy and efficient energy usage
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Hydrogen Production by Solar Fluidized Bed Reactor Using Ceria: Euler-lagrange Modeling of Gas-solid Flow to Optimize the Internally Circulating Fluidized Bed2021

    • 著者名/発表者名
      Selvan Bellan
    • 学会等名
      11th SOLARIS international symposium on solar energy and efficient energy usage
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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