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高温蓄熱による変動再エネ安定化および導入拡大に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 21K18920
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分31:原子力工学、地球資源工学、エネルギー学およびその関連分野
研究機関新潟大学

研究代表者

郷右近 展之  新潟大学, 自然科学系, 准教授 (20361793)

研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2022年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2021年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード高温蓄熱 / 相変化材料 / 潜熱蓄熱 / 化学蓄熱 / 太陽熱発電 / 蓄熱発電 / 顕熱蓄熱
研究開始時の研究の概要

2050年のCO2削減目標に向け太陽電池(PV)や風力発電等の再生可能エネルギーの導入拡
大が国内外で急速に進んでいる。本研究では、太陽日射の豊富な海外の高温太陽熱や国内のPV・風力などの再エネを低コストでエネルギー貯蔵することで再エネを安定化・利用する技術調査・開発を目標とする。再エネの安定化・利用に必要なエネルギー貯蔵技術として顕熱/潜熱/化学蓄熱等の高温蓄熱技術を開拓し、電力系統安定化・再エネ導入拡大に貢献する。

研究成果の概要

太陽日射が豊富に得られるサンベルト地域では、大型太陽集光システムにより得られる高温太陽熱を熱源とする集光型太陽熱発電が実用化し、世界各国への導入が進んでいる。近年建設される多くのCSPプラントには日没後も発電が可能となるように蓄熱システムが組み込まれており、現在に至るまで様々な蓄熱技術が研究され、一部実用化している。また、太陽電池の低価格化に伴う大規模導入が国内外において急速に進み、低コストで大規模な蓄エネルギー技術が求められている。本研究では、再生可能エネルギーと親和性の高い高温蓄熱技術について各国の研究動向調査と独自技術開発に必要な諸条件の調査研究・試験を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

再生可能エネルギーの導入拡大は低炭素社会の創出に加え、エネルギー関連の新しい産業創出・雇用拡大の観点からも重要であり、その普及が強力に推進されている。国内における変動性再生可能エネルギーは太陽電池と風力発電がほとんどであり、安定した再エネ電力供給には大容量化が容易な蓄エネルギーが必須となる。本研究の成果は低コストで大型化が可能な高温蓄熱技術について要素技術の調査試験を行ったのものである。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Two-Step Thermochemical CO2 Splitting Using Partially-Substituted Perovskite Oxides of La0.7Sr0.3Mn0.9X0.1O3 for Solar Fuel Production2022

    • 著者名/発表者名
      H Sawaguri, N Gokon, K Hayashi, Y Iwamura, D Yasuhara
    • 雑誌名

      Frontiers in Energy Research

      巻: 10 ページ: 872959-872959

    • DOI

      10.3389/fenrg.2022.872959

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Thermal charge/discharge performance of iron?germanium alloys as phase change materials for solar latent heat storage at high temperatures2020

    • 著者名/発表者名
      Gokon Nobuyuki、Jie Chew Shun、Nakano Yuya、Kodama Tatsuya、Bellan Selvan、Cho Hyunseok
    • 雑誌名

      Journal of Energy Storage

      巻: 30 ページ: 101420-101420

    • DOI

      10.1016/j.est.2020.101420

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] La0.7Sr0.3Mn0.9X0.1O3ペロブスカイト酸化物を用いた二段階熱化学サイクルによるCO2分解2022

    • 著者名/発表者名
      澤栗大樹, 安原大智, 林広佑, 岩村禎一, 郷右近展之
    • 学会等名
      日本エネルギー学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] LaSrCrMn系ペロブスカイト酸化物の A, B サイトイオン置換による二段階水熱分解反応の反応性向上に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      安原大智, 澤栗大樹, 岩村禎一, 郷右近展之
    • 学会等名
      日本エネルギー学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 次世代太陽熱発電のためのナノ粒子混合によるマンガン酸化物系化学蓄熱材料のサイクル性に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      大橋 史弥, 郷右近 展之
    • 学会等名
      日本太陽エネルギー学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Thermochemical Two-step H2O/CO2 Splitting Using La0.7Sr0.3XO3-d of Perovskite Oxides for Solar Fuel Production2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshikazu Iwamura, Nobuyuki Gokon, Hiroki Sawaguri, Hyun-seok Cho, Tatsuya Kodama, Selvan Bellan
    • 学会等名
      SolarPACES2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Temperature Impacts on Reactivity of La0.7A0.3Mn0.9Cr0.1O3-d of Perovskite Oxides in a Thermochemical Two-step H2O/CO2 Splitting2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Sawaguri, Nobuyuki Gokon, Hyun-seok Cho, Tatsuya Kodama, Selvan Bellan
    • 学会等名
      SolarPACES2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of Heating Rate on Thermochemical Pyrolysis of Spent Coffee Ground in a Windowed Internally-Circulating Fluidized Bed Reactor2021

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Sasada, Nobuyuki Gokon, Hiroshi Seto, Tatsuya Kodama, Selvan Bellan
    • 学会等名
      SolarPACES2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 太陽熱発電の蓄熱システム高度化のための金属系潜熱蓄熱体に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      岡崎匠吾,中野裕也,CHEW SHUN JIE,郷右近展之,籏町剛,児玉竜也,Selvan Bellan
    • 学会等名
      日本エネルギー学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 次世代太陽熱発電のためのCaMnO3系ペロブスカイト酸化物による化学蓄熱に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      林 広佑,籏町 剛,Selvan Bellan,郷右近 展之
    • 学会等名
      日本太陽エネルギー学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-07-13   更新日: 2024-01-30  

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