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Development of Fluidized Bed Heat Storage Unit with PCM particles that can rapidly store and release heart and Biomass Power Generation Systems

开发具有PCM颗粒的流化床蓄热装置，可快速存储和释放心脏和生物质发电系统

基本信息

批准号：
22K04815
负责人：
伏見千尋
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Tokyo University of Agriculture and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

1. 化学蓄熱粒子(CaO/Ca(OH)2/Alumina)を流動層に用いてバイオマス発電所に統合したモデルについて、発電サイクルがorganic Rankine cycle（ORC, タービン作動温度約90℃）の場合とsteam Rankine cycle（SRC, タービン作動温度約420℃）の2つの場合において、熱効率と経済性を試算した。その結果、充電での電気代が0.05 USドル/kWheであれば、化学蓄熱システムのみの蓄電のlevelized cost of storage (LCOS)は0.92～2.4 USドル/kWhe (ORCの場合）、 0.23-0.78 USドル/kWheと試算できた。また、充電での電気代がLCOSに占める割合が半分を超えることも明らかにした。システム全体の熱効率については、反応ガス・流動化ガスに用いる水蒸気の顕熱と潜熱の回収と、タービンの発電効率に大きく依存することが明らかとなった。2.SRCにおいて、類似の系としてsteam accumulatorを蓄熱設備としてバイオマス発電所に統合したシステムのLCOSも試算した。3. ORCについて類似の系として地熱発電に流動層蓄熱部を統合したシステムを構築して、蓄熱発電の経済性を試算した。4.流動層反応器を用いて、モデル粒子としてMgO粒子の水和反応を行った。MgO粒子(粒径350～500 μm)に流動化ガスである窒素と反応物である水蒸気を導入した際の粒子層の温度変化を測定した。粒子層初期温度・入口ガス温度を下げ水蒸気分圧を上げることにより反応率が上昇することを示した。5. 乾式前駆体作製法と酸化熱処理を組み合わせることで、蓄熱密度が500 kJ/L、融点190℃程度、過冷度ほぼゼロのZn-Sn系MEPCMの開発を達成した。

1. Chemical heat storage particles (CaO/Ca(OH)2/Alumina) are used in the mobile layer for the integration of organic Rankine cycle (ORC, operating temperature about 90℃) and steam Rankine cycle (SRC, operating temperature about 420℃). The results showed that the electrical generation of charge was 0.05 US dollars/kWhe, and the leveled cost of storage (LCOS) of chemical storage system was 0.92~2.4 US dollars/kWhe (ORC case), 0.23-0.78 US dollars/kWhe. The electric charge is divided into two parts. The heat efficiency of the whole system depends on the heat recovery, latent heat recovery and transmission efficiency of water vapor in the process of fluidization. 2. SRC, similar systems, steam accumulators, thermal storage equipment, power transmission systems, and LCOS test 3. ORC is a similar system for thermal energy generation, fluid layer, thermal storage, and thermal storage. 4. Flow Layer Reflector: Water and Reflux of MgO Particles MgO particles (particle size 350~500 μm) were fluidized and the temperature of the particle layer was measured. The initial temperature of the particle layer, the temperature of the inlet, the temperature of the water vapor, the temperature of the inlet, the inlet, the temperature of the inlet, the inlet temperature, the inlet temperature, 5. Dry precursor preparation method, acidification heat treatment, heat storage density of 500 kJ/L, melting point of 190℃, supercooling degree of high temperature and Zn-Sn MEPCM development