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

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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。