Ultra high temperature latent heat energy storage and thermophotovoltaic energy conversion

Datas Medina, Alejandro; Ramos Cabal, Alba; Martí Vega, Antonio; Cañizo Nadal, Carlos del y Luque López, Antonio (2016). Ultra high temperature latent heat energy storage and thermophotovoltaic energy conversion. "Energy", v. 107 ; pp. 542-549. ISSN 0360-5442. https://doi.org/10.1016/j.energy.2016.04.048.

Descripción

Título: Ultra high temperature latent heat energy storage and thermophotovoltaic energy conversion
Autor/es:
  • Datas Medina, Alejandro
  • Ramos Cabal, Alba
  • Martí Vega, Antonio
  • Cañizo Nadal, Carlos del
  • Luque López, Antonio
Tipo de Documento: Artículo
Título de Revista/Publicación: Energy
Fecha: Mayo 2016
Volumen: 107
Materias:
Palabras Clave Informales: Boron, CSP (Concentrated Solar Power), High temperature, LHTES (Latent heat thermal energy storage), PCM (Phase change materials), Silicon, Thermophotovoltaics
Escuela: Instituto de Energía Solar (IES) (UPM)
Departamento: Electrónica Física
Grupo Investigación UPM: Silicio y Nuevos Conceptos para Células Solares
Licencias Creative Commons: Reconocimiento - Sin obra derivada - No comercial

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Resumen

A conceptual energy storage system design that utilizes ultra high temperature phase change materials is presented. In this system, the energy is stored in the form of latent heat and converted to electricity upon demand by TPV (thermophotovoltaic) cells. Silicon is considered in this study as PCM (phase change material) due to its extremely high latent heat (1800 J/g or 500 Wh/kg), melting point (1410 C), thermal conductivity (~25 W/mK), low cost (less than $2/kg or $4/kWh) and abundance on earth. The proposed system enables an enormous thermal energy storage density of ~1 MWh/m3, which is 10e20 times higher than that of lead-acid batteries, 2e6 times than that of Li-ion batteries and 5e10 times than that of the current state of the art LHTES systems utilized in CSP (concentrated solar power) applications. The discharge efficiency of the system is ultimately determined by the TPV converter, which theoretically can exceed 50%. However, realistic discharge efficiencies utilizing single junction TPV cells are in the range of 20e45%, depending on the semiconductor bandgap and quality, and the photon recycling efficiency. This concept has the potential to achieve output electric energy densities in the range of 200-450 kWhe/m3, which is comparable to the best performing state of the art Lithium-ion batteries.

Proyectos asociados

TipoCódigoAcrónimoResponsableTítulo
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Más información

ID de Registro: 40561
Identificador DC: http://oa.upm.es/40561/
Identificador OAI: oai:oa.upm.es:40561
Identificador DOI: 10.1016/j.energy.2016.04.048
URL Oficial: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360544216304546
Depositado por: Dr. Alejandro Datas
Depositado el: 23 May 2016 13:01
Ultima Modificación: 20 May 2017 22:30
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