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Particle-based solar
thermochemical and
thermal energy storage
Peter G. Loutzenhiser
Solar Fuels and Technology Laboratory
Woodruff School of Mechanical Engineering
Thermal-Mechanical-Chemical Electricity Storage
Workshop
February 4, 2020
Solar potential and limitations
Annual solar irradiation in the United States
Limitations of Solar Energy
• Dilute: Maximum direct-
normal solar irradiance of
1 kW∙m-2
• Intermittent: Solar energy
can only be harvested when
the sun is shining
• Unequally distributed:
Optimal areas for harvesting
solar energy are near the
equator away from
population centers
10% conversion to a usable form of
energy in an area 126 ×126 km2 could
have supply all the energy needs n the
United States 2
Concentrating solar irradiation
Trough Tower Dish
Solar concentrations Solar concentrations Solar concentrations of
of 100 suns of 500 – 2500 suns 5000 – 10,000 suns
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