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熱電発電


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熱電発電は熱電交換素子を用いて熱と電に変換して電を得る発電法である。


概要


熱電発電で用いられるのは熱電交換という原理である。熱電交換(熱電効果)とは物体の熱勾配と流れる電流の相互作用のことである。熱電効果は電流のキャリアーである物質中の荷電粒子(イオン自由電子、電子と正孔等)が物体中の熱を衡状態にしようと拡散運動を行なうことによって生じる(とここでは大まかに説明する当該部分記述者の理解限界のため。)。 熱電効果はペルチェ(ペルティエ)効果ゼーベック効果とは逆に、電圧を掛けることで物体に温度勾配を作り出す現CPU冷却用のペルチェ素子などに用いられる。、ゼーベック効果、トムソン効果に分けられるが、このうち熱電発電に用いられるのはゼーベック効果である。

ゼーベック効果とは単純にいえば、物体に温度差が存在することで電圧が生じる現である。この場合の熱電変換効率は、ゼーベック効果素子の材質などに大きく左右されるが、従来の材質では温度センサー腕時計の動など、微小な電を発生させるものか、宇宙船や人工衛星に用いられるプルトニウム電地などコストを度外視できるものへの使用に留まっていた。

現在もゼーベック効果を用いる熱電交換素子の研究は進められており、従来のボイラー機関では利用しきれない、熱機関熱や地熱、温泉などの熱を利用した発電が研究されている。例えば東芝温泉熱を利用した熱電発電システム群馬県草津町とともに共同開発している。


主な特徴


ただし、熱電発電に用いる素子の熱電変換効率向上などの技術的な問題が存在することも事実であり、現在では実用化をして研究・実験段階の技術である。


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最終更新日: 12/12/23 16:26
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