熱電素子による発電について

質問

こんにちは。
熱電素子での発電について勉強しているのですが,わからない点があります。
ゼーベック効果により、熱電素子を含む回路に生じる電圧は端材の温度差に比例することはわかっており、それに伴う発電量も温度差によって変動するものだと思っているのですが、こちらの熱海市の実証実験の記事をみますと、５ワットタイプの熱電素子を使用したとあります。

http://www.city.atami.shizuoka.jp/page.php?p_id=948

他の文献をいくつか見てみたところ、40cm四方で12Wタイプなどといった表記が多く、困惑しています。
これは、想定される温度差で使用したところ、5Wないし12Wの電力が得られるということでしょうか？
または、それは素子の最大発電量なのでしょうか？
回答よろしくお願いいたします。

回答No.2

rabbit_cat

ゼーベック素子を直接使っての発電は、個人的には、正直、頭の中で想像するだけで、ものすごく大変そうで、モノになりそうな気がまるでしないですが、、。
例えば、普通の火力発電であれば、ボイラー（高温熱源）と、凝集器（低温源）とは、物理的に離して置けます。その間は、作動流体が、自分で移動してくれるわけです。
一方で、ゼーベック素子の発電で、効率あげたかったら、素子を薄くして温度勾配をきつくする必要があります。つまり、２つの熱源を物理的に近づけないといけない。そんなことしたら、ゼーベック素子（発電に寄与する部分）以外の場所で直接、熱が移動してしまうわけで。例えるなら、バーナーでガンガン火を燃やしながら、すぐ隣（素子の裏面）を氷で冷やすみたいなことをしないといけないです。
リンク先だと、ゼーベック素子を使いながら２つの熱源を物理的に離しておくために、大がかりにもヒートパイプ使ってるみたいですが、ヒートパイプって、つまり中で作動流体が沸騰して移動してる（火力発電の作動流体の役割そのもの）ですよ。
それってどうなの？ていうのが、素直か感想です。
もしどうしてもせまくなって素子を使うなら、高温源、低温源とも、流れる流体になっていて、２つ流体が流れるパイプの仕切りが、ゼーベック素子でできている、みたいな構成なら、流体が自分で熱を運んでくれふゆでいいのか？

正直、少なくとも現時点では、低温度差の利用を目指すなら、個人的には、スターリングエンジンのほうがまだ見込みがあるのでは、と思ったりしてます。

ちなみに、ゼーベック効果の発電は、無負荷での電圧はたしかに温度差にほぼ比例ですが、
取り出せる電力は、温度差が小さければ、ほぼ温度差の２乗に比例するでしょうね。

回答No.1

jaham

基本的なこととして
情報としての信号発生とエネルギーの発生(変換)の違いの認識です
この認識が不足しているからでしょう

エネルギー発生の場合には、効率と容量が重要な要素になります

このことの意味が理解できれば疑問の大半は解消します

お礼

ありがとうございます.