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熱電発電(ねつでんはつでん、)とは、広義にはゼーベック効果による熱電変換素子、アルカリ金属熱電装置(AMTEC)、熱電子発電装置(TIC)、PETE素子などの熱電素子をもちいて熱エネルギーを電力エネルギーに変換する発電法である。狭義にはこの内、ゼーベック効果による熱電素子を用いた発電を意味する。以下主に狭義の熱電発電について説明する。 熱電素子は可動部分が存在しないため、長寿命でかつ長期にわたって保守作業を必要としないという特長がある。これは人工衛星の電源として極めて重要な特性であるため、1960年代から米国と旧ソ連により宇宙探査衛星用電源目的のための研究が行われてきた。その結果、自発核分裂で生じたα線粒子の吸収によって発生する熱エネルギーを熱電素子によって電力に変換する原子力電池が実用化され、多くの人工衛星用電源として使用された。現在その用途の多くは太陽電池に置き換えられたが、太陽からの光エネルギーが少なく太陽電池が利用できない木星より外側を探査するパイオニア計画やボイジャー計画、火星で夜間も活動する火星探査機キュリオシティなどの衛星では現在でも使用されている。この人工衛星用に開発された原子力電池は送電線や他の機器を必要としないなどの利点から、かつて灯台など遠隔地での発電装置(放射性同位体熱電気転換器参照の事)として用いられた。また、ランプなどの熱を利用した熱電発電をラジオ用電源として利用されることもあった。しかし、ディーゼルエンジンなどの発電機が故障も少なく安価で入手できるようになるとそれらの用途の熱電発電を置き換え、現在地上での用途は一部の軍用目的以外消滅した〔。 しかし、近年熱電発電は廃熱から電力エネルギーを直接回収する技術として世界的に注目が集まり、日本では新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)の支援のもと、何度かのプロジェクトが組まれた。現在、これらの成果をもとに民生及び産業の分野から発生する工場や自動車の排熱、地熱や温泉の熱などの未利用熱エネルギーを電気エネルギーとして利用するための手段として研究開発が進められている。 == 原理 == 熱電発電はゼーベック効果(ペルティエ効果の逆作用)を利用し、接合点の一方を高熱源、他方を低熱源に接触させて電位差を生じさせて熱エネルギーを電力エネルギーに変換する発電法である。 二種類の導体の組み合わせとして、使用される温度範囲によって # 常温から500 Kまで:ビスマス・テルル系(Bi-Te系) # 常温から800 Kまで:鉛・テルル系(Pb-Te系) # 常温から1000 Kまで:シリコン・ゲルマニウム系(Si-Ge系) などが使い分けられている。 これらは高温で酸化される、資源量が少ないなどの課題があるため、より資源量の多い物質や酸化物材料を用いた素子の研究も進められている。 また研究レベルでは酸化物材料や量子構造・超格子材料による熱電素子の研究開発が進められている。 尚、実際の発電では1個の熱電素子で得られる電圧が小さいため複数の熱電素子を電気的に直列につないで高電圧出力が得られるようにした熱電発電モジュールを用いる。 抄文引用元・出典: フリー百科事典『 ウィキペディア(Wikipedia)』 ■ウィキペディアで「熱電発電」の詳細全文を読む スポンサード リンク
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