熱電発電（温度差発電）の 現状と応用の可能性について

お手元参考資料
熱電発電（温度差発電）の
現状と応用の可能性について
特定非営利活動法人ReSURE
1
熱電発電の原理とその長短
■熱電発電は、＜異なる金属を接合したものに
温度差を与えると発電する＞という、1821年に
ドイツの物理学者ゼーベックが発見した
「ゼーベック効果」を応用したものです。
熱源
半導体A
■現在ではベルチェ素子という半導体を熱電素子に
使用する例が多いようです。
半導体B
電子
イオン
冷却体
■ベルチェ素子は耐熱温度が200度程度なので
1個（4センチ×4センチ程度）の素子の発電量は
数ワットから数十ワットにとどまっています。
■しかし温度差がある限り発電し続けることが長所で
素材の改良が見込まれることから、将来は排熱を
活用するという意味での省エネの有力な候補と
いわれています。
熱電発電の原理
2
熱電発電の応用事例
温泉での活用
野外携帯コンロでの活用
● 熱海温泉クリスマスイルミネーション
(武藤教授・サイエンスパーク）
● Bio Lite社（米国）
● 草津温泉（東芝等）
● 宇奈月温泉(国立富山高専)
● 北海道北湯沢温泉(インタースフィア）
熱で発電しファンを回して完全燃焼させる
携帯コンロ
焼却炉での活用
● 東京工大、石川県工業試験場、アクトリー等
焼却炉の排熱で１KWの発電
ロウソク発電
武藤教授はヒートパイプ熱電装置を使い
ローソクで２Wの発電を実現しました。
ラジオと組み合わせることでインテリア
小物や非常用発電機としての応用が
考えられます
3
武藤式熱電装置の優位性
●熱電発電の発電量は、①素子に生じる実効温度差、
②熱量の総量などに依存しています。
●武藤教授はPCの冷却装置等に使われている
ヒートパイプを素子に接続して熱伝導体とすることで、
高い実効温度差（熱源の真の温度差が素子に
伝わった時の温度差）を生み、また熱を均一に伝える
ことが可能になりました。
●これまでの実績では、熱電素子一つ、実効温度差80
度程度で15Wの発電を実現しており、これは既存の
他の装置に比べて2倍から5倍の発電効率となっています。
草津温泉の熱電装置
武藤式ヒートパイプ熱電装置の概念図
ヒートパイプ結合体
武藤式ロウソク発電装置
●また武藤教授の熱発電装置は、小型化に有利な3次元構造をもっているので、既存の
製品への応用が比較的容易です。
4
熱電発電の地場産業への応用可能性
応用対象
★１．バーベキューコンロ
応用例
ファン駆動による完全燃焼の実現
キャンプ用照明・携帯の電源供給
ファン駆動による完全燃焼の実現
燃料供給、温風装置の電源供給
融雪ヒーターの電源供給
屋内照明の電源供給
露天風呂のイルミネーション
（熱源：源泉）
屋内照明の電源供給
（熱源：ボイ ラー）
★２．ペレットストーブ
★３．温泉
5