2008/02/15 20:19
河合 基伸＝日経マイクロデバイス
東芝は，熱電変換素子を使って工場などの廃熱を電力に変換する発電システムを「nano tech 2008」で
展示した。単位面積当たりの発電量が太陽電池よりも多い点を生かして，工場などへの設置を目指す。
Bi-Te系熱電変換素子
[クリックすると拡大]
150℃以下の低温域の排熱を利用するために，熱電変換素子の材料としてBi-Te系を選択した。
既存のBi-Te系熱電変換素子よりも特性を高めるために，電流方向に結晶方位をそろえている。
具体的には，Bi-Teに微量のSeとSbを添加した後，一方向凝固法でp型とn型の半導体材料を製造した。
材料の特性を示す無次元性能指数（ZT）の値は1.0～１.1で，温度差100℃の場合の熱電変換効率は
3.6%になる。
電流方向に結晶方位をそろえた
[クリックすると拡大]
東芝は，この熱電変換素子を使った発電システムを2005年12月に群馬県草津市に納めている。
温泉とわき水の温度差で発電するシステムであり，2008年1月時点で運転時間は2万時間に達した。
この成果を，展示会で広く一般に公開するのは初めてになる。
温泉とわき水の温度差で発電するシステム
[クリックすると拡大]
太陽電池は，天候や昼夜によって発電量が左右される。これに対して熱電発電システムは，温泉など
の安定した熱源があれば連続運転が可能である。このため，単位面積当たりの発電量が太陽電池よりも
多くなるという。東芝では，昼間だけ稼働する工場などに向けて，蓄熱ユニットと組み合わせた熱電発電
システムを開発している。
蓄熱ユニットと組み合わせた熱電発電システム 単位面積当たりの発電量は太陽電池よりも多い
[クリックすると拡大] [クリックすると拡大]
2008/02/15 20:19
【nano tech】東芝，熱電発電システムで太陽電池に対抗
http://techon.nikkeibp.co.jp/article/NEWS/20080215/147527/
未利用エネルギーを有効に活用する熱電発電システム [PDF]
http://www.toshiba.co.jp/tech/review/2008/02/63_02pdf/a03.pdf
上下面の温度差を利用して発電する熱電モジュールの開発について
熱電モジュールは、熱を電気に変換する原理を利用して、発電する半導体（熱電変換素子）を使用して
います。熱電変換素子の上面と下面に温度差が生じると、それぞれ、プラス極、マイナス極となります。
この電位差により熱電モジュールは発電します。
このため熱電モジュールには駆動部分がなく、静かで、故障が少ないというメリットがあり、新しい発電
手段として期待されています。
http://www.toshiba.co.jp/about/press/2004_03/pr_j2901.htm
＜とある掲示板のやりとり＞
-上記内容を紹介後-
これいいね。 日本は温泉が豊富だし、24時間発電した熱を巨大キャパシタに充電すれば、
電気自動車も動かせる。 温泉スタンドと、工場排熱スタンド、さらに原子力や火力発電でも、
使った温熱は排水していて結局捨ててるだけだから、温熱排水を2次利用すれば、現在の
発電所の発電効率もさらにアップする。
150℃以下の低温域の熱が、８０～９０度でも利用可能なら、エコキュートで発電した
温水タンクの内部に発電素子をセッティングすることで、各家庭のエコキュートタンクが、
そのまま簡易発電所になる。
この技術は、応用範囲は広そうだが、ビスマスはともかく、レアメタルのテルルの
安定した算出量と入手価格しだいって感じがする。
これ、自治体の焼却炉にも応用できるんじゃね？
炉の温度なんて100度なんてもんじゃないだろ。
地域住民に給湯、暖房システム入れてるところは多いけど発電してるところは
少ないんじゃないかな？
だな、ごみ処理所は火力発電所にしてしまえ
おまえ、天才だな。
日米は深層水の温度差発電をハワイでやってますよね。
コストがまだ追いついていないようだけど・・・
凄いな。
燃料電池の発電時の排熱が確か２００℃ぐらいだったはず。
電気を作る過程の熱で電気を作るってのは効率が大幅にアップするんじゃないか？
夏のクーラーの室外機の熱で電気を作れるのかな？
蛍光灯の電磁波から電気を取り出すってのもあったし、ひょっとして隙間産業ってレベルじゃないかも。
利権の移行の話あったけど、太陽光利権より、こっちの利権のほうがすごくね？
太陽光はこれから設置しなきゃ駄目だけど、焼却炉はすでに山のようにあるから、
そこに取り付けるだけだよ。 これなら移行も早そうだ。
何KWになるかは誰か詳しい人試算してくれｗ
ただ、焼却炉は基本は重油（だっけ？）で燃やすから、石油から脱却するわけじゃないけどね。
既存発電所のエネルギー効率が上がるのは、トータルで見れば新たに発電所を作るのと同じ
関西電力では、神戸製鋼からすでに原発一基分の電力調達を実現してる。
輸入する原油のエネルギー利用効率をさらに高める温熱利用産業が、
今後、急速に伸びるかも知れないね。
地熱発電の概要（比較用）
画像で紹介している地熱発電は、ボーリングして地下から高温高圧の蒸気を抜く。
その蒸気でタービンを回して発電。
もしくは、マグマ周辺までボーリングして、地上から水を注入。その蒸気を使い発電。
地熱発電は、温泉が枯れる可能性があるとかで、草津と嬬恋村で今、もめてるみたいです。
とりあえず、発電には温泉成分の蒸気である必要は無いな（笑）
何時かは枯れるかも知れないけど、隣村に引導を渡されたら気まずいと思うな（笑）
その点、熱電発電は、地熱を利用した温度差発電なので、ボーリングはしないで済む。
コメントにもあるように、色々と応用が利きます。
1ｍ×1ｃｍで100Wなので、これを、バイクやクルマのエキパイに巻きつければ、節電できそう。
これを温泉地に組み込めば、温泉追い炊きの燃料代が浮くかも知れないね。
最終的には、設置費用の元がとれて電気代只だな。 羨ましい（笑）
関連記事
宇宙エネルギー利用（太陽光の利用）
http://ameblo.jp/ghostripon/entry-10291823906.html
次世代カーボンファイバーで洋上風力発電基地を！
http://ameblo.jp/ghostripon/entry-10291984643.html
潮流と海流発電
http://ameblo.jp/ghostripon/entry-10299954785.html
海藻からバイオエタノール
http://ameblo.jp/ghostripon/entry-10300123650.html