温度差発電

どこでも温度差発電

みなさんの生活を見回すといろいろな熱源を見つけることができます。
熱い物は、自動車やバイクのエンジン、台所のガスコンロ、使用した後のお風呂など意外と多い物です。冷たい物、水道水(地下水)、空気、意外と少ない感じ?でも空気はどこにでもあります。

この熱い物と冷たい物を組み合わせると温度差が発生して発電することができます。街に出ると、ヒートアイランドの原因と言われるアスファルト道路、エアコンの排熱、ビルの外壁や屋上、工場や製鉄所、火力発電所などの使われず捨てられる排熱なども空気と温度差発電に利用できます。

夏の道路、屋根はとても熱くなります、もっと熱い火山もあります、海水や川の水温は多少変化しますが、安定して低温側に使えます。 この温度差を利用して発電できたら。と長年研究されてきました。

発電素子(熱電変換素子)

温度差発電はゼーベック効果(1821年、ドイツ人科学者ゼーベック発見)を利用した仕組みです。ゼーベック効果は二種類の金属を接合して片方を熱すると電流が発生することを利用したものです。本格的に利用されたのはNASAの惑星探査衛星ボイジャーで、原子力の発熱と宇宙空間の冷たさの温度差で発電しました。

みなさんの身近なものにこの原理を応用して電流を流して冷やしたり暖めたりするペルチェ素子があります。ペルチェ素子は自動車の冷蔵庫や、ワイン冷蔵庫に利用されています。 使用する素材が多少異なるだけで発電素子とペルチェ素子は同じものです。

今までの温度差発電との違いは

今までの温度差発電は人工衛星をはじめとする高温で使用する事を前提で開発されており低温で見向きもされませんでした。実験装置では銅板で挟むか銅板内に水路をもうける程度で実用化は難しいと思われていました。

ヒートパイプと組み合わせることで熱を持った水以外も利用可能となり効率よく温度差を利用することで慶応義塾大学の武藤教授が手のひらの温度で発電してモーターを回すデモ機を作成して世間を驚かせました。ヒートパイプは当初、一般的な円柱の物を利用していましたが熱源の位置に制約、規模を大きくしにくいなどの欠点がありました。

アイ・サイナップでは温度差発電に最適なヒートパイプを調査した結果ティーエス ヒートロニクス社の自励振動式ヒートパイプを利用して さらに効率よく発電できるようになりました。