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熱電発電 ねつでんはつでん thermic generation

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ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典の解説

熱電発電
ねつでんはつでん
thermic generation

温度差発電ともいう。2種の異なった金属線を2点で接合して閉回路をつくり,その両接合部間に温度差を与えると,ゼーベック効果によって熱起電力が発生する。この熱起電力を電力源として利用するのが熱電発電である。

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百科事典マイペディアの解説

熱電発電【ねつでんはつでん】

熱電気発電とも。ゼーベック効果による熱起電力を利用した発電方式。異種の金属または半導体を両端で接合し,両接合点間に温度差を与えて起電力を得る。熱電半導体素子組み合わせ実用化されている。
→関連項目直接発電発電

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日本大百科全書(ニッポニカ)の解説

熱電発電
ねつでんはつでん

ペルチエ効果、ゼーベック効果は、金属または半導体物質の電流による発熱吸熱特性を表す効果である。そのゼーベック効果を利用した発電方式をいう。2種の金属または半導体を接続し、二つの接続点に温度差を与えると両金属間または半導体間に熱起電力が発生し、この間に接続した負荷に熱電流が流れる。この現象がゼーベック効果である。熱電発電の構造としてはのようにn形半導体とp形半導体とを並べ、これらを電極板で接続したものである。熱源から電気絶縁物を通してこの電極板を加熱すると接続部は高温となるが、その反対側は吸熱部でこの電極板は低温に保たれるので、両極板間に温度差を生じる。負荷を低温側電極間に接続すると半導体p‐n間に発生した起電力によって、pからnに向かって電流が流れる。熱電材料として金属は熱起電能(単位温度差当りの熱起電力)が小さいため、もっぱら半導体材料が用いられる。使用温度によって低温用と中・高温用の2種があり、実際の材料としてテルル化鉛、テルル化ビスマスなどが使用されている。発電過程に動くものがないので長寿命であり、熱源があれば可能な小電力用途として、太陽の届かない深宇宙探査用人工衛星のための電源などに使われるが、単位重量当りの電気出力、効率、動作温度、燃料などの点からみて、高価な電源である。地上用では熱源として太陽光を用いるのが効果的であり、人工衛星用では熱源としてプルトニウム、ポロニウムなど同位元素の崩壊熱を用いるのが効果的である。熱電発電は、熱源として長寿命の同位元素を用いれば一定の出力を長期間得られる利点がある。例としては人工衛星用電源として、長径12センチメートル、長さ14センチメートル、重さ2.27キログラムの円筒状ポロニウム熱電発電器を高温382℃、低温79℃の間で動作させ約50ワットが得られている。ペルチエ効果はゼーベック効果とは逆で、電流を流すと発熱と吸熱が起こる現象である。パーソナルコンピュータのCPU(中央処理装置)部品を冷却するためにテルル化ビスマスのペルチエ効果冷却素子が利用されている。CPU用ペルチエ素子が普及した関係でコストが低減し、逆にこれをゼーベック効果素子として、排熱などを利用した小さい熱電発電が普及する可能性がある。[道上 勉・嶋田隆一]

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世界大百科事典内の熱電発電の言及

【直接発電】より

… 直接発電の他の方式として,各種の物質の熱・電気ないし熱・磁気効果を用いるものがあり,その特徴としては小型軽量性があげられる。例えば熱電効果を用いる熱電発電は放射性物質を熱源とし人工衛星用電源として用いられる。このほか,原理的には,誘電体の誘電率とか磁性体の透磁率の温度依存性を利用する熱誘電発電,あるいは熱磁気発電も考え得るが,実用化研究は目下のところ行われていない。…

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