熱電素子の課題とは? わかりやすく解説

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熱電素子の課題

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2019/06/08 23:51 UTC 版)

熱電発電」の記事における「熱電素子の課題」の解説

熱電素子の課題は「高効率熱電変換システム開発」の最終報告受けた事後評価報告書述べられている。それによると 原理的にカルノーサイクル使用する熱機関比べ変換効率が低い(hi-z講演資料の(1)、(2)式参照。この式から明らかな様にZT値(熱電変換素子の項参照)が無限大の時、熱電素子変換効率カルノーサイクルと同じとなるが、現在知られている熱電素子ZT値は1~2程度で、ZT = 2 としてもカルノーサイクルの1/4程度変換効率しか得られない)。 使用材料多く金属半導体なので(宇宙空間では問題とならない高熱下、酸素水蒸気等により酸化劣化する。 多く熱電素子資源少な原料使用するため素子多量生産できない用途使用温度によって材料異な熱電素子モジュールが必要で、量産効果期待できない。 その他として 火力発電原子力発電ディーゼル発電など既存技術競合するため、競合のない太陽電池燃料電池比べ不利である。 1素子当たりの出力電圧が低いため、多数直列結合が必要で、構造が複雑である。 出力電圧温度差比例して変動するため、電圧一定とする補助電気回路必須である。 各物質組み合わせた素子ともZTの値が温度依存するこのため使用温度により異な熱電素子が必要となる。 熱源熱電素子間での熱エネルギー損失大きい。 等があげられる

※この「熱電素子の課題」の解説は、「熱電発電」の解説の一部です。
「熱電素子の課題」を含む「熱電発電」の記事については、「熱電発電」の概要を参照ください。

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