JP2023043569A - 環境発電装置、及び環境発電システム - Google Patents
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Abstract
【課題】熱電素子の発電量を増加させることが可能となる環境発電装置、及び環境発電システムを提供する。【解決手段】熱エネルギーを電気エネルギーに変換する環境発電装置であって、熱エネルギーを蓄熱する蓄熱部と、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する際、電極間の温度差を不要とする熱電素子と、前記蓄熱部及び熱電素子に接する絶縁部と、を備え、前記蓄熱部は、絶縁性を有し、前記熱電素子は、それぞれ仕事関数の異なる一対の電極と、前記一対の電極の間に設けられた中間部と、を含み、前記熱電素子は、前記蓄熱部に接して設けられ、前記絶縁部に覆われることを特徴とする。【選択図】図１
Description
この発明は、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する環境発電装置、及び環境発電システムに関する。
蓄熱材と、熱電素子との組合せを利用した発電装置として、例えば特許文献１の熱電変換システムが提案されている。
特許文献１の熱電変換システムは、一端が加熱されることにより熱電変換が可能なシート状熱電変換デバイス、及び該一端を固定する固定具を含む。
ここで、特許文献１のように、熱電素子の一端のみに蓄熱材を設ける場合、蓄熱材から発生する熱が、熱電素子に伝達されずに外部へ放出し得る。これにより、熱電素子の発電量の低下が懸念として挙げられる。
そこで本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、熱電素子の発電量を増加させることが可能となる環境発電装置、及び環境発電システムを提供することにある。
第１発明に係る環境発電装置は、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する環境発電装置であって、熱エネルギーを蓄熱する蓄熱部と、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する際、電極間の温度差を不要とする熱電素子と、前記蓄熱部及び熱電素子に接する絶縁部と、を備え、前記蓄熱部は、絶縁性を有し、前記熱電素子は、それぞれ仕事関数の異なる一対の電極と、前記一対の電極の間に設けられた中間部と、を含み、前記熱電素子は、前記蓄熱部に接して設けられ、前記絶縁部に覆われることを特徴とする。
第２発明に係る環境発電装置は、第１発明において、前記蓄熱部及び前記熱電素子に接し、前記絶縁部に覆われる熱伝導部をさらに備えることを特徴とする。
第３発明に係る環境発電装置は、第１発明において、前記蓄熱部は、顕熱蓄熱材料を有することを特徴とする。
第４発明に係る環境発電装置は、第３発明において、前記蓄熱部は、エアロゲルを有することを特徴とする。
第５発明に係る環境発電装置は、第１発明～第４発明の何れかにおいて、前記蓄熱部の比熱は、前記絶縁部の比熱よりも大きいことを特徴とする。
第６発明に係る環境発電装置は、第１発明において、光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池パネルをさらに備え、前記熱電素子は、前記太陽電池パネルの裏面と、前記蓄熱部との間に挟まれることを特徴とする。
第７発明に係る環境発電装置は、第６発明において、前記太陽電池パネル、前記蓄熱部、及び前記熱電素子に接して設けられる熱伝導部をさらに備えることを特徴とする。
第８発明に係る環境発電システムは、第１発明～第７発明の何れかの環境発電装置と、光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池パネルと、前記熱電素子、及び前記太陽電池パネルの発電量を計測する発電量計測部と、を備えることを特徴とする。
第９発明に係る環境発電システムは、第８発明において、前記熱電素子の電力を計測する電力計測部と、前記電力計測部の計測結果に基づき、前記太陽電池パネルから発生する電力を推定する推定部と、をさらに備えることを特徴とする。
第１発明～第９発明によれば、熱電素子は、蓄熱部に接して設けられ、絶縁部に覆われる。このため、蓄熱部から発生する熱が、熱電素子に伝達され易くすることができる。これにより、熱電素子の発電量を増加させることが可能となる。
特に、第２発明によれば、熱伝導部は、蓄熱部及び熱電素子に接し、絶縁部に覆われる。このため、蓄熱部から発生する熱を、熱伝導部を介して熱電素子に伝達し易くすることができる。これにより、熱電素子の発電量をさらに増加させることが可能となる。
特に、第３発明によれば、蓄熱部は、顕熱蓄熱材料を有する。このため、潜熱蓄熱材料と比べて、利用時の温度範囲を広くすることができる。これにより、様々な用途に応じた環境発電の実現が可能となる。
特に、第５発明によれば、蓄熱部の比熱は、絶縁部の比熱よりも大きい。このため、蓄熱部から発生する熱を、絶縁部を介して外部へ放出し難い状態を保つことができる。これにより、熱電素子の発電量をさらに増加させることが可能となる。
特に、第６発明によれば、熱電素子は、太陽電池パネルの裏面と、蓄熱部との間に挟まれる。このため、蓄熱部に加えて太陽電池パネルから発生する熱を、熱電素子に伝達させることができる。これにより、熱電素子の発電量をさらに増加させることが可能となる。
特に、第７発明によれば、熱伝導部は、太陽電池パネル、蓄熱部、及び熱電素子に接して設けられる。このため、太陽電池パネルから発生する熱を、蓄熱部及び熱電素子に伝達し易くすることができる。また、蓄熱部から発生する熱を、熱伝導部を介して熱電素子に伝達し易くすることができる。これにより、熱電素子の発電量をさらに増加させることが可能となる。
特に、第８発明によれば、発電量計測部は、熱電素子、及び太陽電池パネルの発電量を計測する。このため、太陽電池パネルにおける発電量の不安定性を、熱電素子の発電量により補うことができる。これにより、経時に伴う発電量のバラつきを抑制することが可能となる。
特に、第９発明によれば、推定部は、電力計測部の計測結果に基づき、太陽電池セルから発生する電力を推定する。このため、太陽電池パネルの温度に起因する発電量のバラつきを、容易に推定することができる。これにより、環境発電装置全体の発電量のさらなる増加を図ることが可能となる。
以下、本発明の実施形態としての環境発電装置及び環境発電システムの一例について、図面を参照しながら説明する。なお、各図において、各電極が積層される高さ方向を第１方向Ｚとし、第１方向Ｚと交差、例えば直交する１つの平面方向を第２方向Ｘとし、第１方向Ｚ及び第２方向Ｘのそれぞれと交差、例えば直交する別の平面方向を第３方向Ｙとする。また、各図における構成は、説明のため模式的に記載されており、例えば各構成の大きさや、構成毎における大きさの対比等については、図とは異なってもよい。
（第１実施形態：環境発電装置７）
図１は、第１実施形態における環境発電装置７の一例を示す模式断面図である。環境発電装置７は、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する。環境発電装置７は、図示しない配線を介して負荷へ出力する。負荷は、例えば電気的な機器を示す。負荷は、例えば環境発電装置７を主電源又は補助電源に用いて駆動される。環境発電装置７は、例えばＩｏＴ（Internet of Things）デバイス及びウェアラブル機器等のモバイル機器や自立型センサ端末の内部に設けることができ、電池の代替又は補助として用いることができる。さらに、環境発電装置７は、太陽光発電等のような、より大型の発電装置への応用も可能である。
図１は、第１実施形態における環境発電装置７の一例を示す模式断面図である。環境発電装置７は、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する。環境発電装置７は、図示しない配線を介して負荷へ出力する。負荷は、例えば電気的な機器を示す。負荷は、例えば環境発電装置７を主電源又は補助電源に用いて駆動される。環境発電装置７は、例えばＩｏＴ（Internet of Things）デバイス及びウェアラブル機器等のモバイル機器や自立型センサ端末の内部に設けることができ、電池の代替又は補助として用いることができる。さらに、環境発電装置７は、太陽光発電等のような、より大型の発電装置への応用も可能である。
環境発電装置７は、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する際、電極間の温度差を不要とする熱電素子１と、熱エネルギーを蓄熱する蓄熱部６５と、蓄熱部６５及び熱電素子１に接する絶縁部６３と、を備える。
＜熱電素子１＞
図１に示すように、熱電素子１は、それぞれ仕事関数の異なる一対の電極（第１電極１１、第２電極１２）と、一対の電極１１、１２の間に設けられた中間部１４と、を含む。熱電素子１は、例えば第１基板１５、及び第２基板１６の少なくとも何れかを備えてもよい。熱電素子１は、例えば、蓄熱部６５が発した熱エネルギーを電気エネルギーに変換し、電流を生成する。
図１に示すように、熱電素子１は、それぞれ仕事関数の異なる一対の電極（第１電極１１、第２電極１２）と、一対の電極１１、１２の間に設けられた中間部１４と、を含む。熱電素子１は、例えば第１基板１５、及び第２基板１６の少なくとも何れかを備えてもよい。熱電素子１は、例えば、蓄熱部６５が発した熱エネルギーを電気エネルギーに変換し、電流を生成する。
熱電素子１は、蓄熱部６５に接して設けられ、絶縁部６３に覆われる。熱電素子１は、例えば第１基板１５の第１電極１１に対向する面とは反対側の面が第１主面１０ａを構成し、第２基板１６の第２電極１２に対向する面とは反対側の面が第２主面１０ｂを構成し、第１主面１０ａと第２主面１０ｂとを繋ぐ面が側面１０ｃを構成する。熱電素子１は、例えば第１主面１０ａが蓄熱部６５に接して設けられる。
＜絶縁部６３＞
絶縁部６３は、絶縁性を有する。絶縁部６３は、外部環境に起因する熱電素子１の劣化を抑制する。絶縁部６３は、蓄熱部６５に接して設けられることで、蓄熱部６５から発生した熱が外部に放出することを抑制することができる。
絶縁部６３は、絶縁性を有する。絶縁部６３は、外部環境に起因する熱電素子１の劣化を抑制する。絶縁部６３は、蓄熱部６５に接して設けられることで、蓄熱部６５から発生した熱が外部に放出することを抑制することができる。
絶縁部６３として、熱電素子１を外部環境から保護できる材料が用いられ、例えば樹脂等のような公知の絶縁性を有する材料が用いられる。絶縁部６３として、例えば熱伝導率の低い材料が用いられる。なお、熱伝導率が低い材料とは、例えばＡＳＴＭ Ｅ１５３０に準拠して測定された熱伝導率が、１０Ｗ／（ｍ・ｋ）以下の材料を示す。熱伝導率が低い材料としては、例えば、セラミック、タイル、陶器等のほか、ポリウレタン、ポリイミド、スチレン、塩化ビニル等の樹脂が挙げられる。更に、絶縁部６３は、異なる材料により構成された複数層の部材により構成されてもよい。
＜蓄熱部６５＞
蓄熱部６５は、蓄熱性を有する。蓄熱部６５は、例えば物質の比熱（物質の温度を単位温度だけ上昇させるのに必要な熱量）を利用した顕熱蓄熱材料を有する。
蓄熱部６５は、蓄熱性を有する。蓄熱部６５は、例えば物質の比熱（物質の温度を単位温度だけ上昇させるのに必要な熱量）を利用した顕熱蓄熱材料を有する。
例えば蓄熱部６５が顕熱蓄熱材料を有する場合、蓄熱部６５の比熱は、各基板１５、１６の比熱よりも高い。このため、蓄熱部６５に蓄積された熱を、熱電素子１の各電極１１、１２に伝達し易くすることができる。また、例えば蓄熱部６５の比熱は、支持部６２の比熱よりも高い。このため、蓄熱部６５には、支持部６２に比べて長時間に亘って熱を蓄積させることができる。
顕熱蓄熱材料として、例えばエアロゲル、レンガ等が用いられる。エアロゲルとは、空気分子の平均自由行程よりも小さなナノサイズの多孔性を有するものであり、シリカ、カーボン、アルミナ等を素材とする。顕熱蓄熱材料として、例えばガラスの比熱（例えば１０～５０℃のときに０．６７Ｊ／ｇ・Ｋ）よりも高い比熱を示す材料が用いられる。なお、比熱の値は、文献値を参照するほか、ＪＩＳ Ｋ ７１２３に準ずる測定結果を用いてもよい。
蓄熱部６５は、例えば物質の相変化、転移に伴う転移熱（潜熱）を利用した潜熱蓄熱材料を有してもよい。潜熱蓄熱材料として、水、塩化ナトリウム等の相変換を利用する公知のものが用いられる。蓄熱部は、例えば化学反応時の吸熱発熱を利用した化学蓄熱材料を有してもよい。化学蓄熱材料として、例えば公知のものが用いられる。
蓄熱部６５の比熱は、絶縁部６３の比熱よりも大きい。
以下、各構成についての詳細を説明する。
＜熱電素子１＞
図２は、中間部１４の一例を示す模式断面図である。第１電極１１及び第２電極１２は、互いに対向して設けられる。第１電極１１及び第２電極１２は、それぞれ異なる仕事関数を有する。中間部１４は、例えば図６に示すように、第１電極１１と、第２電極１２との間（ギャップＧ）を含む空間１４０に設けられる。
図２は、中間部１４の一例を示す模式断面図である。第１電極１１及び第２電極１２は、互いに対向して設けられる。第１電極１１及び第２電極１２は、それぞれ異なる仕事関数を有する。中間部１４は、例えば図６に示すように、第１電極１１と、第２電極１２との間（ギャップＧ）を含む空間１４０に設けられる。
中間部１４は、ナノ粒子１４１と、固体の絶縁層１４２とを含む。ナノ粒子１４１は、絶縁層１４２に分散された状態で固定される。この場合、ギャップＧにおけるナノ粒子１４１の移動が抑制される。このため、経時に伴いナノ粒子１４１が一方の電極１１、１２側に偏在し、電子の移動量が減少することを抑制することができる。これにより、発電量の安定化を図ることが可能となる。
中間部１４は、第１電極１１の上に設けられる。また、第２電極１２は、絶縁層１４２の上に設けられる。ここで、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する際、電極間の温度差を不要とする熱電素子１では、第２方向Ｘ及び第３方向Ｙに沿った面におけるギャップＧのバラつきを抑制することで、発電量の増加を図ることができる。この点、中間部として溶媒等の液体を用いる場合、ギャップＧを維持するための支持部等を設ける必要がある。しかしながら、支持部等の形成に伴い、上記ギャップＧのバラつきを大きくし得ることが懸念されていた。これに対し、本実施形態における熱電素子１では、第２電極１２は、絶縁層１４２の上に設けられるため、ギャップＧを維持するための支持部等を設ける必要がなく、支持部等の形成精度に起因するギャップのバラつきを除くことができる。これにより、発電量の増加を図ることが可能となる。
＜第１電極１１、第２電極１２＞
第１電極１１及び第２電極１２は、例えば図１に示すように、第１方向Ｚに離間する。各電極１１、１２は、例えば第２方向Ｘ及び第３方向Ｙに延在し、複数設けられてもよい。例えば１つの第２電極１２は、複数の第１電極１１とそれぞれ異なる位置で対向して設けられてもよい。また、例えば１つの第１電極１１は、複数の第２電極１２とそれぞれ異なる位置で対向して設けられてもよい。
第１電極１１及び第２電極１２は、例えば図１に示すように、第１方向Ｚに離間する。各電極１１、１２は、例えば第２方向Ｘ及び第３方向Ｙに延在し、複数設けられてもよい。例えば１つの第２電極１２は、複数の第１電極１１とそれぞれ異なる位置で対向して設けられてもよい。また、例えば１つの第１電極１１は、複数の第２電極１２とそれぞれ異なる位置で対向して設けられてもよい。
第１電極１１及び第２電極１２の材料として、導電性を有する材料が用いられる。第１電極１１及び第２電極１２の材料として、例えばそれぞれ異なる仕事関数を有する材料が用いられる。なお、各電極１１、１２に同一の材料を用いてもよく、この場合、それぞれ異なる仕事関数を有していればよい。
各電極１１、１２の材料として、例えば鉄、アルミニウム、銅等の単一元素からなる金属導電物が用いられるほか、例えば２種類以上の元素からなる合金の金属導電物が用いられてもよい。各電極１１、１２の材料として、例えば非金属導電物が用いられてもよい。非金属導電物の例としては、シリコン（Ｓｉ：例えばｐ型Ｓｉ、あるいはｎ型Ｓｉ）、及びグラフェン等のカーボン系材料等を挙げることができる。
第１電極１１及び第２電極１２の第１方向Ｚに沿った厚さは、例えば４ｎｍ以上１μｍ以下である。第１電極１１及び第２電極１２の第１方向Ｚに沿った厚さは、例えば４ｎｍ以上５０ｎｍ以下でもよい。
第１電極１１と、第２電極１２との間の距離を示すギャップＧは、絶縁層１４２の厚さを変更することで任意に設定することができる。例えばギャップＧを狭くすることで、各電極１１、１２の間に発生する電界を大きくすることができるため、熱電素子１の発電量を増加させることができる。また、例えばギャップＧを狭くすることで、熱電素子１の第１方向Ｚに沿った厚さを薄くすることができる。
ギャップＧは、例えば５００μｍ以下の有限値である。ギャップＧは、例えば１０ｎｍ以上１μｍ以下である。例えばギャップＧが２００ｎｍ以下の場合、第２方向Ｘ及び第３方向Ｙに沿った面におけるギャップＧのバラつきに起因する発電量の低下につながり得る。また、ギャップＧが１μｍよりも大きい場合、各電極１１、１２の間に発生する電界が弱まる可能性がある。これらのため、ギャップＧは、２００ｎｍよりも大きく、１μｍ以下であることが好ましい。
＜中間部１４＞
中間部１４は、第２方向Ｘ及び第３方向Ｙに沿った平面に延在する。中間部１４は、各電極１１、１２の間に形成された空間１４０内に設けられる。中間部１４は、各電極１１、１２の互いに対向する主面に接するほか、例えば各電極１１、１２の側面に接してもよい。
中間部１４は、第２方向Ｘ及び第３方向Ｙに沿った平面に延在する。中間部１４は、各電極１１、１２の間に形成された空間１４０内に設けられる。中間部１４は、各電極１１、１２の互いに対向する主面に接するほか、例えば各電極１１、１２の側面に接してもよい。
ナノ粒子１４１は、絶縁層１４２に分散され、例えば一部が絶縁層１４２から露出してもよい。ナノ粒子１４１の粒子径は、例えばギャップＧよりも小さい。ナノ粒子１４１の粒子径は、例えばギャップＧの１／５以下の有限値とされる。ナノ粒子１４１の粒子径を、ギャップＧの１／５以下とすると、空間１４０内にナノ粒子１４１を含む中間部１４を、形成しやすくなる。これにより、熱電素子１を生成する際、作業性を向上させることが可能となる。
ここで、「ナノ粒子」とは、複数の粒子を含んだものを示す。ナノ粒子１４１は、例えば２ｎｍ以上１００ｎｍ以下の粒子径を有する粒子を含む。ナノ粒子１４１は、例えば、メディアン径（中央径：Ｄ５０）が３ｎｍ以上１５０ｎｍ以下の粒子径を有する粒子を含んでもよいほか、例えば平均粒径が３ｎｍ以上１５０ｎｍ以下の粒子径を有する粒子を含んでもよい。メディアン径又は平均粒径は、例えば粒度分布計測器を用いることで、測定することができる。粒度分布計測器としては、例えば、動的光散乱法を用いた粒度分布計測器（例えばMalvern Panalytical 製ゼータサイザーUltra等）を用いればよい。
ナノ粒子１４１は、例えば導電物を含み、用途に応じて任意の材料が用いられる。ナノ粒子１４１は、１種類の材料を含むほか、用途に応じて複数の材料を含んでもよい。ナノ粒子１４１の仕事関数の値は、例えば、第１電極１１の仕事関数の値と、第２電極１２の仕事関数の値との間にあるほか、例えば第１電極１１の仕事関数の値と、第２電極１２の仕事関数の値との間以外であってもよく、任意である。
ナノ粒子１４１の材料の例としては、金属を含んでもよい。ナノ粒子１４１として、例えば金、銀等の１種類の材料を含有する粒子のほか、２種類以上の材料を含有した合金の粒子が用いられてもよい。なお、ナノ粒子１４１の材料には、金及び銀以外の少なくとも１種類の導電性材料を選ぶことも可能である。
ナノ粒子１４１は、例えば金属酸化物を含む。金属酸化物を含むナノ粒子１４１として、例えばジルコニア（ＺｒＯ２）、チタニア（ＴｉＯ２）、シリカ（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ５）、酸化銅（ＣｕＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、イットリア（Ｙ２Ｏ３）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、酸化モリブデン（ＭｏＯ３）、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化鉛（ＰｂＯ）、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）、セリア（ＣｅＯ２）、酸化アンチモン（Ｓｂ２Ｏ５、Ｓｂ２Ｏ３）などの、金属及びＳｉからなる群より選ばれる少なくとも何れか１つの元素の金属酸化物が用いられる。
ナノ粒子１４１は、例えば誘電体を含む。誘電体を含むナノ粒子１４１としては、例えば公知の材料が用いられる。
ナノ粒子１４１は、例えば磁性体を除く金属酸化物を含んでもよい。例えばナノ粒子１４１が、磁性体を示す金属酸化物を含む場合、熱電素子１の設置された環境に起因して発生する磁場により、ナノ粒子１４１の移動が制限され得る。このため、ナノ粒子１４１は、磁性体を除く金属酸化物を含むことで、外部環境に起因する磁場の影響を受けずに、経時に伴う発電量の低下を抑制することが可能となる。
ナノ粒子１４１は、例えば被膜１４１ａを表面に含む。被膜１４１ａの厚さは、例えば２０ｎｍ以下の有限値である。このような被膜１４１ａをナノ粒子１４１の表面に設けることで、例えば絶縁層１４２に分散させる際の凝集を抑制することができる。また、例えば電子が、第１電極１１とナノ粒子１４１との間、複数のナノ粒子１４１の間、及び第２電極１２とナノ粒子１４１との間を、ホッピング伝導等を利用して移動する可能性を高めることが可能となる。
被膜１４１ａとして、例えばチオール基又はジスルフィド基を有する材料が用いられる。チオール基を有する材料として、例えばドデカンチオール等のアルカンチオールが用いられる。ジスルフィド基を有する材料として、例えばアルカンジスルフィド等が用いられる。
絶縁層１４２は、各電極１１、１２の間に設けられ、例えば各電極１１、１２に接する。絶縁層１４２の厚さは、例えば５００μｍ以下の有限値である。絶縁層１４２の厚さは、上述したギャップＧの値やバラつきに影響する。このため、例えば絶縁層１４２の厚さが２００ｎｍ以下の場合、第２方向Ｘ及び第３方向Ｙに沿った面におけるギャップＧのバラつきに起因する発電量の低下につながり得る。また、絶縁層１４２の厚さが１μｍよりも大きい場合、各電極１１、１２の間に発生する電界が弱まる可能性がある。これらのため、絶縁層１４２の厚さは、２００ｎｍよりも大きく、１μｍ以下であることが好ましい。
絶縁層１４２は、例えば１種類の材料を含むほか、用途に応じて複数の材料を含んでもよい。絶縁層１４２は、例えば異なる材料を含む複数の層を含み、各層を積層した構成を含んでもよい。絶縁層１４２が複数の層を含む場合、例えば各層にはそれぞれ異なる材料を含むナノ粒子１４１が分散されてもよい。
絶縁層１４２は、絶縁性を有する。絶縁層１４２に用いられる材料は、ナノ粒子１４１を分散した状態で固定できる絶縁性材料であれば、任意であるが、有機高分子化合物が好ましい。絶縁層１４２が有機高分子化合物を含む場合、絶縁層１４２をフレキシブルに形成できるため、湾曲や屈曲等の用途に応じた形状を有する熱電素子１を形成することができる。
有機高分子化合物としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリ（メタ）アクリレート、ラジカル重合系の光または熱硬化性樹脂、光カチオン重合系の光または熱硬化性樹脂、あるいはエポキシ樹脂、アクリロニトリル成分を含有する共重合体、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ポリスチレン、ノボラック樹脂、ポリフッ化ビニリデンなどを用いることができる。
なお、例えば絶縁層１４２として、無機物質が用いられてもよい。無機物質として、例えばゼオライトや珪藻土等の多孔無機物質のほか、籠状分子等が挙げられる。
＜第１基板１５、第２基板１６＞
第１基板１５及び第２基板１６は、例えば図１に示すように、各電極１１、１２及び中間部１４を挟み、第１方向Ｚに離間して設けられる。第１基板１５は、例えば第１電極１１と接し、第２電極１２と離間する。第１基板１５は、第１電極１１を固定する。第２基板１６は、第２電極１２と接し、第１電極１１と離間する。第２基板１６は、第２電極１２を固定する。
第１基板１５及び第２基板１６は、例えば図１に示すように、各電極１１、１２及び中間部１４を挟み、第１方向Ｚに離間して設けられる。第１基板１５は、例えば第１電極１１と接し、第２電極１２と離間する。第１基板１５は、第１電極１１を固定する。第２基板１６は、第２電極１２と接し、第１電極１１と離間する。第２基板１６は、第２電極１２を固定する。
各基板１５、１６の第１方向Ｚに沿った厚さは、例えば１０μｍ以上２ｍｍ以下である。各基板１５、１６の厚さは、任意に設定することができる。各基板１５、１６の形状は、例えば正方形や長方形の四角形のほか、円盤状等でもよく、用途に応じて任意に設定することができる。
各基板１５、１６として、例えば絶縁性を有する板状の部材を用いることができ、例えばシリコン、石英、パイレックス（登録商標）等の公知の部材を用いることができる。各基板１５、１６は、例えばフィルム状の部材が用いられてもよく、例えばＰＥＴ（polyethylene terephthalate）、ＰＣ（polycarbonate）、及びポリイミド等の公知のフィルム状部材が用いられてもよい。
各基板１５、１６として、例えば導電性を有する部材を用いることができ、例えば鉄、アルミニウム、銅、又はアルミニウムと銅との合金等を挙げることができる。また、各基板１５、１６としては、例えばＳｉ、ＧａＮ等の導電性を有する半導体の他、導電性高分子等の部材を用いてもよい。各基板１５、１６に導電性を有する部材を用いる場合、各電極１１、１２に接続するための配線が不要となる。
なお、熱電素子１は、例えば図３（ａ）に示すように第１基板１５のみを備えるほか、第２基板１６のみを備えてもよい。また、熱電素子１は、例えば図３（ｂ）に示すように、各基板１５、１６を備えずに、第１電極１１、中間部１４、及び第２電極１２の順に複数積層された積層構造（例えば１ａ、１ｂ、１ｃ等）を示すほか、例えば各基板１５、１６の少なくとも何れかを備えた積層構造を示してもよい。
＜支持部１３＞
熱電素子１は、例えば図４（ａ）に示すように、更に支持部１３を有してもよい。支持部１３は、一対の基板である第１基板１５及び第２基板１６、又は一対の電極である第１電極１１及び第２電極１２の間に接して設けられる。支持部１３は、例えば第２方向Ｘにおいて第１電極１１及び第２電極１２と接しているが、第１電極１１及び第２電極１２と離間してもよい。
熱電素子１は、例えば図４（ａ）に示すように、更に支持部１３を有してもよい。支持部１３は、一対の基板である第１基板１５及び第２基板１６、又は一対の電極である第１電極１１及び第２電極１２の間に接して設けられる。支持部１３は、例えば第２方向Ｘにおいて第１電極１１及び第２電極１２と接しているが、第１電極１１及び第２電極１２と離間してもよい。
支持部１３の材料としては、絶縁性を有する材料を選ぶことができる。絶縁性の材料の例としては、シリコン、シリコン酸化膜、石英等のガラス、及び絶縁性樹脂等を挙げることができる。上記のほか、支持部１３は、例えば、フレキシブルなフィルム状でもよく、ＰＥＴ（polyethylene terephthalate）、ＰＣ（polycarbonate）、及びポリイミド等を用いることができる。
熱電素子１の中間部１４は、例えば、絶縁層１４２の代わりに溶媒１４３を含んでもよい。この場合、ナノ粒子１４１は、例えば図４（ｂ）に示すように、溶媒１４３内に分散される。中間部１４は、例えば、ナノ粒子１４１が分散された溶媒１４３を、空間１４０内に充填することで得られる。
溶媒１４３には、例えば、沸点が６０℃以上の液体を用いることができる。このため、室温（例えば１５℃～３５℃）以上の環境下において、熱電素子１を用いた場合であっても、溶媒１４３の気化を抑制することができる。これにより、溶媒１４３の気化に伴う熱電素子１の劣化を抑制することができる。液体の例としては、有機溶媒及び水の少なくとも１つを選ぶことができる。有機溶媒の例としては、メタノール、エタノール、トルエン、キシレン、テトラデカン、及びアルカンチオール等を挙げることができる。なお、溶媒１４３は、電気的抵抗値が高く、絶縁性である液体がよい。
＜熱電素子１の動作例＞
例えば、熱エネルギーが熱電素子１に与えられると、第１電極１１と第２電極１２との間に電子の移動が発生し、熱エネルギーが電気エネルギーに変換される。第１電極１１と第２電極１２との間を移動する電子の量は、熱エネルギーに依存する他、第２電極１２の仕事関数と、第１電極１１の仕事関数との差に依存する。
例えば、熱エネルギーが熱電素子１に与えられると、第１電極１１と第２電極１２との間に電子の移動が発生し、熱エネルギーが電気エネルギーに変換される。第１電極１１と第２電極１２との間を移動する電子の量は、熱エネルギーに依存する他、第２電極１２の仕事関数と、第１電極１１の仕事関数との差に依存する。
第１電極１１と第２電極１２との間を移動する電子の量は、例えば第１電極１１と第２電極１２との仕事関数差を大きくすること、及びギャップＧを小さくすることで、増やすことができる。例えば、熱電素子１が発生させる電気エネルギーの量は、上記仕事関数差を大きくすること、及び上記ギャップＧを小さくすること、の少なくとも何れか１つを考慮することで、増加させることができる。また、各電極１１、１２の間に、ナノ粒子１４１を設けることで、各電極１１、１２の間を移動する電子の量を増大させることができ、電流量の増加に繋げることが可能となる。
なお、「仕事関数」とは、固体内にある電子を真空中に取出すために必要な最小限のエネルギーを示す。仕事関数は、例えば、紫外光電子分光法（ＵＰＳ：Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy）、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ：X-ray Photoelectron Spectroscopy）やオージェ電子分光法（ＡＥＳ：Auger Electron Spectroscopy）を用いて測定することができる。
本実施形態によれば、熱電素子１は、蓄熱部６５に接して設けられ、絶縁部６３に覆われる。このため、蓄熱部６５から発生する熱が、熱電素子１に伝達され易くすることができる。これにより、熱電素子１の発電量を増加させることが可能となる。
本実施形態によれば、蓄熱部６５は、顕熱蓄熱材料を有する。このため、潜熱蓄熱材料と比べて、利用時の温度範囲を広くすることができる。これにより、様々な用途に応じた環境発電の実現が可能となる。
本実施形態によれば、蓄熱部６５の比熱は、絶縁部６３の比熱よりも大きい。このため、蓄熱部６５から発生する熱を、絶縁部６３を介して外部へ放出し難い状態を保つことができる。これにより、熱電素子１の発電量をさらに増加させることが可能となる。
（第２実施形態：環境発電装置７）
次に、他の実施形態について説明する。上述した実施形態と同様の構成については、以下での詳細な説明を省略する。図５は、第２実施形態における環境発電装置７の一例を示す模式断面図である。第２実施形態に係る環境発電装置７では、更に熱伝導部２０を備える。
次に、他の実施形態について説明する。上述した実施形態と同様の構成については、以下での詳細な説明を省略する。図５は、第２実施形態における環境発電装置７の一例を示す模式断面図である。第２実施形態に係る環境発電装置７では、更に熱伝導部２０を備える。
熱伝導部２０は、蓄熱部６５及び熱電素子１に接する。熱伝導部２０は、絶縁部６３に覆われる。
ここで、蓄熱部６５から熱電素子１に伝達される熱は、蓄熱部６５から直接伝達される熱に加え、熱伝導部２０を介して伝達される熱を含む。このため、熱伝導部２０と、熱電素子１との接触面積は、熱電素子１に伝達される熱量に影響する。従って、熱電素子１の発電量を増加させるためには、熱伝導部２０と熱電素子１の接触面積が大きいことが望ましい。例えば第３方向Ｙに沿って、熱伝導部２０の長さが熱電素子１の長さ以上とした場合、熱伝導部２０の長さが熱電素子１の長さ未満である場合に比べて、接触面積が大きい。これにより、熱電素子１に伝達される熱量を増大させることができ、熱電素子１の発電量を増加させることが可能となる。
熱伝導部２０の熱伝導率は、基板１５、１６の熱伝導率よりも高くてもよい。例えば、基板１５、１６の材料がステンレス（ＳＵＳ）である場合には、熱伝導部２０には基板１５，１６よりも熱伝導率の高い銅を使用する等、熱伝導部２０には基板１５、１６よりも相対的にも熱伝導率の高い材料を用いればよい。これにより、熱電素子１に伝わる熱が外部に放出し難くなり、熱電素子１の発電量の増加を図ることができる。
なお、図示は省略するが、熱電素子１が支持部１３を有する場合、太陽電池パネル６から熱電素子１に伝わる熱が外部に放出し難くなるためには、熱伝導部２０の熱伝導率は、支持部１３の熱伝導率よりも高くてもよい。また、熱伝導部２０の熱伝導率は、一対の第１電極１１、第２電極１２の少なくとも何れかの熱伝導率よりも高くてもよい。
熱伝導部２０は、導電性を有し、例えば金属材料により構成されている。なお、熱伝導部２０は、金属材料に限定されることなく、導電率が高い材料であれば如何なる材料により構成されてもよい。導電率が高い材料とは、具体的にはＡＳＴＭ Ｅ１５３０に準拠して測定された熱伝導率が、１０Ｗ／（ｍ・ｋ）以上の値であることが望ましい。導電率が高い材料としては、例えば、金、銀、銅、アルミ等の金属材料であればよく、銅又はアルミより構成されていることが好ましい。
特に、本実施形態によれば、熱伝導部２０は、蓄熱部６５及び熱電素子１に接し、絶縁部６３に覆われる。このため、蓄熱部６５から発生する熱を、熱伝導部２０を介して熱電素子１に伝達し易くすることができる。これにより、熱電素子１の発電量をさらに増加させることが可能となる。
（第３実施形態：環境発電装置７）
図６は、第３実施形態における環境発電装置７の一例を示す模式断面図である。第３実施形態に係る環境発電装置７では、更に太陽電池パネル６を備える。
図６は、第３実施形態における環境発電装置７の一例を示す模式断面図である。第３実施形態に係る環境発電装置７では、更に太陽電池パネル６を備える。
環境発電装置７は、光エネルギー及び熱エネルギーを電気エネルギーに変換する。環境発電装置７は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池パネル６と、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する際、電極間の温度差を不要とする熱電素子１と、を備える。
環境発電装置７は、例えば発電施設の敷地内に設けられるほか、地面や建物の屋根等に設けられる。環境発電装置７は、後述する情報処理装置７５等に接続される。環境発電装置７は、例えば図示しない配線を介して、パワーコンディショナ（ＰＣＳ：Power Conditioning System）、バッテリー等のような公知の機器に接続される。環境発電装置７は、パワーコンディショナ等を介して負荷へ出力する。負荷は、例えば電気的な機器を示す。負荷は、例えば環境発電装置７を主電源又は補助電源に用いて駆動される。
＜太陽電池パネル６＞
太陽電池パネル６は、例えば太陽光の他、室内光等の光エネルギーを電気エネルギーに変換する。図６に示すように、太陽電池パネル６は、複数の太陽電池セル６１と、複数の太陽電池セル６１の裏面６１ａ側に設けられた支持部６２と、支持部６２に接する封止剤６４と、を含む。太陽電池パネル６は、例えば図示しない保護ガラスや、フレーム等のような公知の構成を含んでもよい。ここで、太陽電池パネル６の太陽光等の光が照射される側の面を表面とし、表面とは反対側の面を裏面６ａ（すなわち、支持部６２の裏面）とする。
太陽電池パネル６は、例えば太陽光の他、室内光等の光エネルギーを電気エネルギーに変換する。図６に示すように、太陽電池パネル６は、複数の太陽電池セル６１と、複数の太陽電池セル６１の裏面６１ａ側に設けられた支持部６２と、支持部６２に接する封止剤６４と、を含む。太陽電池パネル６は、例えば図示しない保護ガラスや、フレーム等のような公知の構成を含んでもよい。ここで、太陽電池パネル６の太陽光等の光が照射される側の面を表面とし、表面とは反対側の面を裏面６ａ（すなわち、支持部６２の裏面）とする。
＜太陽電池セル６１＞
太陽電池セル６１は、例えば太陽光等の光エネルギーを吸収して電気エネルギーに変換する素子である。太陽電池セル６１は、例えばシリコン等の半導体が用いられる。複数の太陽電池セル６１は、例えば光エネルギーを吸収する面に沿って、それぞれ離間して設けられる。例えば太陽電池セル６１から支持部６２に向かう方向から見て、太陽電池セル６１の面積は、熱電素子１の面積よりも大きい。
太陽電池セル６１は、例えば太陽光等の光エネルギーを吸収して電気エネルギーに変換する素子である。太陽電池セル６１は、例えばシリコン等の半導体が用いられる。複数の太陽電池セル６１は、例えば光エネルギーを吸収する面に沿って、それぞれ離間して設けられる。例えば太陽電池セル６１から支持部６２に向かう方向から見て、太陽電池セル６１の面積は、熱電素子１の面積よりも大きい。
＜支持部６２＞
支持部６２は、太陽電池セル６１を裏面６１ａ側から支持するバックシートである。支持部６２は、光エネルギーを反射するほか、太陽光の高熱や紫外線、風雨から太陽電池セル６１を保護する。支持部６２として、例えばプラスチック材等の公知のバックシートが用いられる。
支持部６２は、太陽電池セル６１を裏面６１ａ側から支持するバックシートである。支持部６２は、光エネルギーを反射するほか、太陽光の高熱や紫外線、風雨から太陽電池セル６１を保護する。支持部６２として、例えばプラスチック材等の公知のバックシートが用いられる。
＜封止剤６４＞
封止剤６４は、例えばＥＶＡ(エチレン酢酸ビニル共重合樹脂) 等の公知の封止材料が用いられる。封止剤６４は、太陽電池セル６１と支持部６２の間に設けられる。
封止剤６４は、例えばＥＶＡ(エチレン酢酸ビニル共重合樹脂) 等の公知の封止材料が用いられる。封止剤６４は、太陽電池セル６１と支持部６２の間に設けられる。
熱電素子１は、太陽電池パネル６の裏面６ａと、蓄熱部６５との間に挟まれる。熱電素子１は、側面１０ｃが絶縁部６３に覆われる。熱電素子１は、例えば太陽電池パネル６に吸収された熱エネルギーを電気エネルギーに変換し、電流を生成する。熱電素子１は、太陽電池パネル６に図示しない配線を介して例えば並列回路で接続される。熱電素子１は、太陽電池パネル６に図示しない配線を介して例えば直列回路で接続されてもよい。
特に、本実施形態によれば、熱電素子１は、太陽電池パネル６の裏面６ａと、蓄熱部６５との間に挟まれる。このため、蓄熱部６５に加えて太陽電池パネル６から発生する熱を、熱電素子１に伝達させることができる。これにより、熱電素子１の発電量をさらに増加させることが可能となる。
熱電素子１は、第１主面１０ａと第２主面１０ｂとが、太陽電池セル６１の裏面６１ａに沿って設けられる。このとき、熱電素子１と、太陽電池セル６１との接する面積を大きくすることができる。これにより、太陽電池セル６１から熱電素子１に伝達される熱が増加し、熱電素子１の発電量を増加させることが可能となる。なお、図示は省略するが、熱電素子１は、第１主面１０ａと第２主面１０ｂとが、太陽電池セル６１の裏面６１ａに対して垂直に設けられてもよい。このとき、第１電極１１及び第２電極１２の何れかが太陽電池セル６１と離間する場合に比べて、太陽電池セル６１から各電極１１、１２に伝達される熱が増加する。これにより、熱電素子１における発電量を増加させることが可能となる。
（第４実施形態：環境発電装置７）
図７は、第４実施形態における環境発電装置７の一例を示す模式断面図である。第４実施形態に係る環境発電装置７では、更に熱伝導部２０と、太陽電池パネル６と、を備える。
図７は、第４実施形態における環境発電装置７の一例を示す模式断面図である。第４実施形態に係る環境発電装置７では、更に熱伝導部２０と、太陽電池パネル６と、を備える。
熱伝導部２０は、太陽電池パネル６、蓄熱部６５、及び熱電素子１に接して設けられる。熱伝導部２０は、側面１０ｃが絶縁部６３に覆われる。熱伝導部２０は、太陽電池パネル６の裏面６ａと蓄熱部６５との間に挟まれる。
特に、本実施形態によれば、熱伝導部２０は、太陽電池パネル６、蓄熱部６５、及び熱電素子１に接して設けられる。このため、太陽電池パネル６から発生する熱を、蓄熱部６５及び熱電素子１に伝達し易くなる。また、蓄熱部６５から発生する熱を、熱伝導部２０を介して熱電素子１に伝達し易くすることができる。これにより、熱電素子１の発電量をさらに増加させることが可能となる。
（第５実施形態：環境発電システム７００）
図８は、第５実施形態における環境発電システム７００の一例を示す模式図である。環境発電システム７００は、環境発電装置７と、計測部７１と、情報処理装置７５と、を備える。環境発電装置７は、光エネルギー及び熱エネルギーを電気エネルギーに変換する。環境発電装置７は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池パネル６と、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する際、電極間の温度差を不要とする熱電素子１と、を備える。
図８は、第５実施形態における環境発電システム７００の一例を示す模式図である。環境発電システム７００は、環境発電装置７と、計測部７１と、情報処理装置７５と、を備える。環境発電装置７は、光エネルギー及び熱エネルギーを電気エネルギーに変換する。環境発電装置７は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池パネル６と、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する際、電極間の温度差を不要とする熱電素子１と、を備える。
＜計測部７１＞
計測部７１は、電力計測部７２と、発電量計測部７３と、を有する。
計測部７１は、電力計測部７２と、発電量計測部７３と、を有する。
＜電力計測部７２＞
電力計測部７２は、熱電素子１の電力を計測する。電力計測部７２は、電力を計測する周知のものが用いられる。
電力計測部７２は、熱電素子１の電力を計測する。電力計測部７２は、電力を計測する周知のものが用いられる。
＜発電量計測部７３＞
発電量計測部７３は、熱電素子１及び太陽電池パネル６の発電量を計測する。発電量計測部７３は、発電量を計測する周知のものが用いられる。
発電量計測部７３は、熱電素子１及び太陽電池パネル６の発電量を計測する。発電量計測部７３は、発電量を計測する周知のものが用いられる。
＜情報処理装置７５＞
情報処理装置７５は、例えば発電所に設置され、発電所内の制御部として機能する。情報処理装置７５は、例えばパーソナルコンピュータ等が用いられる。情報処理装置７５は、推定部７６と、評価部７７と、を備える。情報処理装置７５は、さらに、各種情報の入出力を行う入出力部と、各種情報の記憶を行う記憶部を更に備えてもよい。
情報処理装置７５は、例えば発電所に設置され、発電所内の制御部として機能する。情報処理装置７５は、例えばパーソナルコンピュータ等が用いられる。情報処理装置７５は、推定部７６と、評価部７７と、を備える。情報処理装置７５は、さらに、各種情報の入出力を行う入出力部と、各種情報の記憶を行う記憶部を更に備えてもよい。
図９は、太陽電池パネル６と熱電素子１とについて、温度と電力との関係の一例を示す図である。図９に示すように、太陽電池パネル６は、太陽電池パネル６の温度が上昇すると、太陽電池パネル６から発生する電力が低下する傾向を示す。また、熱電素子１は、熱電素子１の温度が上昇すると、熱電素子１から発生する電力が上昇する傾向を示す。情報処理装置７５には、例えば予め太陽電池パネル６と熱電素子１とについて、温度と電力との関係が記憶されてもよい。
また、情報処理装置７５には、例えば予め熱電素子１の発電量と太陽電池セル６１の温度との関係が記憶されてもよい。また、情報処理装置７５には、例えば予め熱電素子１の電力と太陽電池セル６１の温度との関係が記憶されてもよい。
（推定部７６）
推定部７６は、例えば情報処理装置７５に記憶された太陽電池パネル６と熱電素子１との温度と電力との関係を参照し、電力計測部７２の計測結果に基づき、太陽電池セル６１から発生する電力を推定する。即ち、太陽電池パネル６の温度によって変化する電力の傾向を、容易に推定することができる。このため、例えば外気温の低下に伴い、太陽電池パネル６から過大な電力の発生を予め把握でき、太陽電池パネル６の制御を施すことができる。これにより、環境発電装置７全体の発電量のさらなる増加を図ることが可能となる。
推定部７６は、例えば情報処理装置７５に記憶された太陽電池パネル６と熱電素子１との温度と電力との関係を参照し、電力計測部７２の計測結果に基づき、太陽電池セル６１から発生する電力を推定する。即ち、太陽電池パネル６の温度によって変化する電力の傾向を、容易に推定することができる。このため、例えば外気温の低下に伴い、太陽電池パネル６から過大な電力の発生を予め把握でき、太陽電池パネル６の制御を施すことができる。これにより、環境発電装置７全体の発電量のさらなる増加を図ることが可能となる。
（評価部７７）
評価部７７は、例えば情報処理装置７５に記憶された熱電素子１の電力と太陽電池セル６１の温度との関係を参照し、電力計測部７２の計測結果に基づき、太陽電池セル６１の温度を評価する。評価部７７は、例えば情報処理装置７５に記憶された熱電素子１の発電量と太陽電池セル６１の温度との関係を参照し、発電量計測部７３の計測結果に基づき、太陽電池セル６１の温度を評価する。
評価部７７は、例えば情報処理装置７５に記憶された熱電素子１の電力と太陽電池セル６１の温度との関係を参照し、電力計測部７２の計測結果に基づき、太陽電池セル６１の温度を評価する。評価部７７は、例えば情報処理装置７５に記憶された熱電素子１の発電量と太陽電池セル６１の温度との関係を参照し、発電量計測部７３の計測結果に基づき、太陽電池セル６１の温度を評価する。
特に、本実施形態によれば、発電量計測部７３は、熱電素子１、及び太陽電池パネル６の発電量を計測する。このため、太陽電池パネル６における発電量の不安定性を、熱電素子１の発電量により補うことができる。これにより、経時に伴う発電量のバラつきを抑制することが可能となる。
特に、本実施形態によれば、推定部７６は、電力計測部７２の計測結果に基づき、太陽電池セルから発生する電力を推定する。このため、太陽電池パネルの温度に起因する発電量のバラつきを、容易に推定することができる。これにより、環境発電装置７全体の発電量のさらなる増加を図ることが可能となる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
１ ：熱電素子
１０ａ ：第１主面
１０ｂ ：第２主面
１０ｃ ：側面
１１ ：第１電極
１２ ：第２電極
１３ ：支持部
１４ ：中間部
１４０ ：空間
１４１ ：ナノ粒子
１４１ａ ：被膜
１４２ ：絶縁層
１４３ ：溶媒
１５ ：第１基板
１６ ：第２基板
２０ ：熱伝導部
６ ：太陽電池パネル
６ａ ：裏面
６１ ：太陽電池セル
６１ａ ：裏面
６２ ：支持部
６３ ：絶縁部
６４ ：封止剤
６５ ：蓄熱部
６６ ：保護部
７ ：環境発電装置
７１ ：計測部
７２ ：電力計測部
７３ ：発電量計測部
７５ ：情報処理装置
７６ ：推定部
７７ ：評価部
７００ ：環境発電システム
Ｚ ：第１方向
Ｘ ：第２方向
Ｙ ：第３方向
１０ａ ：第１主面
１０ｂ ：第２主面
１０ｃ ：側面
１１ ：第１電極
１２ ：第２電極
１３ ：支持部
１４ ：中間部
１４０ ：空間
１４１ ：ナノ粒子
１４１ａ ：被膜
１４２ ：絶縁層
１４３ ：溶媒
１５ ：第１基板
１６ ：第２基板
２０ ：熱伝導部
６ ：太陽電池パネル
６ａ ：裏面
６１ ：太陽電池セル
６１ａ ：裏面
６２ ：支持部
６３ ：絶縁部
６４ ：封止剤
６５ ：蓄熱部
６６ ：保護部
７ ：環境発電装置
７１ ：計測部
７２ ：電力計測部
７３ ：発電量計測部
７５ ：情報処理装置
７６ ：推定部
７７ ：評価部
７００ ：環境発電システム
Ｚ ：第１方向
Ｘ ：第２方向
Ｙ ：第３方向
第１発明に係る環境発電装置は、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する環境発電装置であって、熱エネルギーを蓄熱する蓄熱部と、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する熱電素子と、前記蓄熱部及び熱電素子に接する絶縁部と、を備え、前記蓄熱部は、絶縁性を有し、前記熱電素子は、それぞれ仕事関数の異なる一対の電極と、前記一対の電極の間に設けられた中間部と、を含み、前記熱電素子は、前記蓄熱部に接して設けられ、前記絶縁部に覆われ、前記中間部は、ナノ粒子が分散された状態で固定された固体の絶縁層を含むことを特徴とする。
Claims (9)
- 熱エネルギーを電気エネルギーに変換する環境発電装置であって、
熱エネルギーを蓄熱する蓄熱部と、
熱エネルギーを電気エネルギーに変換する際、電極間の温度差を不要とする熱電素子と、
前記蓄熱部及び熱電素子に接する絶縁部と、
を備え、
前記蓄熱部は、絶縁性を有し、
前記熱電素子は、
それぞれ仕事関数の異なる一対の電極と、
前記一対の電極の間に設けられた中間部と、
を含み、
前記熱電素子は、前記蓄熱部に接して設けられ、前記絶縁部に覆われること
を特徴とする環境発電装置。 - 前記蓄熱部及び前記熱電素子に接し、前記絶縁部に覆われる熱伝導部をさらに備えること
を特徴とする請求項１記載の環境発電装置。 - 前記蓄熱部は、顕熱蓄熱材料を有すること
を特徴とする請求項１記載の環境発電装置。 - 前記蓄熱部は、エアロゲルを有すること
を特徴とする請求項３記載の環境発電装置。 - 前記蓄熱部の比熱は、前記絶縁部の比熱よりも大きいこと
を特徴とする請求項１～４の何れか１項記載の環境発電装置。 - 光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池パネルをさらに備え、
前記熱電素子は、前記太陽電池パネルの裏面と、前記蓄熱部との間に挟まれること
を特徴とする請求項１記載の環境発電装置。 - 前記太陽電池パネル、前記蓄熱部、及び前記熱電素子に接して設けられる熱伝導部をさらに備えること
を特徴とする請求項６記載の環境発電装置。 - 請求項１～７の何れか１項記載の環境発電装置と、
光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池パネルと、
前記熱電素子、及び前記太陽電池パネルの発電量を計測する発電量計測部と、
を備えること
を特徴とする環境発電システム。 - 前記熱電素子の電力を計測する電力計測部と、
前記電力計測部の計測結果に基づき、前記太陽電池パネルから発生する電力を推定する推定部と、
をさらに備えること
を特徴とする請求項８記載の環境発電システム。
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|---|---|---|---|---|
| JP2014053635A (ja) * | 2011-12-26 | 2014-03-20 | Tadashi Nakanuma | 熱電発電装置 |
| JP2015075371A (ja) * | 2013-10-08 | 2015-04-20 | 富士通株式会社 | レベル検出装置及びレベル監視システム |
| JP2020047632A (ja) * | 2018-09-14 | 2020-03-26 | 株式会社Ｇｃｅインスティチュート | 熱電素子、発電装置、電子機器、及び熱電素子の製造方法 |
| JP2021077803A (ja) * | 2019-11-12 | 2021-05-20 | 株式会社Ｇｃｅインスティチュート | 電極の仕事関数の制御方法、発電素子及び発電素子の製造方法 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014053635A (ja) * | 2011-12-26 | 2014-03-20 | Tadashi Nakanuma | 熱電発電装置 |
| JP2015075371A (ja) * | 2013-10-08 | 2015-04-20 | 富士通株式会社 | レベル検出装置及びレベル監視システム |
| JP2020047632A (ja) * | 2018-09-14 | 2020-03-26 | 株式会社Ｇｃｅインスティチュート | 熱電素子、発電装置、電子機器、及び熱電素子の製造方法 |
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