JP2024049784A

JP2024049784A - 熱電発電装置

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Publication number: JP2024049784A
Application number: JP2022156232A
Authority: JP
Inventors: 和巨磯谷; 何秋岑徐
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2022-09-29
Filing date: 2022-09-29
Publication date: 2024-04-10

Abstract

【課題】発電効率がよい熱電発電装置を提供する。【解決手段】熱電発電装置１は、ペルチェ素子１１を有し、ペルチェ素子１１に生じる起電力を出力する熱電体１０と、熱電体１０が外側に接している蓄熱体２０と、蓄熱体２０が接している状態の熱電体１０を収容し、流体が導入可能なケース３０と、所定条件に基づいて、流体として低温流体を導入する第１状態と流体として高温流体を導入する第２状態とに切り替える制御部４０と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ペルチェ素子を利用して発電する熱電発電装置に関する。

近年、二酸化炭素や窒素酸化物等の有害物質の排出量が少ないクリーンエネルギーが注目されており、クリーンエネルギーとして、熱エネルギーを使って発電する熱電発電が利用されている。このような熱電発電に関する技術として、例えば下記に出典を示す特許文献１に記載のものがある。

特許文献１には熱電発電装置について記載されている。この熱電発電装置は、大気との間で熱変換を行う導熱体と、蓄熱体と、導熱体と蓄熱体との間に配置され、積層された熱電変換ユニット及び熱流調節ユニットとを備え、導熱体と蓄熱体との間に生じる温度差を利用して熱電変換ユニットから電気エネルギーを取り出している。

特開２０１４－５３６３５号公報

特許文献１に記載の熱電発電装置では、蓄熱体に蓄えた熱を利用して大気との温度差を熱電変換ユニットに与えている。すなわち、この熱電発電装置では、大気との温度差に基づいて発電を行っている。このため、熱電変換ユニットにおける温度変化が緩やかとなり、発電効率がよくない。

そこで、発電効率がよい熱電発電装置が求められる。

本発明に係る熱電発電装置の特徴構成は、ペルチェ素子を有し、前記ペルチェ素子に生じる起電力を出力する熱電体と、前記熱電体が外側に接している蓄熱体と、前記蓄熱体が接している状態の前記熱電体を収容し、流体が導入可能なケースと、所定条件に基づいて、前記流体として低温流体を導入する第１状態と前記流体として高温流体を導入する第２状態とに切り替える制御部と、を備えている点にある。

このような特徴構成とすれば、熱電体が収容されているケース内に、低温流体の導入と高温流体の導入とを切り替えて行うことができる。この切り替えにより流体が導入されるケースに収容された蓄熱体が放熱と蓄熱を繰り返し、流体により熱電体が低温と高温を繰り返す。これにより、蓄熱体と流体とによって、継続して熱電体に温度差を与え、ペルチェ素子に継続して起電力を生じさせることができる。したがって、発電効率がよい熱電発電装置を実現することが可能となる。

また、前記制御部は、前記所定条件として前記起電力の電圧値が予め設定された電圧閾値以下である場合に、前記第１状態及び前記第２状態の一方から他方に切り替えると好適である。

ペルチェ素子における温度差が小さくなった場合には、ペルチェ素子に生じる起電力の電圧値の絶対値が小さくなり、発電効率が低下する。そこで、起電力の電圧値が電圧閾値以下となった場合に、第１状態及び第２状態の一方から他方に切り替えることで、ペルチェ素子に与える温度差を大きくすることができる。したがって、ペルチェ素子に生じる起電力の電圧値が大きくなり、発電効率を高めることが可能となる。

また、前記制御部は、前記所定条件として前記蓄熱体の温度と前記ケースに導入された前記流体の温度との差異が予め設定された温度閾値以下である場合に、前記第１状態及び前記第２状態の一方から他方に切り替えると好適である。

ペルチェ素子における温度差が小さくなった場合には、ペルチェ素子に生じる起電力の電圧値の絶対値が小さくなり、発電効率が低下する。そこで、この蓄熱体の温度とケースに導入された流体の温度との差異が温度閾値以下となった場合に、第１状態及び第２状態の一方から他方に切り替えることで、ペルチェ素子に与える温度差を大きくすることができる。したがって、ペルチェ素子に生じる起電力の電圧値が大きくなり、発電効率を高めることが可能となる。

また、前記熱電体は、前記蓄熱体を全面に亘って囲んでいると好適である。

このような構成とすれば、熱電体の内側の面（流体と接しない側の面）の温度と、熱電体の外側の面（流体と接しない側の面）の温度との差を確実に生み出すことができる。したがって、熱電体の内側の面と外側の面との温度差を維持し易くできるため、継続して起電力を生じさせ、発電効率を高めることが可能となる。

また、前記流体は、前記熱電体の外面全体に亘って接していると好適である。

このような構成とすれば、流体から多くの熱エネルギーを熱電体に与え、熱電体における蓄熱体と接しない側の面の温度変化を、熱電体における蓄熱体と接する側の面の温度変化よりも鈍くできる。これにより、熱電体における蓄熱体と接しない側の面と、熱電体における蓄熱体と接する側の面との温度差を確実に生み出し、継続して起電力を生じさせることができ、発電効率を高めることが可能となる。

熱電発電装置の構成を示す模式図である。蓄熱体と熱電体との配置関係を示す図である。ペルチェ素子に生じる起電力を説明する図である。ペルチェ素子に生じる起電力を説明する図である。第１状態を示す図である。第２状態を示す図である。熱電発電装置おける処理を示すフローチャートである。蓄熱体の温度変化を示す図である。

本発明に係る熱電発電装置は、継続して発電を行うことができるように構成される。以下、本実施形態の熱電発電装置１について説明する。

図１は、熱電発電装置１の構成を示す模式図である。図１に示されるように、熱電発電装置１は、熱電体１０、蓄熱体２０、ケース３０、制御部４０、第１流路５１、第２流路５２、第３流路５３、第４流路５４、第５流路５５、第６流路５６、第１弁装置８１、第２弁装置８２、及びポンプ８３を備えて構成される。第１弁装置８１及び第２弁装置８２は三方弁で構成されている。制御部４０は、発電に係る処理を行うために、ＣＰＵを中核部材としてハードウェア又はソフトウェア或いはその両方で構築されている。

熱電体１０は、ペルチェ素子１１（図３及び図４参照）を有し、ペルチェ素子１１に生じる起電力を出力する。ペルチェ素子１１とは、互いに異なる２種類の金属間に電位差を与えると当該金属間に温度差を生じさせるペルチェ効果を有する素子である。熱電発電装置１は、このようなペルチェ効果とは逆の効果であるゼーベック効果を利用して発電する。すなわち、熱電発電装置１は、互いに異なる２種類の金属間に外部から温度差を与えた際に当該金属間に生じる電位差に基づいて発電する。熱電体１０は、このようなペルチェ素子１１を有し、外部から与えた温度差に基づいてペルチェ素子１１に生じる起電力を出力する。

蓄熱体２０は、熱電体１０が外側に接する状態とされる。蓄熱体２０は、例えば固体金属やレンガなどの蓄熱材（顕熱蓄熱材）を用いて構成してもよいし、例えば水やパラフィン系油などの蓄熱材（潜熱蓄熱材）を用いて構成してもよい。蓄熱体２０の外側とは、蓄熱体２０が水や油のような流体である場合には流体が封入された容器の外面が相当し、固体金属やレンガのような固体である場合には当該固体の外面が相当する。

図２には、本実施形態における蓄熱体２０と熱電体１０との配置関係が示される。図２の上側は正面から見た図であり、図２の下側は側面から見た断面図である。本実施形態では、図２に示されるように、蓄熱体２０は、熱電体１０により全面に亘って囲まれる。図２の例では、蓄熱体２０が四角柱で構成されており、その蓄熱体２０の外表面である六面に、熱電体１０が接する状態で蓄熱体２０が囲まれる。

ケース３０は、蓄熱体２０が接している状態の熱電体１０を収容する。すなわち、ケース３０は、図２で示される蓄熱体２０を囲んだ状態の熱電体１０を収容する。このとき、ケース３０は、熱電体１０に対して、熱電体１０と対向する壁面３１との間、及び、熱電体１０と対向する底面３２との間に隙間を有して構成される。

ケース３０は、この隙間に流体が導入可能に構成される。本実施形態では、流体として高温流体及び低温流体が利用される。高温流体とは、例えば７０～８０度以上の温度（１００度に近い温度）の流体であって、低温流体とは、２０～３０度以下の温度の流体である。以下では、高温流体を熱水とし、低温流体を冷水として説明する。

ここで、図３及び図４には、ペルチェ素子１１が起電力を生じるメカニズムについて示される。ここでは、図３の（Ａ）及び図４の（Ａ）に示されるように、例えばペルチェ素子１１が、ｎ型半導体１２ｎとｐ型半導体１２ｐとを有し、ｎ型半導体１２ｎの一方の面に金属材料からなる電極１３ａが設けられ、ｐ型半導体１２ｐの一方の面に金属材料からなる電極１３ｂが設けられ、更に、ｎ型半導体１２ｎの他方の面とｐ型半導体１２ｐの他方の面とに亘って金属材料からなる電極１３ｃが設けられているとする。

このとき、図３の（Ａ）に示されるように、ペルチェ素子１１の電極１３ａ及び電極１３ｂが高温に晒され、ペルチェ素子１１の電極１３ｃが低温に晒されているとする。この場合には、図３の（Ｂ）のバンド図に示されるように、電極１３ａを構成する金属の伝導帯の電子が熱エネルギーを得て、ｎ型半導体１２ｎの伝導帯に移動する（＃１）。ｎ型半導体１２ｎでは、電極１３ａと電極１３ｃとの間で温度勾配が生じているので電子密度にも勾配が生じ、この電子密度の勾配に応じて電位差が生じる。すなわち、ｎ型半導体１２ｎでは、電極１３ａ側から電極１３ｃ側へ電子が移動する（＃２）。ｎ型半導体１２ｎにおける電極１３ｃ側へ移動した電子は、伝導帯から電極１３ｃを構成する金属の伝導帯に移動し、熱を放出する（＃３）。

一方、電極１３ｂでは、電極１３ｂを構成する金属の伝導帯に、ｐ型半導体１２ｐの価電子帯から電子が移動する（＃４）。これにより、ｐ型半導体１２ｐの価電子帯では正孔が増大する。ｐ型半導体１２ｐでは、電極１３ｂと電極１３ｃとの間で温度勾配が生じているので正孔密度にも勾配が生じ、この正孔密度の勾配に応じて電位差が生じる。すなわち、ｐ型半導体１２ｐでは、電極１３ｂ側から電極１３ｃ側へ正孔が移動する（＃５）。ｐ型半導体１２ｐにおける電極１３ｃ側へ移動した正孔は、電極１３ｃを構成する金属の伝導帯から移動してきた電子と結合し、熱を放出して消滅する（＃６）。このようにして、温度差に応じてペルチェ素子１１内において電子が移動して、冷温側の電極１３ｃと、高温側の電極１３ａ及び電極１３ｂとの間で電位差が生じ、発電する。

逆に、図４の（Ａ）に示されるように、ペルチェ素子１１の電極１３ａ及び電極１３ｂが低温に晒され、ペルチェ素子１１の電極１３ｃが高温に晒されているとする。この場合には、図４の（Ｂ）のバンド図に示されるように、電極１３ｃを構成する金属の伝導帯の電子が熱エネルギーを得て、ｎ型半導体１２ｎの伝導帯に移動する（＃１１）。ｎ型半導体１２ｎでは、電極１３ａと電極１３ｃとの間で温度勾配が生じているので電子密度にも勾配が生じ、この電子密度の勾配に応じて電位差が生じる。すなわち、ｎ型半導体１２ｎでは、電極１３ｃ側から電極１３ａ側へ電子が移動する（＃１２）。ｎ型半導体１２ｎにおける電極１３ａ側へ移動した電子は、伝導帯から電極１３ａを構成する金属の伝導帯に移動し、熱を放出する（＃１３）。

また、電極１３ｂでは、電極１３ｂを構成する金属の伝導帯から、ｐ型半導体１２ｐの価電子帯へ電子が移動する（＃１４）。これにより、ｐ型半導体１２ｐの価電子帯では正孔が電極１３ｂを構成する金属の伝導帯から移動してきた電子と結合して減少する。ｐ型半導体１２ｐは、電極１３ａと電極１３ｃとの間で温度勾配が生じているので正孔密度にも勾配が生じ、この正孔密度の勾配に応じて電位差が生じる。すなわち、ｐ型半導体１２ｐでは、電極１３ｂ側から電極１３ｃ側へ正孔が移動する（＃１５）。ｐ型半導体１２ｐにおける電極１３ｃ側へ移動した正孔は、電極１３ｃを構成する金属の伝導帯へ移動して電子と結合し、熱を放出して消滅する（＃１６）。このようにして、高温側の電極１３ｃと、冷温側の電極１３ａ及び電極１３ｂとの間で電位差が生じ、発電する。

なお、図３及び図４に示されるように、ペルチェ素子１１の電極１３ａ及び電極１３ｂが高温に晒され、ペルチェ素子１１の電極１３ｃが低温に晒されている状態と、ペルチェ素子１１の電極１３ａ及び電極１３ｂが低温に晒され、ペルチェ素子１１の電極１３ｃが高温に晒されている状態とでペルチェ素子１１に生じる起電力の正負が異なる。以下の説明では、起電力の大きさ（起電力の電圧値の大きさ）について記載する場合には、その起電力の絶対値（起電力の電圧値の絶対値）の大きさを意味するものとする。

図１に戻り、ペルチェ素子１１にこのような起電力を生じさせて発電するために、制御部４０は、所定条件に基づいて、ケース３０に流体を導入する状態を、第１状態と第２状態とに切り替える。第１状態とは、ケース３０に流体として低温流体を導入する状態であり、第２状態とは、ケース３０に流体として高温流体を導入する状態である。

図１では、低温流体（冷水、流体の一例）を供給する供給源として、冷水源６１が示される。また、高温流体（熱水、流体の一例）を供給する供給源として、熱水源６２が示される。熱電発電装置１を、車両に搭載する場合、冷水源６１は、例えば、車両に搭載された熱交換システムで利用されるチラーを用いることが可能であって、この場合、冷水としてチラーから排出される冷却液を利用することが可能である。また、熱水源６２は、例えば、エンジンやバッテリを用いることが可能であって、この場合、熱水としてエンジンやバッテリから排出される冷却液を利用することが可能である。その他、低温流体や高温流体の一例として、空気等の気体やヒートポンプサイクルに用いられる冷媒を用いることが可能である。

本実施形態では、冷水源６１と第１弁装置８１とに亘って第１流路５１が設けられ、第１弁装置８１とケース３０とに亘って第２流路５２が設けられる。また、ケース３０と第２弁装置８２とに亘って第３流路５３が設けられ、第２弁装置８２と冷水源６１とに亘って第４流路５４が設けられる。更に、第１弁装置８１と熱水源６２とに亘って第５流路５５が設けられ、熱水源６２と第２弁装置８２とに亘って第６流路５６が設けられる。これらの流路における流体の流通は、ポンプ８３により行われる。本実施形態では、ポンプ８３は、第２流路５２に、第１弁装置８１からケース３０に向かって流体を流通させるように設けられる。

第１弁装置８１及び第２弁装置８２は、三方弁が用いられ、制御部４０からの指示に応じて流通状態が変更される。また、ポンプ８３も、制御部４０からの指示に応じて運転が制御される。

図５には、熱電発電装置１が第１状態である場合に例が示される。第１状態では、制御部４０により冷水が循環される。制御部４０は、第１状態にする場合に、第１弁装置８１に対して、第１弁装置８１を第１連通状態とさせる第１指示を伝達する（＃１１）。これにより、第１弁装置８１の連通孔に接続された第１流路５１と第２流路５２とが互いに連通し、第１流路５１及び第２流路５２の夫々と第５流路５５とが互いに連通しないように、第１弁装置８１が有する弁体８１Ａが回動する。

また、制御部４０は、第２弁装置８２に対して、第２弁装置８２を第３連通状態とさせる第３指示を伝達する（＃１２）。これにより、第２弁装置８２の連通孔に接続された第３流路５３と第４流路５４とが互いに連通し、第６流路５６と第３流路５３及び第４流路５４の夫々とが互いに連通しないように、第２弁装置８２が有する弁体８２Ａが回動する。

更に、制御部４０は、ポンプ８３に対して、ポンプ８３を運転させる運転指示を伝達する（＃１３）。これにより、第１流路５１、第１弁装置８１、第２流路５２を介して冷水源６１からケース３０へ冷水が流通して熱電体１０を冷却し、第３流路５３、第２弁装置８２、第４流路５４を介してケース３０から冷水源６１へ、熱電体１０を冷却した後の冷水が流通する。したがって、ケース３０に収容された熱電体１０の外面を冷却することが可能となる。

図６には、熱電発電装置１が第２状態である場合に例が示される。第２状態では、制御部４０により熱水が循環される。制御部４０は、第２状態にする場合に、第１弁装置８１に対して、第１弁装置８１を第２連通状態とさせる第２指示を伝達する（＃２１）。これにより、第１弁装置８１の連通孔に接続された第２流路５２と第５流路５５とが互いに連通し、第２流路５２及び第５流路５５の夫々と第１流路５１とが互いに連通しないように、第１弁装置８１が有する弁体８１Ａが回動する。

また、制御部４０は、第２弁装置８２に対して、第２弁装置８２を第４連通状態とさせる第４指示を伝達する（＃２２）。これにより、第２弁装置８２の連通孔に接続された第３流路５３と第６流路５６とが互いに連通し、第４流路５４と第３流路５３及び第６流路５６の夫々とが互いに連通しないように、第２弁装置８２が有する弁体８２Ａが回動する。

更に、制御部４０は、ポンプ８３に対して、ポンプ８３を運転させる運転指示を伝達する（＃２３）。これにより、第５流路５５、第１弁装置８１、第２流路５２を介して熱水源６２からケース３０へ熱水が流通して、熱電体１０を加熱し、第３流路５３、第２弁装置８２、第６流路５６を介してケース３０から熱水源６２へ、熱電体１０を加熱した後の熱水が流通する。したがって、ケース３０に収容された熱電体１０の外面を加熱することが可能となる。

なお、図５及び図６では示さなかったが、第１状態及び第２状態のうちの一方から他方に切り替える場合には、第１弁装置８１及び第２弁装置８２の夫々の連通状態を変更する前に、ポンプ８３を停止するとよい。

本実施形態では、ケース３０において、流体が熱電体１０の外面全体に亘って接するように構成される。すなわち、ケース３０に流体が導入されると、蓄熱体２０を囲んだ状態の熱電体１０が流体に完全に浸かる状態とされる。これにより、ケース３０に冷水が供給された場合には、熱電体１０の外面を冷水で覆うことができるので、冷却効率を高めることができる。また、ケース３０に熱水が供給された場合には、熱電体１０の外面を熱水で覆うことができるので、加熱効率を高めることができる。

ここで、制御部４０は、上述した第１状態と第２状態との切り替えは、起電力の電圧値が予め設定された電圧閾値以下である場合に、第１状態及び第２状態の一方から他方に切り替えるとよい。起電力とは、熱電体１０を構成するペルチェ素子１１に生じる起電力であって、このような起電力を検出するセンサ（例えば電圧計）を備えておくとよい。これにより、例えばケース３０に冷水が供給されている場合において、起電力の電圧値が低下すると、熱電体１０の内表面も温度が低下し、外表面の温度と内表面の温度との差異が小さくなったことがわかる。したがって、ケース３０に熱水を供給するようにすることで、熱電体１０の外表面と内表面との温度差を大きくし、ペルチェ素子１１に生じる起電力の電圧値を大きくすることが可能となる。

同様に、例えばケース３０に熱水が供給されている場合において、起電力の電圧値が低下すると、熱電体１０の内表面も温度が上昇し、外表面の温度と内表面の温度との差異が小さくなったことがわかる。したがって、ケース３０に冷水を供給するようにすることで、熱電体１０の外表面と内表面との温度差を大きくし、ペルチェ素子１１に生じる起電力の電圧値を大きくすることが可能となる。

図７は、熱電発電装置１における処理を示すフローチャートである。また、図８は、流体に応じた蓄熱体２０の温度変化を示す図である。

まず、制御部４０が、第１弁装置８１を第１流通状態にし、第２弁装置８２を第３流通状態にすると共に、ポンプ８３を運転させる。これにより、ケース３０内に冷水が供給される（図７の＃１００）。このときのケース３０の状態が、図８（Ａ）に示される。このとき、ケース３０に供給される冷水の温度をＴ１〔℃〕とし、蓄熱体２０の温度がｔ１〔℃〕とする。ただし、Ｔ１＜ｔ１である。この状態は、熱電体１０から出力されるペルチェ素子１１の起電力の電圧値（電圧値の絶対値）が電圧閾値ＶＴＨ以下となるまで継続される（図７のステップ＃１１０：Ｎｏ）。

上記ステップ＃１１０に応じて、図８の（Ａ）の状態が継続されると、冷水の温度（Ｔ１）が、熱電体１０を介した熱伝導で蓄熱体２０に伝わり、図８の（Ｂ）に示されるように、蓄熱体２０の温度が低下する。このときの蓄熱体２０の温度をｔ２とする。この状態で、熱電体１０から出力されるペルチェ素子１１の起電力の電圧値（電圧値の絶対値）が電圧閾値ＶＴＨ以下となると（図７のステップ＃１１０：Ｙｅｓ）、制御部４０はポンプ８３を停止すると共に、第１弁装置８１を第２流通状態にし、第２弁装置８２を第４流通状態にする（図７の＃１２０）。

続いて、制御部４０は、ケース３０に熱水が流通するようにポンプ８３を運転状態にする（図７の＃１３０）。これにより、ケース３０内に熱水が供給される。このときのケース３０の状態が、図８（Ｃ）に示される。このとき、ケース３０に供給される冷水の温度をＴ２〔℃〕とし、蓄熱体２０の温度はｔ２〔℃〕である。ただし、Ｔ２＞ｔ２である。この状態は、熱電体１０から出力されるペルチェ素子１１の起電力の電圧値（電圧値の絶対値）が電圧閾値ＶＴＨ以下となるまで継続される（図７のステップ＃１４０：Ｎｏ）。

上記ステップ＃１４０に応じて、図８の（Ｃ）の状態が継続されると、熱水の温度（Ｔ２）が、熱電体１０を介した熱伝導で蓄熱体２０に伝わり、図８の（Ｄ）に示されるように、蓄熱体２０の温度が上昇する。このときの蓄熱体２０の温度をｔ１とする。この状態で、熱電体１０から出力されるペルチェ素子１１の起電力の電圧値（電圧値の絶対値）が電圧閾値ＶＴＨ以下となると（図７のステップ＃１４０：Ｙｅｓ）、制御部４０はポンプ８３を停止すると共に、第１弁装置８１を第１流通状態にし、第２弁装置８２を第３流通状態にする（図７の＃１５０）。続いて、制御部４０は、ケース３０に冷水が流通するようにポンプ８３を運転状態にする（図７の＃１６０）。

このまま、熱電発電装置１による発電を継続する場合には（図７のステップ＃１７０：Ｎｏ）、ステップ＃１１０から処理を継続する。一方、熱電発電装置１による発電を終了する場合には（図７のステップ＃１７０：Ｙｅｓ）、ポンプ８３を停止して処理を終了する（図７のステップ＃１８０）。なお、ステップ＃１７０及びステップ＃１８０における発電を終了するか否かの判定及びポンプ８３の停止は、ステップ＃１１０～ステップ＃１５０において、割り込み処理にて行ってもよい。また、図７のフローチャートでは、ステップ＃１００において、ケース３０に先に冷水を供給して行うように説明したが、ケース３０に先に熱水を供給して行うようにしてもよい。

〔その他の実施形態〕
上記実施形態では、制御部４０は、起電力の電圧値が予め設定された電圧閾値以下である場合に、第１状態及び第２状態の一方から他方に切り替えるとして説明した。しかしながら、制御部４０は、蓄熱体２０の温度とケース３０に導入された流体の温度との差異が予め設定された温度閾値以下である場合に、第１状態及び第２状態の一方から他方に切り替えるように構成することも可能である。この場合、熱電発電装置１は、蓄熱体２０の温度、及び、ケース３０に導入された流体の温度を検出するセンサ（温度センサ）を設けるとよい。蓄熱体２０の温度とケース３０に導入された流体の温度との差異がし小さくなった場合には、発電効率が低下しているので、ケース３０に供給する流体を変更して、蓄熱体２０の温度とケース３０に導入された流体の温度との差異を大きくすることが可能となる。したがって、発電効率を高めることが可能となる。

上記実施形態では、熱電体１０は、蓄熱体２０を全面に亘って囲んでいるとして説明した。しかしながら、熱電体１０は、蓄熱体２０の一部を囲んでいる（例えば、蓄熱体２０の天面を除いて囲む）だけでもよい。

上記実施形態では、流体は、熱電体１０の外面全体に亘って接しているとして説明した。しかしながら、流体は、熱電体１０の一部にのみ接する（例えば、熱電体１０の天面を除いて接する）ように構成してもよい。

なお、上記実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をこれらの実施形態のみに限定するものではない。したがって、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、様々な形態で実施することができる。

本発明は、ペルチェ素子を利用して発電する熱電発電装置に用いることが可能である。

１：熱電発電装置
１０：熱電体
１１：ペルチェ素子
２０：蓄熱体
３０：ケース
４０：制御部

Claims

ペルチェ素子を有し、前記ペルチェ素子に生じる起電力を出力する熱電体と、
前記熱電体が外側に接している蓄熱体と、
前記蓄熱体が接している状態の前記熱電体を収容し、流体が導入可能なケースと、
所定条件に基づいて、前記流体として低温流体を導入する第１状態と前記流体として高温流体を導入する第２状態とに切り替える制御部と、
を備える熱電発電装置。
前記制御部は、前記所定条件として前記起電力の電圧値が予め設定された電圧閾値以下である場合に、前記第１状態及び前記第２状態の一方から他方に切り替える請求項１に記載の熱電発電装置。
前記制御部は、前記所定条件として前記蓄熱体の温度と前記ケースに導入された前記流体の温度との差異が予め設定された温度閾値以下である場合に、前記第１状態及び前記第２状態の一方から他方に切り替える請求項１に記載の熱電発電装置。
前記熱電体は、前記蓄熱体を全面に亘って囲んでいる請求項１から３のいずれか一項に記載の熱電発電装置。
前記流体は、前記熱電体の外面全体に亘って接している請求項４に記載の熱電発電装置。