JP2609019B2 - 熱電モジュール - Google Patents
熱電モジュールInfo
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- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 3
- 230000005678 Seebeck effect Effects 0.000 description 2
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- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
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Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明に、とくに太陽エネルギー
を利用した熱発電に好適な熱電モジュールに関するもの
である。
を利用した熱発電に好適な熱電モジュールに関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】一般に、従来の熱電モジュールは図７に
示すように構成されている。すなわち、第１の絶縁板１
５の上面に設けた多数の下側電極１６と、第２の絶縁板
１７の下面に設けた多数の上側電極１８とによって、多
数のＰ型およびＮ型の熱電素子１９，２０を挟み込むよ
うに構成されている。そして、第１の絶縁板１５を太陽
熱等によって加熱し、第２の絶縁板１７を空冷等によっ
て冷却することによって、ゼーベック効果による発電を
得る。
示すように構成されている。すなわち、第１の絶縁板１
５の上面に設けた多数の下側電極１６と、第２の絶縁板
１７の下面に設けた多数の上側電極１８とによって、多
数のＰ型およびＮ型の熱電素子１９，２０を挟み込むよ
うに構成されている。そして、第１の絶縁板１５を太陽
熱等によって加熱し、第２の絶縁板１７を空冷等によっ
て冷却することによって、ゼーベック効果による発電を
得る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところがこのような構
成では、第１の絶縁板側と第２の絶縁板側との間の温度
差を大きくしようとしても、熱電素子による熱伝導のた
めに一定の限界があった。
成では、第１の絶縁板側と第２の絶縁板側との間の温度
差を大きくしようとしても、熱電素子による熱伝導のた
めに一定の限界があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の熱電モジュール
は、一方の面上に設けられ、一方向に繰り返し配列され
た高温領域の電極および低温領域の電極と、他方の面側
に設けられ、集束された熱エネルギーを前記高温領域に
選択的に供給するためのレンズとを有する板状絶縁体
と、前記一方向にあってそれぞれの前記電極上に交互に
設けられたＰ型熱電素子およびＮ型熱電素子と、前記高
温領域の電極上および前記低温領域の電極上の隣り合う
同一導電型の前記熱電素子を橋絡する中継電極とを備え
ている。また、本発明の熱電モジュールは、一方の面上
に設けられ、千鳥状に交互に繰り返し配列された高温領
域の電極および低温領域の電極と、他方の面側に設けら
れ、集束された熱エネルギーを前記高温領域に選択的に
供給するためのレンズとを有する板状絶縁体と、前記高
温領域または前記低温領域の電極上に順次に設けられた
Ｐ型熱電素子およびＮ型熱電素子と、前記高温領域また
は前記低温領域の隣り合う電極上の異種導電型の熱電素
子を橋絡するとともに、前記橋絡された熱電素子と対向
する前記低温領域または前記高温領域の電極に接続する
ための中継電極とを備えている。
は、一方の面上に設けられ、一方向に繰り返し配列され
た高温領域の電極および低温領域の電極と、他方の面側
に設けられ、集束された熱エネルギーを前記高温領域に
選択的に供給するためのレンズとを有する板状絶縁体
と、前記一方向にあってそれぞれの前記電極上に交互に
設けられたＰ型熱電素子およびＮ型熱電素子と、前記高
温領域の電極上および前記低温領域の電極上の隣り合う
同一導電型の前記熱電素子を橋絡する中継電極とを備え
ている。また、本発明の熱電モジュールは、一方の面上
に設けられ、千鳥状に交互に繰り返し配列された高温領
域の電極および低温領域の電極と、他方の面側に設けら
れ、集束された熱エネルギーを前記高温領域に選択的に
供給するためのレンズとを有する板状絶縁体と、前記高
温領域または前記低温領域の電極上に順次に設けられた
Ｐ型熱電素子およびＮ型熱電素子と、前記高温領域また
は前記低温領域の隣り合う電極上の異種導電型の熱電素
子を橋絡するとともに、前記橋絡された熱電素子と対向
する前記低温領域または前記高温領域の電極に接続する
ための中継電極とを備えている。
【０００５】
【作用】このように構成すると、低温領域と高温領域と
の温度差が熱電素子の熱伝導率によって一義的に制約を
受けることがなくなり、両領域間に高い温度差を与え得
て効率のよい熱発電効果を得ることができる。
の温度差が熱電素子の熱伝導率によって一義的に制約を
受けることがなくなり、両領域間に高い温度差を与え得
て効率のよい熱発電効果を得ることができる。
【０００６】
【実施例】つぎに、本発明を図面に示した実施例ととも
に説明する。
に説明する。
【０００７】図１、図２および図３を参照して、熱およ
び電気不良導体からなる板状絶縁体１は、その下面に多
数の熱絶縁用条溝２を有し、この状溝２を境として細長
い高温領域３および低温領域４が一方向に周期的に繰り
返し配列されている。板状絶縁体１の一方の面上の、高
温領域３上に設けられた熱伝導性の下側電極５および低
温領域４上に設けられた熱伝導性の下側電極６に、Ｐ型
熱電素子７ａおよびＮ型熱電素子７ｂが交互に接続され
て固着されている。９はリード線、１０は太陽光を集束
・発散させるために板状絶縁体１の下面側に設けられた
連続かまぼこ形のレンズを示す。
び電気不良導体からなる板状絶縁体１は、その下面に多
数の熱絶縁用条溝２を有し、この状溝２を境として細長
い高温領域３および低温領域４が一方向に周期的に繰り
返し配列されている。板状絶縁体１の一方の面上の、高
温領域３上に設けられた熱伝導性の下側電極５および低
温領域４上に設けられた熱伝導性の下側電極６に、Ｐ型
熱電素子７ａおよびＮ型熱電素子７ｂが交互に接続され
て固着されている。９はリード線、１０は太陽光を集束
・発散させるために板状絶縁体１の下面側に設けられた
連続かまぼこ形のレンズを示す。
【０００８】また、熱電素子７は、Ｐ型熱電素子７ａと
Ｎ型熱電素子７ｂとからなり、条溝２を挟んで隣り合う
同一導電型の熱電素子同士が上側電極である中継電極８
によって橋絡され、Ｐ型熱電素子７ａおよびＮ型熱電素
子７ｂを電気的に直列に接続されている。
Ｎ型熱電素子７ｂとからなり、条溝２を挟んで隣り合う
同一導電型の熱電素子同士が上側電極である中継電極８
によって橋絡され、Ｐ型熱電素子７ａおよびＮ型熱電素
子７ｂを電気的に直列に接続されている。
【０００９】レンズ１０によって集束された太陽熱エネ
ルギー１１は、板状絶縁体１の高温領域３を選択的に加
熱し、低温領域４への太陽熱エネルギーは発散されるの
で、高温領域３と低温領域４との間に大きい温度差が生
じる。このため、隣接するそれぞれの高温領域３の下側
電極５と低温領域４の下側電極６との間で、大きな温度
差を生じ、ゼーベック効果で発生した比較的大きい起電
力が、リード線９を通じて負荷１２に供給される。な
お、本実施例での板状絶縁体１はガラスからなり、機械
的強度を高めるためのリブ１３を外周領域に有してい
る。
ルギー１１は、板状絶縁体１の高温領域３を選択的に加
熱し、低温領域４への太陽熱エネルギーは発散されるの
で、高温領域３と低温領域４との間に大きい温度差が生
じる。このため、隣接するそれぞれの高温領域３の下側
電極５と低温領域４の下側電極６との間で、大きな温度
差を生じ、ゼーベック効果で発生した比較的大きい起電
力が、リード線９を通じて負荷１２に供給される。な
お、本実施例での板状絶縁体１はガラスからなり、機械
的強度を高めるためのリブ１３を外周領域に有してい
る。
【００１０】図４および図５に示す本発明の他の実施例
の熱電モジュールは、一方の面上に設けられ、千鳥状に
交互に繰り返し配列された高温領域３の下側電極５およ
び低温領域４の厚肉の良熱伝導性の下側電極６と、他方
の面側に設けられ、集束された熱エネルギー１１を高温
領域３に選択的に供給するためのかまぼこ形のレンズ１
０とを有する板状絶縁体１と、例えば一方領域である高
温領域３の下側電極５上に順次に設けられたＰ型熱電素
子７ａおよびＮ型熱電素子７ｂと、高温領域３の下側電
極５と隣り合う高温領域３の下側電極５を挟んで異種導
電型の熱電素子７を橋絡するとともに、橋絡された熱電
素子７と対向する他方領域である低温領域４の下側電極
６に接続するための中継電極８とを備え、Ｐ型熱電素子
７ａおよびＮ型熱電素子７ｂを直列に接続している。ま
た、高温領域３と低温領域４との熱的絶縁を良好にする
ための条溝２を板状絶縁体１の一方の面上である上面側
に設けている。なお、下側電極６と中継電極８とは一体
のもので形成してもよい。
の熱電モジュールは、一方の面上に設けられ、千鳥状に
交互に繰り返し配列された高温領域３の下側電極５およ
び低温領域４の厚肉の良熱伝導性の下側電極６と、他方
の面側に設けられ、集束された熱エネルギー１１を高温
領域３に選択的に供給するためのかまぼこ形のレンズ１
０とを有する板状絶縁体１と、例えば一方領域である高
温領域３の下側電極５上に順次に設けられたＰ型熱電素
子７ａおよびＮ型熱電素子７ｂと、高温領域３の下側電
極５と隣り合う高温領域３の下側電極５を挟んで異種導
電型の熱電素子７を橋絡するとともに、橋絡された熱電
素子７と対向する他方領域である低温領域４の下側電極
６に接続するための中継電極８とを備え、Ｐ型熱電素子
７ａおよびＮ型熱電素子７ｂを直列に接続している。ま
た、高温領域３と低温領域４との熱的絶縁を良好にする
ための条溝２を板状絶縁体１の一方の面上である上面側
に設けている。なお、下側電極６と中継電極８とは一体
のもので形成してもよい。
【００１１】この場合も、レンズ１０で集束された太陽
熱エネルギー１１が高温領域３を選択的に加熱するの
で、リード線９を通じて比較的大きい起電力をとりだし
得るのであり、中継電極８を空冷等によって冷却するこ
とによっては、高温領域３の下側電極５と低温領域４の
下側電極６との間における温度差を一層大きくでき、効
率のよい電力供給が可能になる。さらに、レンズ１０の
占める位置をずらして集束太陽熱エネルギーの入射位置
を高温領域から低温領域へ切り替え得るようにすると、
起電力の正負極性を切り替えることが可能となる。
熱エネルギー１１が高温領域３を選択的に加熱するの
で、リード線９を通じて比較的大きい起電力をとりだし
得るのであり、中継電極８を空冷等によって冷却するこ
とによっては、高温領域３の下側電極５と低温領域４の
下側電極６との間における温度差を一層大きくでき、効
率のよい電力供給が可能になる。さらに、レンズ１０の
占める位置をずらして集束太陽熱エネルギーの入射位置
を高温領域から低温領域へ切り替え得るようにすると、
起電力の正負極性を切り替えることが可能となる。
【００１２】なお、上記それぞれの実施例では、板状絶
縁体１とレンズ１０とを別部品で構成した場合である
が、板状絶縁体１とレンズ１０とを一体形成したもので
もよい。この場合は板状絶縁体１とレンズ１０の位置合
わせ不要となる。この例を示す図６を参照すると、ガラ
スからなる複合体１４は絶縁基板の役割を果たすと共に
レンズ作用をなす。
縁体１とレンズ１０とを別部品で構成した場合である
が、板状絶縁体１とレンズ１０とを一体形成したもので
もよい。この場合は板状絶縁体１とレンズ１０の位置合
わせ不要となる。この例を示す図６を参照すると、ガラ
スからなる複合体１４は絶縁基板の役割を果たすと共に
レンズ作用をなす。
【００１３】
【発明の効果】本発明は前述のように構成されるので、
低温領域と高温領域との温度差が熱電素子の熱伝導率に
よって一義的に制約を受けず、両領域間に高い温度差を
与え得て効率のよい熱発電効果を得ることができる。
低温領域と高温領域との温度差が熱電素子の熱伝導率に
よって一義的に制約を受けず、両領域間に高い温度差を
与え得て効率のよい熱発電効果を得ることができる。
【図１】本発明を実施した熱電モジュールの斜視図
【図２】同熱電モジュールの平面図
【図３】同熱電モジュールの側断面図
【図４】本発明の他の実施例の平面図
【図５】同実施例の側断面図
【図６】本発明の他の実施例の側断面図
【図７】従来の熱電モジュールの側断面図
１ 板状絶縁体 ２ 条溝 ３ 高温領域 ４ 低温領域 ５，６ 下側電極 ７ 熱電素子 ８ 中継電極
Claims (2)
- 【請求項１】 一方の面上に設けられ、一方向に繰り返
し配列された高温領域の電極および低温領域の電極と、
他方の面側に設けられ、集束された熱エネルギーを前記
高温領域に選択的に供給するためのレンズとを有する板
状絶縁体と、前記一方向にあってそれぞれの前記電極上
に交互に設けられたＰ型熱電素子およびＮ型熱電素子
と、前記高温領域の電極上および前記低温領域の電極上
の隣り合う同一導電型の前記熱電素子を橋絡する中継電
極とを備えたことを特徴とする熱電モジュール。 - 【請求項２】 一方の面上に設けられ、千鳥状に交互に
繰り返し配列された高温領域の電極および低温領域の電
極と、他方の面側に設けられ、集束された熱エネルギー
を前記高温領域に選択的に供給するためのレンズとを有
する板状絶縁体と、前記高温領域または前記低温領域の
電極上に順次に設けられたＰ型熱電素子およびＮ型熱電
素子と、前記高温領域または前記低温領域の隣り合う電
極上の異種導電型の熱電素子を橋絡するとともに、前記
橋絡された熱電素子と対向する前記低温領域または前記
高温領域の電極に接続するための中継電極とを備えたこ
とを特徴とする熱電モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3253399A JP2609019B2 (ja) | 1991-10-01 | 1991-10-01 | 熱電モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3253399A JP2609019B2 (ja) | 1991-10-01 | 1991-10-01 | 熱電モジュール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0595137A JPH0595137A (ja) | 1993-04-16 |
| JP2609019B2 true JP2609019B2 (ja) | 1997-05-14 |
Family
ID=17250838
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3253399A Expired - Fee Related JP2609019B2 (ja) | 1991-10-01 | 1991-10-01 | 熱電モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2609019B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4915555B2 (ja) * | 2006-05-25 | 2012-04-11 | パナソニック株式会社 | 赤外線センサ |
| KR100853749B1 (ko) * | 2006-11-29 | 2008-08-22 | 요업기술원 | 열전 발전용 단위 모듈과 이를 포함하는 열전 세트 및 그제조방법 |
| JP2009123779A (ja) * | 2007-11-12 | 2009-06-04 | Taichi Tsuboi | ドーム型太陽光発電装置、ドーム型太陽熱発電装置、ドーム型太陽光発電システム及びドーム型太陽熱発電システム |
| JP5560610B2 (ja) | 2009-08-26 | 2014-07-30 | 富士通株式会社 | 発電装置及びそのような発電装置を備えた発電システム |
-
1991
- 1991-10-01 JP JP3253399A patent/JP2609019B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0595137A (ja) | 1993-04-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |