JP6355504B2 - 発電回路および発電システム - Google Patents

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本発明は、発電回路および発電システム、詳しくは、自動車などの車両に搭載される発電システム、および、その発電システムにおいて採用される発電回路に関する。
従来、自動車エンジンなどの内燃機関や、ボイラー、空調設備などの熱交換器、発電機、モータなどの電動機関、照明などの発光装置などの各種エネルギー利用装置では、例えば、排熱、光などとして、多くの熱エネルギーが放出および損失されている。
近年、省エネルギー化の観点から、放出される熱エネルギーを回収し、エネルギー源として再利用することが要求されている。そのようなシステムとして、具体的には、例えば、温度が経時的に上下する熱源と、その熱源の温度変化に応じて、ピエゾ効果、焦電効果、ゼーベック効果などにより電気分極する第１デバイス（誘電体など）と、第１デバイスから電力を取り出すため、第１デバイスを挟むように対向配置される第２デバイス（電極など）とを備える発電システムが提案されており、さらに、より効率的に発電するために、電圧印加装置によって、第１デバイスの昇温中に第１デバイスに電圧を印加し、また、降温中には電圧の印加を停止することが提案されている。また、その発電システムを自動車などに積載すること、さらには、そのような場合に第１デバイス（誘電体など）を自動車の排ガスが供給される排気管内に配置することが、提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
上記した発電システムでは、得られた電力は、第１デバイスから第２デバイスを介してバッテリーに蓄積され、必要に応じて消費可能とされる。
特開２０１４−１１３０２８号公報
一方、このような発電システムでは、第１デバイス（誘電体など）による発電に際して電圧印加装置が用いられるため、回路外部からの電力投入を必要とするという不具合がある。
そこで、本発明の目的は、外部からの電力投入を不要とし、発電素子から効率よく電力を取り出すことができる発電回路および発電システムを提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の発電回路は、温度が経時的に上下されることにより電気分極する発電素子を備える発電ユニットと、前記発電素子から取り出された電力が供給される受電ユニットと、前記発電ユニットおよび前記受電ユニットを接続するように構成される一対の主導線と、一対の前記主導線間を架設するように接続される第１副導線、および、前記第１副導線に介在されるコイルを備える第１蓄電ユニットと、前記第１蓄電ユニットと並列的に、一対の前記主導線間を架設するように接続される第２副導線、および、前記第２副導線に介在されるコンデンサを備える第２蓄電ユニットと、前記主導線に備えられ、前記主導線における電流の流れを制御するための主導線スイッチと、前記第１副導線に備えられ、前記第１副導線における電流の流れを制御するための第１副導線スイッチと、前記第２副導線に備えられ、前記第２副導線における電流の流れ制御するための第２副導線スイッチとを備えることを特徴としている。
また、本発明の発電システムは、上記の発電回路と、前記発電素子の温度を経時的に上下させる熱源と、前記発電素子の温度を検知する温度検知手段と、前記発電素子の電圧を検知する電圧検知手段と、前記温度検知手段および前記電圧検知手段による検知に基づいて、前記主導線スイッチ、前記第１副導線スイッチおよび前記第２副導線スイッチを制御するための制御手段とを備えることを特徴としている。
また、本発明の発電システムでは、前記制御手段は、
（１）前記発電素子の温度低下開始時に、前記発電素子における正電圧に由来する電流が、前記主導線の第１方向、および、前記第１副導線の第１方向に沿って流れ、前記コイルにエネルギーが蓄積されるように、前記主導線スイッチ、前記第１副導線スイッチおよび前記第２副導線スイッチを制御し、
（２）次いで、前記発電素子の温度低下中に、前記発電素子に負電圧が生じ、その電圧値が所定値に達した時に、前記コイルに蓄積されたエネルギーに由来する電流が、前記第１副導線の第１方向、および、前記第２副導線の第１方向に沿って流れ、前記コンデンサにエネルギーが蓄積されるように、前記主導線スイッチ、前記第１副導線スイッチおよび前記第２副導線スイッチを制御し、
（３）次いで、前記発電素子の温度低下中において、前記発電素子に生じる負電圧に由来する電流が、前記主導線の第１方向の逆方向である第２方向、および、前記第２副導線の第１方向に沿って流れ、前記コンデンサにエネルギーが蓄積されるように、前記主導線スイッチ、前記第１副導線スイッチおよび前記第２副導線スイッチを制御し、
（４）次いで、前記発電素子の温度上昇開始時に、前記コンデンサに蓄積されたエネルギーに由来する電流が、前記第１副導線の第１方向の逆方向である第２方向、および、前記第２副導線の第１方向の逆方向である第２方向に沿って流れ、前記コイルにエネルギーが蓄積されるように、前記主導線スイッチ、前記第１副導線スイッチおよび前記第２副導線スイッチを制御し、
（５）次いで、前記発電素子の温度上昇中において、前記コイルに蓄積されたエネルギーに由来する電流が、前記主導線の第２方向、および、前記第１副導線の第２方向に沿って流れ、前記発電素子に正電圧が印加されるように、前記主導線スイッチ、前記第１副導線スイッチおよび前記第２副導線スイッチを制御し、
（６）次いで、前記発電素子の温度上昇中において、前記発電素子に生じた正電圧に由来する電流が、前記主導線の第１方向に沿って流れ、前記受電ユニットに電流が供給されるように、前記主導線スイッチ、前記第１副導線スイッチおよび前記第２副導線スイッチを制御することが好適である。
本発明の発電回路および発電システムによれば、発電ユニットにおいて生じるエネルギーを用いて、発電素子に電圧を印加することができるため、外部からの電力投入を不要とし、発電素子から効率よく電力を取り出すことができる。
図１は、本発明の発電回路の一実施形態の模式図である。 図２は、図１に示す発電回路が採用される発電システムの模式図である。 図３は、図１に示す発電回路における第１制御状態を示す模式図である。 図４は、図１に示す発電回路における第２制御状態を示す模式図である。 図５は、図１に示す発電回路における第３制御状態を示す模式図である。 図６は、図１に示す発電回路における第４制御状態を示す模式図である。 図７は、図１に示す発電回路における第５制御状態を示す模式図である。 図８は、図１に示す発電回路における第６制御状態を示す模式図である。
図１において、発電回路１は、発電ユニット２と、受電ユニット３と、それらを電気的に接続する一対の主導線４と、主導線４に架設される第１蓄電ユニット６および第２蓄電ユニット８とを備えている。
発電ユニット２は、発電素子９、および、発電素子９を挟んで対向配置される一対の電極（図示せず）を備えている。なお、図１において、発電素子９は、コンデンサ記号で表記される。
発電素子９は、温度が経時的に上下されることにより電気分極するデバイスである。
ここでいう電気分極とは、結晶の歪みにともなう正負イオンの変位により誘電分極し電位差が生じる現象、例えばピエゾ効果、および／または、温度変化により誘電率が変化し電位差が生じる現象、例えば焦電効果などのように、材料に起電力が発生する現象と定義する。
このような発電素子９として、より具体的には、例えば、ピエゾ効果により電気分極するデバイス、焦電効果により電気分極するデバイスなどが挙げられる。
ピエゾ効果は、応力または歪みが加えられたときに、その応力または歪みの大きさに応じて電気分極する効果（現象）である。
このようなピエゾ効果により電気分極する発電素子としては、特に制限されず、公知のピエゾ素子（圧電素子）を用いることができる。
発電素子９としてピエゾ素子が用いられる場合には、ピエゾ素子は、例えば、その周囲が固定部材により固定される。固定部材としては、特に制限されず、例えば、電極（図示せず）を用いることもできる。
焦電効果は、例えば、絶縁体（誘電体）などを加熱および冷却する時に、その温度変化に応じて絶縁体が電気分極する効果（現象）であって、第１効果および第２効果を含んでいる。
第１効果は、絶縁体の加熱時および冷却時において、その温度変化により自発分極し、絶縁体の表面に、電荷を生じる効果とされている。
また、第２効果は、絶縁体の加熱時および冷却時において、その温度変化により結晶構造に圧力変形が生じ、結晶構造に加えられる応力または歪みにより、圧電分極を生じる効果（ピエゾ効果、圧電効果）とされている。
このような焦電効果により電気分極するデバイスとしては、特に制限されず、公知の焦電素子を用いることができる。
このような発電素子９として、具体的には、公知の焦電素子（例えば、ＢａＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３、（ＣａＢｉ）ＴｉＯ３、ＢａＮｄ２Ｔｉ５Ｏ１４、ＢａＳｍ２Ｔｉ４Ｏ１２、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ：Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）など）、公知のピエゾ素子（例えば、水晶（ＳｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ロッシェル塩（酒石酸カリウム−ナトリウム）（ＫＮａＣ４Ｈ４Ｏ６）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ：Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、リチウムテトラボレート（Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７）、ランガサイト（Ｌａ３Ｇａ５ＳｉＯ１４）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、電気石（トルマリン）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）など）、Ｃａ３（ＶＯ４）２、Ｃａ３（ＶＯ４）２／Ｎｉ、ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＮｂＯ３／Ｎｉ、ＬｉＴａＯ３、ＬｉＴａＯ３／Ｎｉ、Ｌｉ（Ｎｂ０．４Ｔａ０．６）Ｏ３、Ｌｉ（Ｎｂ０．４Ｔａ０．６）Ｏ３／Ｎｉ、Ｃａ３｛（Ｎｂ，Ｔａ）Ｏ４｝２、Ｃａ３｛（Ｎｂ，Ｔａ）Ｏ４｝２／Ｎｉなどを用いることができる。
また、発電素子９としては、さらに、ＬａＮｂＯ３、ＬｉＮｂＯ３、ＫＮｂＯ３、ＭｇＮｂＯ３、ＣａＮｂＯ３、（Ｋ１／２Ｎａ１／２）ＮｂＯ３、（Ｋ１／２Ｎａ１／２）ＮｂＯ３／Ｎｉ、（Ｂｉ１／２Ｋ１／４Ｎａ１／４）ＮｂＯ３、（Ｓｒ１／１００（Ｋ１／２Ｎａ１／２）９９／１００）ＮｂＯ３、（Ｂａ１／１００（Ｋ１／２Ｎａ１／２）９９／１００）ＮｂＯ３、（Ｌｉ１／１０（Ｋ１／２Ｎａ１／２）９／１０）ＮｂＯ３、Ｓｒ２ＮａＮｂ５Ｏ１５、Ｓｒ１９／１０Ｃａ１／１０ＮａＮｂ５Ｏ１５、Ｓｒ１９／１０Ｃａ１／１０ＮａＮｂ５Ｏ１５／Ｎｉ、Ｂａ２ＮａＮｂＯ１５、Ｂａ２Ｎｂ２Ｏ６、Ｂａ２ＮａＮｂＯ１５／Ｎｉ、Ｂａ２Ｎｂ２Ｏ６／Ｎｉなどの誘電体を用いることもできる。
これら発電素子９は、単独使用または２種類以上併用することができる。
また、発電素子９は、通常、公知の方法によりポーリング処理されて用いられる。
発電素子９のキュリー点は、例えば、−７７℃以上、好ましくは、−１０℃以上であり、例えば、１３００℃以下、好ましくは、９００℃以下である。
また、発電素子９（絶縁体（誘電体））の比誘電率は、例えば、１以上、好ましくは、１００以上、より好ましくは、２０００以上である。
このような発電回路１では、発電素子９（絶縁体（誘電体））の比誘電率が高いほど、エネルギー変換効率が高く、高電圧で電力を取り出すことができるが、発電素子の比誘電率が上記下限未満であれば、エネルギー変換効率が低く、得られる電力の電圧が低くなる場合がある。
なお、発電素子９（絶縁体（誘電体））は、温度変化によって電気分極するが、その電気分極は、電子分極、イオン分極および配向分極のいずれでもよい。
例えば、配向分極によって分極が発現する材料（例えば、液晶材料など）では、その分子構造を変化させることにより、発電効率の向上を図ることができるものと期待されている。
受電ユニット３は、上記の発電素子９から取り出された電力が供給されるユニットであって、受電コンデンサ１０と、ブリッジダイオード１１とを備えている。
受電コンデンサ１０は、発電素子９から取り出された電力を受電し、蓄積するデバイスであって、ブリッジダイオード１１を介して、発電素子９に電気的に接続されている。
ブリッジダイオード１１は、４つのダイオードを備える整流装置であって、発電素子９から得られる交流電圧を直流電圧に変換し、その電流を整流するために、発電素子９と受電コンデンサ１０との間に介在されている。
このようなブリッジダイオード１１としては、公知のブリッジダイオードデバイスを採用することができる。
主導線４は、発電ユニット２と受電ユニット３とを接続するように構成される一対の導線であって、一方側（図１における紙面左側）端部が発電ユニット２に接続され、他方側（図１における紙面右側）端部が受電ユニット３に接続されている。
また、主導線４は、主導線スイッチ１４を備えている。
主導線スイッチ１４は、主導線４における電流の流れを制御（方向決定）するためのスイッチであって、一対（２つ）の主導線開閉機構１５と、一対の主導線開閉機構１５のそれぞれに対して並列的に接続される主導線整流回路１６とからなる。
以下において、２つの主導線開閉機構１５および主導線整流回路１６を区別する場合には、一方側（図１における紙面左側）の主導線開閉機構１５および主導線整流回路１６を、主導線開閉機構１５Ａおよび主導線整流回路１６Ａとする。また、一方側に対する他方側（図１における紙面右側）の主導線開閉機構１５および主導線整流回路１６を、主導線開閉機構１５Ｂおよび主導線整流回路１６Ｂとする。
一対（２つ）の主導線開閉機構１５は、公知の回路開閉機構であって、第１蓄電ユニット６よりも発電ユニット２側において、互いに間隔を隔てて、隣接配置されている。
主導線開閉機構１５は、主導線４に介在されている。
主導線整流回路１６は、主導線開閉機構１５を跨ぐように主導線４に接続されるバイパス導線と、その導線に介在されるダイオードとを備えている。
ダイオードは、主導線４における電流の流れる方向を規制するために設けられている。
より具体的には、主導線整流回路１６Ａに備えられるダイオードは、発電ユニット２、主導線４および受電ユニット３により形成される回路において、第１方向（図１紙面右回り（図１矢印参照））の電流を阻止し、その第１方向の逆方向である第２方向（図１紙面左回り（図１矢印参照））の電流を許容するように、設けられている。
一方、主導線整流回路１６Ｂに備えられるダイオードは、発電ユニット２、主導線４および受電ユニット３を繋ぐ回路において、第１方向（図１紙面右回り（図１矢印参照））の電流を許容し、第２方向（図１紙面左回り（図１矢印参照））の電流を阻止するように、設けられている。
このような主導線スイッチ１４では、主導線開閉機構１５の開閉によって、主導線４を流れる電流の方向が規制される。
すなわち、主導線開閉機構１５Ａが開状態であり、主導線開閉機構１５Ｂが閉状態である場合には、電流は、開状態の主導線開閉機構１５Ａを迂回するように、主導線整流回路１６Ａを通過する。このような場合、主導線整流回路１６Ａに介在されるダイオードによって、主導線４を流れる電流の方向が、決定される。
また、主導線開閉機構１５Ａが閉状態であり、主導線開閉機構１５Ｂが開状態である場合には、電流は、開状態の主導線開閉機構１５Ｂを迂回するように、主導線整流回路１６Ｂを通過する。このような場合、主導線整流回路１６Ｂに介在されるダイオードによって、主導線４を流れる電流の方向が、決定される。
なお、主導線開閉機構１５Ａおよび主導線開閉機構１５Ｂの両方が開状態である場合には、電流は、主導線スイッチ１４を通過できず、また、主導線開閉機構１５Ａおよび主導線開閉機構１５Ｂの両方が閉状態である場合には、電流は、方向を規制されることなく、主導線開閉機構１５Ａおよび主導線開閉機構１５Ｂを通過できる。
第１蓄電ユニット６は、一対の主導線４間を架設するように接続される第１副導線５と、その第１副導線５に介在されるコイル２０とを備えている。
第１副導線５は、主導線４間を架設する導線であって、一方側（図１における紙面上側）端部が、一対の主導線４の一方側（図１における紙面上側）の途中部分に接続され、他方側（図１における紙面下側）端部が、一対の主導線４の他方側（図１における紙面下側）の途中部分に接続されている。
また、第１副導線５は、第１副導線スイッチ１７を備えている。
第１副導線スイッチ１７は、第１副導線５における電流の流れを制御（方向決定）するためのスイッチであって、一対（２つ）の第１副導線開閉機構１８と、一対の第１副導線開閉機構１８のそれぞれに対して並列的に接続される第１副導線整流回路１９とからなる。
以下において、２つの第１副導線開閉機構１８および第１副導線整流回路１９を区別する場合には、一方側（図１における紙面上側）の第１副導線開閉機構１８および第１副導線整流回路１９を、第１副導線開閉機構１８Ａおよび第１副導線整流回路１９Ａとする。また、一方側に対する他方側（図１における紙面下側）の第１副導線開閉機構１８および第１副導線整流回路１９を、第１副導線開閉機構１８Ｂおよび第１副導線整流回路１９Ｂとする。
一対（２つ）の第１副導線開閉機構１８は、公知の回路開閉機構であって、第１副導線５の途中部分において、コイル２０を挟むように、互いに間隔を隔てて配置されている。
第１副導線開閉機構１８は、第１副導線５に介在されている。
第１副導線整流回路１９は、第１副導線開閉機構１８を跨ぐように第１副導線５に接続されるバイパス導線と、その導線に介在されるダイオードとを備えている。
ダイオードは、第１副導線５における電流の流れる方向を規制するために設けられている。
より具体的には、第１副導線整流回路１９Ａに備えられるダイオードは、第１副導線５における第１方向（図１紙面上から下へ向かう方向（図１矢印参照））の電流を阻止し、その第１方向の逆方向である第２方向（図１紙面下から上へ向かう方向（図１矢印参照））の電流を許容するように、設けられている。
一方、第１副導線整流回路１９Ｂに備えられるダイオードは、第１副導線５における第１方向（図１紙面上から下へ向かう方向（図１矢印参照））の電流を許容し、第２方向（図１紙面下から上へ向かう方向（図１矢印参照））の電流を阻止するように、設けられている。
このような第１副導線スイッチ１７では、第１副導線５を流れる電流の方向が、第１副導線開閉機構１８の開閉によって規制される。
すなわち、第１副導線開閉機構１８Ａが開状態であり、第１副導線開閉機構１８Ｂが閉状態である場合には、電流は、開状態の第１副導線開閉機構１８Ａを迂回するように、第１副導線整流回路１９Ａを通過する。このような場合、第１副導線整流回路１９Ａに介在されるダイオードによって、第１副導線５を流れる電流の方向が、決定される。
また、第１副導線開閉機構１８Ａが閉状態であり、第１副導線開閉機構１８Ｂが開状態である場合には、電流は、開状態の第１副導線開閉機構１８Ｂを迂回するように、第１副導線整流回路１９Ｂを通過する。このような場合、第１副導線整流回路１９Ｂに介在されるダイオードによって、第１副導線５を流れる電流の方向が、決定される。
なお、第１副導線開閉機構１８Ａおよび第１副導線開閉機構１８Ｂの両方が開状態である場合には、電流は、第１副導線スイッチ１７を通過できず、また、第１副導線開閉機構１８Ａおよび第１副導線開閉機構１８Ｂの両方が閉状態である場合には、電流は、方向を規制されることなく、第１副導線開閉機構１８Ａおよび第１副導線開閉機構１８Ｂを通過できる。
コイル２０は、電気回路に採用される公知のコイルであって、一対の第１副導線開閉機構１８の間において、第１副導線５に介在されるように設けられている。
コイル２０の巻数は、特に制限されず、目的および用途に応じて、適宜設定される。
第２蓄電ユニット８は、第１蓄電ユニット６と並列的に接続される蓄電ユニットであり、一対の主導線４間を架設するように接続される第２副導線７と、その第２副導線７に介在されるコンデンサ２１とを備えている。
第２副導線７は、上記の第１副導線５と並列的に主導線４間を架設する導線であって、一方側（図１における紙面上側）端部が、一対の主導線４の一方側（図１における紙面上側）の途中部分に接続され、他方側（図１における紙面下側）端部が、一対の主導線４の他方側（図１における紙面下側）の途中部分に接続されている。
このような第２副導線７は、図１において、第１副導線５よりも受電ユニット３側に接続されている。
また、第２副導線７は、第２副導線スイッチ２２を備えている。
第２副導線スイッチ２２は、第２副導線７における電流の流れを制御（方向決定）するためのスイッチであって、一対（２つ）の第２副導線開閉機構２３と、一対の第２副導線開閉機構２３のそれぞれに対して並列的に接続される第２副導線整流回路２４とからなる。
以下において、２つの第２副導線開閉機構２３および第２副導線整流回路２４を区別する場合には、一方側（図１における紙面上側）の第２副導線開閉機構２３および第２副導線整流回路２４を、第２副導線開閉機構２３Ａおよび第２副導線整流回路２４Ａとする。また、一方側に対する他方側（図１における紙面下側）の第２副導線開閉機構２３および第２副導線整流回路２４を、第２副導線開閉機構２３Ｂおよび第２副導線整流回路２４Ｂとする。
一対（２つ）の第２副導線開閉機構２３は、公知の回路開閉機構であって、第２副導線７の途中部分において、コンデンサ２１を挟むように、互いに間隔を隔てて配置されている。
第２副導線開閉機構２３は、第２副導線７に介在されている。
第２副導線整流回路２４は、第２副導線開閉機構２３を跨ぐように第２副導線７に接続されるバイパス導線と、その導線に介在されるダイオードとを備えている。
ダイオードは、第２副導線７における電流の流れる方向を規制するために設けられている。
より具体的には、第２副導線整流回路２４Ａに備えられるダイオードは、第２副導線７における第１方向（図１紙面下から上へ向かう方向（図１矢印参照））の電流を許容し、その第１方向の逆方向である第２方向（図１紙面上から下へ向かう方向（図１矢印参照））の電流を阻止するように、設けられている。
一方、第２副導線整流回路２４Ｂに備えられるダイオードは、第２副導線７における第１方向（図１紙面下から上へ向かう方向（図１矢印参照））の電流を阻止し、第２方向（図１紙面上から下へ向かう方向（図１矢印参照））の電流を許容するように、設けられている。
このような第２副導線スイッチ２２では、第２副導線７を流れる電流の方向が、第２副導線開閉機構２３の開閉によって規制される。
すなわち、第２副導線開閉機構２３Ａが開状態であり、第２副導線開閉機構２３Ｂが閉状態である場合には、電流は、開状態の第２副導線開閉機構２３Ａを迂回するように、第２副導線整流回路２４Ａを通過する。このような場合、第２副導線整流回路２４Ａに介在されるダイオードによって、第２副導線７を流れる電流の方向が、決定される。
また、第２副導線開閉機構２３Ａが閉状態であり、第２副導線開閉機構２３Ｂが開状態である場合には、電流は、開状態の第２副導線開閉機構２３Ｂを迂回するように、第２副導線整流回路２４Ｂを通過する。このような場合、第２副導線整流回路２４Ｂに介在されるダイオードによって、第２副導線７を流れる電流の方向が、決定される。
なお、第２副導線開閉機構２３Ａおよび第２副導線開閉機構２３Ｂの両方が開状態である場合には、電流は、第２副導線スイッチ２２を通過できず、また、第２副導線開閉機構２３Ａおよび第２副導線開閉機構２３Ｂの両方が閉状態である場合には、電流は、方向を規制されることなく、第２副導線開閉機構２３Ａおよび第２副導線開閉機構２３Ｂを通過できる。
コンデンサ２１は、電気回路に採用される公知のコンデンサであって、一対の第２副導線開閉機構２３の間において、第１副導線７に介在されるように設けられており、電気エネルギーを蓄積可能とされている。
コンデンサ２１の静電容量は、特に制限されず、目的および用途に応じて、適宜設定される。
このような発電回路１は、以下に示す発電システム３１、具体的には、発電素子９から電力を取り出し、その電力を受電ユニット３に供給する発電システム３１において、好適に用いられる。
図２において、発電システム３１は、上記の発電回路１と、その発電回路１中の発電素子９の温度を経時的に上下させる熱源３２と、発電素子９の温度を検知する温度検知手段としての温度センサ３３と、発電素子９の電圧を検知する電圧検知手段としての電圧センサ３５と、温度センサ３３および電圧センサ３５の検知に基づいて発電回路１の各スイッチを制御する制御手段としての制御ユニット３４とを備えている。なお、図２には、発電回路１を簡略化し、模式的に示している。
熱源３２としては、温度が経時的に上下する熱源であれば、特に制限されないが、例えば、内燃機関、発光装置などの各種エネルギー利用装置が挙げられる。
内燃機関は、例えば、車両などの動力を出力する装置であって、例えば、単気筒型または多気筒型が採用されるとともに、その各気筒において、多サイクル方式（例えば、２サイクル方式、４サイクル方式、６サイクル方式など）が採用される。
このような内燃機関では、各気筒において、ピストンの昇降運動が繰り返されており、これにより、例えば、４サイクル方式では、吸気工程、圧縮工程、爆発工程、排気工程などが順次実施され、燃料が燃焼され、動力が出力されている。
このような内燃機関において、排気工程では、高温の排気ガスが、排気ガス管を介して排気され、その排気ガスを熱媒体として熱エネルギーが伝達され、排気ガス管の内部温度が上昇する。
一方、その他の工程（排気工程を除く工程）では、排気ガス管中の排気ガス量が低減されるため、排気ガス管の内部温度は、排気工程に比べて、下降する。
このように、内燃機関の温度は、排気工程において上昇し、吸気工程、圧縮工程および爆発工程において下降し、つまり、経時的に上下する。
とりわけ、上記の各工程は、ピストンサイクルに応じて、周期的に順次繰り返されるため、内燃機関における各気筒の排気ガス管の内部は、上記の各工程の繰り返しの周期に伴って、周期的に温度変化、より具体的には、高温状態と低温状態とが、周期的に繰り返される。
発光装置は、点灯（発光）時には、例えば、赤外線、可視光などの光を熱媒体として、その熱エネルギーにより温度上昇し、一方、消灯時には温度低下する。そのため、発光装置は、経時的に、点灯（発光）および消灯することにより、その温度が経時的に上下する。
とりわけ、例えば、発光装置が、経時的に照明の点灯および消灯が断続的に繰り返される発光装置（明滅（点滅）式の発光装置）である場合には、その発光装置は、点灯（発光）時における光の熱エネルギーにより、周期的に温度変化、より具体的には、高温状態と低温状態とが、周期的に繰り返される。
また、熱源３２としては、さらに、例えば、複数の熱源を備え、それら複数の熱源間の切り替えにより、温度変化を生じることもできる。
より具体的には、例えば、熱源として、低温熱源（冷却材など）と、その低温熱源より温度の高い高温熱源（例えば、加熱材など）との２つの熱源を用意し、経時的に、それら低温熱源および高温熱源を、交互に切り替えて用いる形態が挙げられる。
これにより、熱源としての温度を、経時的に上下させることができ、とりわけ、低温熱源および高温熱源の切り替えを、周期的に繰り返すことにより、周期的に温度変化させることができる。
切り替え可能な複数の熱源を備える熱源３２としては、特に制限されないが、例えば、燃焼用低温空気供給系、蓄熱式熱交換器、高温ガス排気系、および、供給／排気切替弁を備えた高温空気燃焼炉（例えば、再公表９６−５４７４号公報に記載される高温気体発生装置）、例えば、高温熱源、低温熱源および水素吸蔵合金を用いた海水交換装置（水素吸蔵合金アクチュエータ式海水交換装置）などが挙げられる。
これら熱源３２としては、上記熱源を単独使用または２種類以上併用することができる。
熱源３２として、好ましくは、経時により周期的に温度変化する熱源が挙げられる。
また、熱源３２として、好ましくは、内燃機関が挙げられる。
このような熱源３２は、発電素子９を加熱および／または冷却するため、発電素子９に接触または近接配置される。
温度センサ３３は、発電素子９の温度を検知するため、発電素子９に近接または接触して設けられる。温度センサ３３は、発電素子９の温度として、発電素子９の表面温度を直接検知するか、または、発電素子９の周囲の雰囲気温度を検知する。温度センサ３３としては、例えば、赤外放射温度計や、熱電対温度計などの公知の温度センサが用いられる。
電圧センサ３５は、発電素子９の電圧を検知するためのセンサであって、発電素子９を跨ぐように、主導線４に電気的に接続されている。電圧センサ３５としては、特に制限されず、公知のセンサが用いられる。
制御ユニット３４は、発電システム３１における電気的な制御を実行するユニット（例えば、ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）であり、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどを備えるマイクロコンピュータで構成されている。
制御ユニット３４は、温度センサ３３、電圧センサ３５、主導線スイッチ１４、第１副導線スイッチ１７および第２副導線スイッチ２２に電気的に接続されている（破線参照）。これによって、詳しくは後述するが、上記した温度センサ３３によって検知される発電素子９の温度、および、上記した電圧センサ３５により検知される発電素子９の電圧に応じて、主導線スイッチ１４、第１副導線スイッチ１７および第２副導線スイッチ２２を制御し、これにより、発電回路１における各導線を開閉可能としている。
また、この発電システム３１では、必要により、コンデンサ２１に電圧センサ（図示せず）が備えられ、コンデンサ２１の電圧（蓄電状態）がモニタリングされる。
このような発電システム３１により発電するには、例えば、まず、熱源３２の温度を経時的に上下、好ましくは、周期的に温度変化させ、その熱源３２により、発電素子９を、加熱および／または冷却する。
熱源３２の温度は、高温状態における温度が、例えば、２００〜１２００℃、好ましくは、７００〜９００℃であり、低温状態における温度が、上記の高温状態における温度未満、より具体的には、例えば、１００〜８００℃、好ましくは、２００〜５００℃であり、高温状態と低温状態との温度差が、例えば、１０〜６００℃、好ましくは、２０〜５００℃である。
また、それら高温状態と低温状態との繰り返し周期は、例えば、１０〜４００サイクル／秒、好ましくは、３０〜１００サイクル／秒である。
そして、このような温度変化に応じて、上記した発電素子９を、好ましくは、周期的に電気分極させる。
より具体的には、発電素子９としてピエゾ素子が用いられる場合には、ピエゾ素子は、例えば、その周囲が固定部材により固定され、熱源３２に接触するか、または、熱源３２の熱を伝達する熱媒体（上記した排気ガス、光など）に接触（曝露）されるように配置される。そして、ピエゾ素子は、熱源３２の経時的な温度変化により、（場合により熱媒体（上記した排気ガス、光など）を介して）加熱または冷却され、これにより、膨張または収縮する。このとき、ピエゾ素子は、固定部材により体積膨張が抑制されているため、ピエゾ素子は、固定部材に押圧され、ピエゾ効果（圧電効果）、または、キュリー点付近での相変態により、電気分極する。
また、このようなピエゾ素子は、通常、加熱状態または冷却状態が維持され、その温度が一定（すなわち、体積一定）になると、電気分極が中和され、その後、冷却または加熱されることにより、再度、電気分極する。そのため、上記したように熱源３２が周期的に温度変化し、高温状態と低温状態とが周期的に繰り返される場合などには、ピエゾ素子が周期的に繰り返し加熱および冷却されるため、ピエゾ素子の電気分極およびその中和が、周期的に繰り返される。
また、発電素子として焦電素子が用いられる場合には、焦電素子は、熱源３２に接触するか、または、熱源３２の熱を伝達する熱媒体（上記した排気ガス、光など）に接触（曝露）されるように配置される。このような場合において、焦電素子は、熱源３２の経時的な温度変化により、（場合により熱媒体（上記した排気ガス、光など）を介して）加熱または冷却され、その焦電効果（第１効果および第２効果を含む）により、電気分極する。
また、このような焦電素子は、通常、加熱状態または冷却状態が維持され、その温度が一定になると、電気分極が中和され、その後、冷却または加熱されることにより、再度、電気分極する。そのため、上記したように熱源３２が周期的に温度変化し、高温状態と低温状態とが周期的に繰り返される場合などには、焦電素子が周期的に繰り返し加熱および冷却されるため、焦電素子の電気分極およびその中和が、周期的に繰り返される。
このようにして、発電素子９は経時的に温度変化し、その温度変化に応じて、電気分極する。より具体的には、この発電システム３１では、発電素子９が加熱され、温度上昇する場合には、発電素子９に正電圧が生じ、また、発電素子９が冷却され、温度低下する場合には、発電素子９に負電圧が生じる。
一方、このような発電システム３１では、より効率的に発電するため、発電素子９の温度状態に応じて、発電素子９に電圧を印加することが要求される。
そこで、以下に示すように、制御ユニット３４により主導線スイッチ１４、第１副導線スイッチ１７および第２副導線スイッチ２２を制御し、発電素子９により生じる電力によって、発電素子９に電圧を印加する。
より具体的には、この発電システム３１では、まず、発電素子９を加熱し、温度上昇させることにより、発電素子９に正電圧を生じさせる。
（１）次いで、この発電システム３１では、図３に示されるように、発電素子９の温度低下開始時に、発電素子９における正電圧に由来する電流が、主導線４の第１方向、および、第１副導線５の第１方向に沿って流れ、コイル２０にエネルギーが蓄積されるように、主導線スイッチ１４、第１副導線スイッチ１７および第２副導線スイッチ２２を制御する（第１制御状態）。
より具体的には、この発電システム３１では、上記した熱源３２による加熱および／または冷却とともに、温度センサ３３によって、発電素子９の温度を連続的に測定し、発電素子９が昇温状態であるか、降温状態であるかが検知される。
例えば、温度センサ３３によって検知される発電素子９の温度が、予め設定された所定の値（例えば、０．２℃／ｓなど）以上上昇したときに、昇温状態（温度上昇中）であると検知され、また、発電素子９の温度が、予め設定された所定の値（例えば、０．２℃／ｓなど）以上下降したときに、降温状態（温度低下中）であると検知される。
そして、発電素子９の温度低下が開始したと検知されたタイミングで、主導線スイッチ１４の主導線開閉機構１５Ａを閉状態とし、主導線開閉機構１５Ｂを開状態とする。
また、第１副導線スイッチ１７の第１副導線開閉機構１８Ａを閉状態とし、第１副導線開閉機構１８Ｂを開状態とする。
また、第２副導線スイッチ２２の第２副導線開閉機構２３Ａを開状態とし、第２副導線開閉機構２３Ｂを開状態とする。
これにより、発電素子９とコイル２０とが電気的に接続され、また、発電素子９およびコイル２０と、コンデンサ２１とが電気的に切断される。
その結果、発電素子９における正電圧に由来する電流が、主導線整流回路１６Ｂ、および、第１副導線整流回路１９Ｂを介して流れる。すなわち、電流は、主導線４の第１方向、および、第１副導線５の第１方向に沿って流れ、コイル２０に磁束が生じ、エネルギーが蓄積される（図３太線参照）。
（２）次いで、この発電システム３１では、図４に示されるように、発電素子９の温度低下中に、発電素子９に負電圧が生じ、その電圧値が所定値に達した時に、コイル２０に蓄積されたエネルギーに由来する電流が、第１副導線５の第１方向、および、第２副導線７の第１方向に沿って流れ、コンデンサ２１にエネルギーが蓄積されるように、主導線スイッチ１４、第１副導線スイッチ１７および第２副導線スイッチ２２を制御する（第２制御状態）。
より具体的には、上記（１）のように主導線スイッチ１４、第１副導線スイッチ１７および第２副導線スイッチ２２を制御した後、さらに、発電素子９の冷却を継続すると、発電素子９が電気分極し、負電圧が生じる。
一方、発電素子９は、通常、ポーリング処理されているため、発電素子９に所定値（しきい値）以下の負電圧が生じると、損傷する場合がある。なお、所定値は、発電素子９の種類やポーリング処理方法などに応じて、適宜設定される。
そこで、まず、電圧センサ３５により検知される発電素子９の電圧値（負電圧）が、所定値に達したと判断されたときには、主導線スイッチ１４の主導線開閉機構１５Ａを開状態とし、主導線開閉機構１５Ｂを開状態とする。
また、第１副導線スイッチ１７の第１副導線開閉機構１８Ａを閉状態とし、第１副導線開閉機構１８Ｂを開状態とする。
また、第２副導線スイッチ２２の第２副導線開閉機構２３Ａを開状態とし、第２副導線開閉機構２３Ｂを閉状態とする。
これにより、コイル２０とコンデンサ２１とが電気的に接続され、また、コイル２０およびコンデンサ２１と、発電素子９とが電気的に切断される。
その結果、コイル２０に対する発電素子９からの電流供給が停止され、コイル２０の磁束が解消される。このとき、磁束の変化を妨げるように、コイル２０に誘導電流が生じる（レンツの法則）。そして、生じた誘導電流が、第１副導線整流回路１９Ｂ、および、第２副導線整流回路２４Ａを介して流れ、コンデンサ２１に蓄電される。すなわち、コイル２０に蓄積されたエネルギーに由来する電流が、第１副導線５の第１方向、および、第２副導線７の第１方向に沿って流れ、コンデンサ２１にエネルギーが蓄積される（図４太線参照）。
（３）次いで、この発電システム３１では、図５に示されるように、発電素子９の温度低下中において、発電素子９に生じる負電圧に由来する電流が、主導線４の第１方向の逆方向である第２方向、および、第２副導線７の第１方向に沿って流れ、コンデンサ２１にエネルギーが蓄積されるように、主導線スイッチ１４、第１副導線スイッチ１７および第２副導線スイッチ２２を制御する（第３制御状態）。
すなわち、上記したように、発電素子９の冷却が継続されると、発電素子９に負電圧が生じる。一方、発電素子９は、通常、ポーリング処理されているため、発電素子９に所定値（しきい値）以下の負電圧が生じると、損傷する場合がある。
そこで、電圧センサ３５により検知される発電素子９の電圧値（負電圧）が、所定値を超過しないように（すなわち、過剰な負電圧が生じないように）、主導線スイッチ１４の主導線開閉機構１５Ａを開状態とし、主導線開閉機構１５Ｂを閉状態とする。
また、第１副導線スイッチ１７の第１副導線開閉機構１８Ａを開状態とし、第１副導線開閉機構１８Ｂを開状態とする。
また、第２副導線スイッチ２２の第２副導線開閉機構２３Ａを開状態とし、第２副導線開閉機構２３Ｂを閉状態とする。
これにより、発電素子９とコンデンサ２１とが電気的に接続され、また、発電素子９およびコンデンサ２１と、コイル２０とが電気的に切断される。
その結果、発電素子９に生じる負電圧に由来する電流が、主導線整流回路１６Ａ、および、第２副導線整流回路２４Ａを介して流れる。すなわち、電流は、主導線４の第２方向、および、第２副導線７の第１方向に沿って流れ、コンデンサ２１にエネルギーが蓄積される（図５太線参照）。
（４）次いで、この発電システム３１では、図６に示されるように、発電素子９の温度上昇開始時に、コンデンサ２１に蓄積されたエネルギーに由来する電流が、第１副導線５の第１方向の逆方向である第２方向、および、第２副導線７の第１方向の逆方向である第２方向に沿って流れ、コイル２０にエネルギーが蓄積されるように、主導線スイッチ１４、第１副導線スイッチ１７および第２副導線スイッチ２２を制御する（第４制御状態）。
すなわち、この発電システム３１では、発電素子９が加熱されるときに、発電素子９に電圧を印加し、発電効率の向上を図るため、まず、発電素子９の温度上昇が開始するときに、主導線スイッチ１４の主導線開閉機構１５Ａを開状態とし、主導線開閉機構１５Ｂを開状態とする。
また、第１副導線スイッチ１７の第１副導線開閉機構１８Ａを開状態とし、第１副導線開閉機構１８Ｂを閉状態とする。
また、第２副導線スイッチ２２の第２副導線開閉機構２３Ａを閉状態とし、第２副導線開閉機構２３Ｂを開状態とする。
これにより、コイル２０とコンデンサ２１とが電気的に接続され、また、コイル２０およびコンデンサ２１と、発電素子９とが電気的に切断される。
その結果、コンデンサ２１に蓄積されたエネルギーに由来する電流が、第１副導線整流回路１９Ａ、および、第２副導線整流回路２４Ｂを介して流れる。すなわち、電流は、第１副導線５の第２方向、および、第２副導線７の第２方向に沿って流れ、コイル２０に磁束が生じ、エネルギーが蓄積される（図６太線参照）。
（５）次いで、この発電システム３１では、図７に示されるように、発電素子９の温度上昇中において、コイル２０に蓄積されたエネルギーに由来する電流が、主導線４の第２方向、および、第１副導線５の第２方向に沿って流れ、発電素子９に正電圧が印加されるように、主導線スイッチ１４、第１副導線スイッチ１７および第２副導線スイッチ２２を制御する（第５制御状態）。
より具体的には、上記（４）のように主導線スイッチ１４、第１副導線スイッチ１７および第２副導線スイッチ２２を制御するとともに、コンデンサ２１の電圧を図示しない電圧センサによりモニタリングする。
そして、例えば、コンデンサ２１の電圧が０Ｖとなったタイミング（すなわち、コンデンサ２１のエネルギーが、すべて、コイル２０に蓄積されたタイミング）で、主導線スイッチ１４の主導線開閉機構１５Ａを開状態とし、主導線開閉機構１５Ｂを閉状態とする。
また、第１副導線スイッチ１７の第１副導線開閉機構１８Ａを開状態とし、第１副導線開閉機構１８Ｂを閉状態とする。
また、第２副導線スイッチ２２の第２副導線開閉機構２３Ａを開状態とし、第２副導線開閉機構２３Ｂを開状態とする。
これにより、発電素子９とコイル２０とが電気的に接続され、また、発電素子９およびコイル２０と、コンデンサ２１とが電気的に切断される。
その結果、コイル２０に対するコンデンサ２１からの電流供給が停止され、コイル２０の磁束が解消される。このとき、磁束の変化を妨げるように、コイル２０に誘導電流が生じる（レンツの法則）。また、このとき、発電素子９に負電圧が残存している場合には、その負電圧に由来する電流が、発電素子９からコイル２０に向かって流れ、コイル２０に磁束を生じさせる。そして、生じた誘導電流が、主導線整流回路１６Ａ、および、第１副導線整流回路１９Ａを介して流れる（図７太線参照）。
これにより、コイル２０により生じる電流が、主導線４の第２方向、および、第１副導線５の第２方向に沿って流れ、発電素子９に正電圧が印加される。その結果、発電素子９が効率よく電気分極され、正電圧が生じる。
（６）次いで、この発電システム３１では、図８に示されるように、発電素子９の温度上昇中において、発電素子９に生じた正電圧に由来する電流が、主導線４の第１方向に沿って流れ、その電流が受電ユニット３に供給されるように、主導線スイッチ１４、第１副導線スイッチ１７および第２副導線スイッチ２２を制御する（第６制御状態）。
より具体的には、上記（５）のように主導線スイッチ１４、第１副導線スイッチ１７および第２副導線スイッチ２２を制御し、発電素子９に電圧を印加した後、任意のタイミングで、主導線スイッチ１４の主導線開閉機構１５Ａを閉状態とし、主導線開閉機構１５Ｂを開状態とする。
また、第１副導線スイッチ１７の第１副導線開閉機構１８Ａを開状態とし、第１副導線開閉機構１８Ｂを開状態とする。
また、第２副導線スイッチ２２の第２副導線開閉機構２３Ａを開状態とし、第２副導線開閉機構２３Ｂを開状態とする。
これにより、発電素子９と受電ユニット３とが電気的に接続され、また、発電素子９と、コイル２０およびコンデンサ２１とが電気的に切断される。
その結果、発電素子９により生じた電流が、主導線４の第１方向に沿って流れ、受電ユニット３のブリッジダイオード１１により整流され、受電ユニット３の受電コンデンサ１０に供給される（図８太線参照）。
なお、発電素子９により生じた電流を、受電ユニット３の受電コンデンサ１０に供給するタイミングは、特に制限されず、発電素子９の温度状態（例えば、加熱される時間の長さなど）に応じて決定されてもよく、また、発電素子９の電圧状態に応じて決定されてもよい。
また、再度、発電素子９が冷却および加熱される場合には、上記（１）のように主導線スイッチ１４、第１副導線スイッチ１７および第２副導線スイッチ２２を制御され、上記（１）〜（６）の処理が、繰り返される。これにより、発電素子９から電力が取り出され、その電力が受電ユニット３に供給される。
このような発電回路１および発電システム３１によれば、発電ユニット２において生じるエネルギーを用いて、発電素子９に電圧を印加することができるため、外部からの電力投入を不要とし、発電素子９から効率よく電力を取り出すことができる。
そのため、このような発電システム３１は、特に制限されないが、例えば、自動車などに搭載される。このような場合、発電素子９は、例えば、自動車のエキゾーストマニホールドにおける分岐管の内部または表面などに配置され、自動車のエンジンおよび排ガスが、熱源３２として用いられる。そして、エンジンの燃焼サイクルに応じて排ガスの温度が経時的に上下され、発電素子９が加熱および／または冷却され、上記の発電システム３１により発電される。得られる電力は、バッテリーに蓄積されてもよく、また、例えば、ヘッドライトなどの電気負荷装置に用いられてもよく、さらには、自動車の動力として用いられてもよい。
なお、上記した説明では、受電ユニット３は、発電素子９により生じた電力を受電するデバイスとして、コンデンサ（受電コンデンサ１０）を備えているが、発電素子９により生じた電力が蓄積または利用されるデバイスであれば、特に制限されず、受電コンデンサ１０に代替して、バッテリーなどの蓄電デバイスや、灯火装置などの電気負荷デバイスなどを備えることもできる。また、図示しないが、発電回路１には、必要により、任意の場所に、例えば、昇圧器、電圧変換器、インダクタなどの公知の電気デバイスを介在させることもできる。
また、上記した説明では、コンデンサ２１の電圧が０Ｖとなったタイミングで、発電素子９に電圧を印加しているが、電圧を印加するタイミングは、特に制限されず、発電素子９の温度状態（例えば、加熱される時間の長さなど）に応じて決定されてもよく、また、発電素子９の電圧状態に応じて決定されてもよい。
１ 発電回路
２ 発電ユニット
３ 受電ユニット
４ 主導線
５ 第１副導線
６ 第１蓄電ユニット
７ 第２副導線
８ 第２蓄電ユニット
９ 発電素子
１４ 主導線スイッチ
１７ 第１副導線スイッチ
１９ 第２副導線スイッチ
２０ コイル
２１ コンデンサ

Claims (3)

  1. 温度が経時的に上下されることにより電気分極する発電素子を備える発電ユニットと、
    前記発電素子から取り出された電力が供給される受電ユニットと、
    前記発電ユニットおよび前記受電ユニットを接続するように構成される一対の主導線と、
    一対の前記主導線間を架設するように接続される第１副導線、および、前記第１副導線に介在されるコイルを備える第１蓄電ユニットと、
    前記第１蓄電ユニットと並列的に、一対の前記主導線間を架設するように接続される第２副導線、および、前記第２副導線に介在されるコンデンサを備える第２蓄電ユニットと、
    前記主導線に備えられ、前記主導線における電流の流れを制御するための主導線スイッチと、
    前記第１副導線に備えられ、前記第１副導線における電流の流れを制御するための第１副導線スイッチと、
    前記第２副導線に備えられ、前記第２副導線における電流の流れを制御するための第２副導線スイッチと
    を備えることを特徴とする、発電回路。
  2. 請求項１に記載の発電回路と、
    前記発電素子の温度を経時的に上下させる熱源と、
    前記発電素子の温度を検知する温度検知手段と、
    前記発電素子の電圧を検知する電圧検知手段と、
    前記温度検知手段および前記電圧検知手段による検知に基づいて、前記主導線スイッチ、前記第１副導線スイッチおよび前記第２副導線スイッチを制御するための制御手段とを備えることを特徴とする、発電システム。
  3. 前記制御手段は、
    （１）前記発電素子の温度低下開始時に、前記発電素子における正電圧に由来する電流が、前記主導線の第１方向、および、前記第１副導線の第１方向に沿って流れ、前記コイルにエネルギーが蓄積されるように、前記主導線スイッチ、前記第１副導線スイッチおよび前記第２副導線スイッチを制御し、
    （２）次いで、前記発電素子の温度低下中に、前記発電素子に負電圧が生じ、その電圧値が所定値に達した時に、前記コイルに蓄積されたエネルギーに由来する電流が、前記第１副導線の第１方向、および、前記第２副導線の第１方向に沿って流れ、前記コンデンサにエネルギーが蓄積されるように、前記主導線スイッチ、前記第１副導線スイッチおよび前記第２副導線スイッチを制御し、
    （３）次いで、前記発電素子の温度低下中において、前記発電素子に生じる負電圧に由来する電流が、前記主導線の第１方向の逆方向である第２方向、および、前記第２副導線の第１方向に沿って流れ、前記コンデンサにエネルギーが蓄積されるように、前記主導線スイッチ、前記第１副導線スイッチおよび前記第２副導線スイッチを制御し、
    （４）次いで、前記発電素子の温度上昇開始時に、前記コンデンサに蓄積されたエネルギーに由来する電流が、前記第１副導線の第１方向の逆方向である第２方向、および、前記第２副導線の第１方向の逆方向である第２方向に沿って流れ、前記コイルにエネルギーが蓄積されるように、前記主導線スイッチ、前記第１副導線スイッチおよび前記第２副導線スイッチを制御し、
    （５）次いで、前記発電素子の温度上昇中において、前記コイルに蓄積されたエネルギーに由来する電流が、前記主導線の第２方向、および、前記第１副導線の第２方向に沿って流れ、前記発電素子に正電圧が印加されるように、前記主導線スイッチ、前記第１副導線スイッチおよび前記第２副導線スイッチを制御し、
    （６）次いで、前記発電素子の温度上昇中において、前記発電素子に生じた正電圧に由来する電流が、前記主導線の第１方向に沿って流れ、前記受電ユニットに電流が供給されるように、前記主導線スイッチ、前記第１副導線スイッチおよび前記第２副導線スイッチを制御する
    ことを特徴とする、請求項２に記載の発電システム。
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