報告書番号

W92021

タイトル（和文）

熱電モジュール形状が発電性能に与える影響のシミュレーションによる検討

タイトル（英文）

ANALYSIS OF THERMOELECTRIC GENERATING CHARACTERISTICS INFLUENCED BY MODULE SHAPE USING SIMULATION

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

熱電発電システムの高性能化を検討するために，システムの基本単位である熱電発電ユニットを熱等価回路にモデル化して，出力電力や変換効率などが容易に計算できるプログラムを開発し，モジュール形状が出力電力，効率などの出力特性に与える影響を明らかにした。（１）本シミュレーションでは，モジュール内の空隙部の放射や空気伝熱等も考慮した。（２）本シミュレーション手法は，－１０～５％程度の誤差範囲で出力電力の実験結果と比較的よくあっており，本手法の有効性が明らかとなった。（３）本シミュレーション手法を用いて，高熱源温度２００度（熱源間温度差１７０度）とすれば，出力密度２ｋＷ／平方ｍ程度が期待できることがわかった。

概要 （英文）

TO USE UNUSED ENERGY EFFECTIVELY,THERMOELECTRIC GENERATION SYSTEMS THAT CAN DIRECTLY CONVERT HEAT INTO ELECTRIC POWER HAVE HIGH POTENTIAL. TO ESTIMATE THE OUTPUT POWER AND EFFICIENCY,WE MUST DEVELOP SIMULATION METHODS FOR THE THERMOELECTRIC GENERAION MECHANISM AND THE HEAT FLOW IN THE SYSTEM. WE MADE A THERMAL EQUIVALENT CIRCUIT OF THE THERMOELECTRIC GENERATION UNIT SHOWING THE BASIC THERMOELECTRIC GENERATION SYSTEM. THEN,WE DEVELOPED A PROGRAM THAT CAN EASILY CALCULATE THE ELECTRIC POWER OUTPUT AND EFFICIENCY. RADIATION AND AIR CONDUCTION IN THE THERMOELECTRIC MODULE ALSO WERE CONSIDERED IN THE PROGRAM. THE SIMULATION MEHTOD WAS APPROPRIATE BECAUSE THE ERROR WAS -10% TO +5%. ACCORDING TO THE SIMULATION,A POWER DENSITY OF 2 KW/M2 IS EXPECTED FOR A HEAT SOURCE OF 200 DEGREE (170 DEGREE TEMPERATURE DIFFERENCE).

報告者

キーワード