降雪地域における温度差発電適地調査とその実用化実験

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【研究目的】我国が国連総会の場で表明したCO_2排出量削減割合を達成するには太陽光や風力のみならず、製造から廃棄まで、トータルで環境負荷の少ない温度差発電の普及促進が重要かつ急務である。そこでメンテナンス等が容易な熱電発電素子を使用し、降雪地域で発電することを考えた。具体的には米沢市周辺の発電適地を調査すると共に、降雪地域に適した温度差発電システムの実用化を目指した基盤実験を行うことを目的とした。【研究方法】豪雪地域では耐久性やメンテナンス等を考慮し、太陽光発電等との併用ではなく、熱電発電素子のみを使用する単独方式が最良である。また温度差の確保は米沢市周辺の温泉から溢出する温排水と近隣を流れる河川水を利用するのが得策と考えられる。そこで温泉施設の温排水温度と河川水温度の経時変化を測定し、適地を決定する。次いで使用する熱電発電素子の発電性能を評価し、モデル発電実験を行う。【研究成果】購入した熱電発電素子(S.T.S社製:T150-85-127S型)の発電性能試験を行った。その結果、素子5個を直列配線し、その両面に25℃以上の温度差を与えれば、接続したLED(大和科学教材研究所:高輝度発光ダイオード)の発光が確認出来た。また適地決定のため平成22年10月29日～30日、小野川温泉うめや旅館の温排水および近隣の大樽川の水温を24時間測定した。温排水温度は43℃±0.3℃、河川水温度は8℃～10℃と日較差はほとんど認められなかった。これより小野川温泉地域は温度差発電に必要な温水と冷水の質、量共に良好であり、その適地であることが分かった。なお、本研究成果の一部を平成22年度東北地区国立大学法人等技術職員研修技術発表会において「熱電マイクロ発電の普及促進を目指して」の題目で口頭発表した。