どのくらい発電できるのか？ペルチェ素子の発電実験をご紹介します！
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- Опубліковано 14 сер 2023
- 格安のペルチェ素子を使い、温度差を作ることで発電させる実験を行ってみました！
どのくらい発電する？
実用はできるのか？
実験・調査した結果を個人的な見解と合わせてご紹介します！
今回の発電実験で使用した材料(Amazon)
・災害用ローソク24時間タイプ 6個入り999円(2023/8/15現在)
amzn.to/45q4sxd
24時間もつタイプが格安でありました！用意しておくと何かと安心です！
・ペルチェ素子 TEC1-12706 5個入り Amazonで1776円(2023/8/15現在)
amzn.to/3DEuRva
前回より100円くらい安くなってました！
・AMD CPUクーラー Amazonで1380円(2023/8/15現在)
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冷却能力が抜群なのに値段も安いです！
ただし今回の実験では下記の格安ヒートシンクで十分そうです。
・格安ヒートシンク 3個入り999円(2023/8/15現在)
amzn.to/3YGUsfu
100mm×60mmサイズでこの価格は安いです！
動画内で登場した過去の動画
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いつも面白い動画を有難う御座います。次も楽しみにしてます！
コメントありがとうございます！
そういっていただけると励みになります！
今まで気になってたことをやってくれるのは神
コメントありがとうございます！
私もかなり気になってました！
楽しい😊
次も楽しみにしてます👍
コメントありがとうございます！
そういっていただけると励みになります！
イワタニのカセットガスストーブ風暖は電池も電気も必要とせずファンを回すというガスファンヒーターですが、このゼーベック効果を使ってるんでしょうね
コメント＆情報ありがとうございます！
そうらしいです！
ペルチェ素子の検証実験をしていただきありがとうございます。
試作品を楽しみにしています。
コメントありがとうございます！
部材は注文したので作ってみます！
発熱側に集光レンズで集めた太陽光 そして冷却側には渓流の水が流れるパイプ
そんな組み合わせなんかで実験したいものですね。
コメントありがとうございます！
用途的に渓流の水を使うアイデアはアリだと思います！
効率を考えるならば、熱源の効率も考慮の内に入るかもしれません。
ロウソクが燃えて加熱された空気がペルチェ素子を熱した後の排気の温度が結構残っているならば、排気と室温の温度差分のエネルギーを無駄に捨てる事になりますから。
いかに排気の熱を発電によって搾り取るか。
あるいは、排気の熱を吸気に取り込んで再生させるか、ですね。
熱源の無駄を減らせば熱源の発熱量を減らす事も視野に入りますから更に効率的になりますね。
もちろん設備は大掛かりになりますからその辺が再エネの難しいところですよね。
そうして考えると、ろうそくよりもハクキンカイロ、ハクキンカイロよりも廃棄食品の発酵熱とか、よりペルチェ素子にマッチする熱源があるのかも、という切り口も考えられますね。
コメント＆解説ありがとうございます！
参考になりました！
ペルチェ素子面白いですよねー❣️ ストーブに乗せるファンなんて「あんなでかいファンをストーブ上での空冷でよくパワフルに回せるよなぁ」ってめっちゃ感心しちゃいますもの👏👏
本作の発展版ペルチェ発電はダイオード・コンデンサ・LEDとか❓✨
コメントありがとうございます！
確かにペルチェ素子かなり面白いです！
惑星探査機に使われる原子力電池もこの原理を使っているとは聞いていましたが、原子核崩壊熱でガンガン加熱すれば電力をいくらでも上げられるわけじゃないんですね。
ボイジャー1号が470W(30V×15.7A)らしいので、すんごい素子数を並列化しているのが想像できました。
コメントありがとうございます！
原子力電池は原子力のほぼ無限の熱量と、劣化しにくい真空での運用で長く使えるので宇宙では向いていると思います！
そう言えば、別の原理ですが、炭素14（だったと思います）に放射線を当てると電位差ができるって話、最近聞きました。
これも電力は弱いですけど半減期が五千年以上ありますから、長年安定して電力を生むとか。
温度差発電じゃなくベータ崩壊を利用していると思います
いつも楽しく拝見しています。素晴らしい実験だと感じました。
発電
すごいです。機械構造ゼロで発電出来る。ソーラーパネル以外で他にも有れば、次回教えて頂きたいです。
コメントありがとうございます！
機械構造ゼロはメリットですね！
面白い実験でした😃
屋外での使用だったら冷却を川の水で担うのはありかもしれませんね💦
コメントありがとうございます！
用途的に屋外で使うことも多そうなので、
川の水を使うアイデア良いですね！
この構造なら、効率良いかも。
「パナソニック、傾斜積層構造を用いた熱発電チューブを開発」
２５年ぐらい前に大須で同じようなペルチェモジュールを見かけて、面白そうだと思い買って帰りました、使わずに部屋に転がしたまま年月が過ぎ去って結局処分してしまいました。冷やすだけで無く発電も出来るとは知りませんでした、やっぱりペルチェは面白いですね。
コメントありがとうございます！
確かにかなり面白いです！
いつも楽しく拝見しております。
夢のような話かも知れませんが、夏場は太陽光熱と海水のペアとして、冬場は海水と外気(日陰？)のペアとかで、「温暖化対策が進めば良いなぁ…」などと考えてしまいました。
コメントありがとうございます！
現実的な温暖化対策は今のところ発電には太陽光発電がベターになっていますが、こういったそれ以外の方法も実用化できると良いと思います！
ソーラー温水器って、この時期、熱くなり過ぎちゃうらしくてお湯を捨てたり、水を混ぜて温度下げたりしてるらしいので、作ったお湯捨てるぐらいなら何か充電するのありかも知れないと思いたどり着きました。冬はそこまで機能しないかも知れないですが、冷却は夏より有利ですね。
コメントありがとうございます！
確かにこの時期はヤバいくらい熱くなりますね。
何かに使えたら最高だと思います！
初コメントです。
いつも拝見させていただいております。
とても参考になる動画ばかりで勉強させていただいております。
今回のペルチェ素子発電ですが、
黒い鉄板で日陰を作り、その日陰側にペルチェを貼り付けて、
冷却側にヒートシンクを取り付ける構造だと、
どのくらい発電できるのか気になりました。
温度差が大きくとれるわけではないのであまり期待はできませんが。
太陽光パネルとのコストの差？システムの規模感などで、
使い分けができるレベルの発電ができるといいのですが。
コメントありがとうございます！
太陽光を利用するのは太陽光発電パネルの性能がダントツすぎて、
ペルチェ素子の出番はほぼないのかなと思います。
太陽光パネルについても今後はご紹介できたらと思います！
ゼーベック効果は、温度差によって「電圧」が発生するから、
導線を低抵抗にすれば電流が大きくなるので「電力」も大きくなります。
理論的には。
コメント＆解説ありがとうございます！
確かに少しでも損失を抑えるために配線などの抵抗にも気をつけたいですね！
@@kenyakuDIY
もう何十年も前になりますが、太さ数㎝の銅の棒を導線として使い、それをグルグル巻いてコイルを作り、
大電流で磁界を作って、人間がその電磁石にぶら下がる、という実験を見たことがあります。
熱エネルギーを電気エネルギーに変換出来るのであれば、CPUクーラーの排熱なんとかならんかなぁ？効率悪すぎて無理かな？
夏のパソコンは熱風があって、冷房ないと暑いんですよね。
コメントありがとうございます！
おっしゃる通り効率が悪いので、大量の熱エネルギーがあって冷却もできるケースでしか使えないですね！
面白い実験ですね👍
薪の火力で発電するBioLiteのキャンプストーブという商品をアマゾンで見かけましたが、
ペルチェ素子は使われていないように思われ、仕組みが気になっています。
コメントありがとうございます！
あれもペルチェ発電だとは思いますが、おそらく発電専用のペルチェ素子を使っているのではないかと思われます。
冷却用のペルチェ素子よりかなり効率が良いようです！
@@kenyakuDIY あれは中に熱電発電用の素子が入っています。（ただおそらく専用の素子はコストがかかるのでペルチェ素子を代用しているのではと型番を調べていないので不明）中にはバッテリー・ファン・ヒートシンク・加熱用の棒に繋がった素子で構成されています。
バッテリーを予め充電しておいてファンを回し素子を冷却しその風をそのまま燃焼室に送る。
大量の空気が送られ効率的に燃焼（着火も楽）し温度が上昇する。
その温度の差で発電余った電気を充電に回すと行った感じです。
ペルチェ素子はペルチェ効果から名前をとった熱の移動が目的の素子の名称なので正確にはゼーベック電池（発電）などが正しい名称ですね。
シート状かと思ってたけど中身こんなふうになってたんですね😮
コメントありがとうございます！
細かい素子で断線しやすい構造です。
耐久性が低いのもうなづけました！
昔ペルチェ素子を挟んだヤカンってのがあり湯が沸騰するまで微妙ですが発電蓄電が出来、携帯に充電出来るか微妙な物でしたね。
バイオライトのストーブが効率などを気にしなければ携帯に多少充電出来る位なので、途中にモバイルバッテリで充電してから携帯に充電するのが安定しました。
コメント＆情報ありがとうございます！
湯沸かしと同時に発電は便利そうですが、火とお湯？の温度差で発電するとなると、油断するとすぐに壊れそうで心配ですね。
@@kenyakuDIY ヤカンの方は販売当初故障率が高くて数か月で販売中止し、その後再販したのですが、それも数か月で販売停止となり見なくなりました。
ua-cam.com/video/yX78nxzBNgM/v-deo.html
原子力電池として深宇宙探査には使われてますよね。冷却用ではなく発電用に作られた熱電素子が入手できればもう少しマシかもしれませんね。
体温で発電する腕時計には使われてますね。
コメント＆情報ありがとうございます！
発電用のペルチェ素子が手に入れば良いのにとは思います！
ペルチェ素子の能力はゼーベック係数で決まります。
２０年ほど前、様々な企業で様々な企業（特に焼却炉の熱源活用など）で研究実績がありましたが、
残念ながら今後はよっぽど熱効率が異次元の素子が発見されなければ活用の見通しはありません。
誤「様々な企業で様々な企業」 正「様々な企業で様々な活用方法」
コメント＆詳しい解説ありがとうございます！
参考になります。
ゼーベック係数が高くて電気抵抗率が低い、ZTが高い材質が見つからないと厳しいみたいですね！
アンペアが低いもの（12702等）があるのでそちらの方が電圧が上がるかもしれません。それを使ったかどうかは分かりませんが、で〇じろう先生がおでこにペルチェを当てて冷却無しで130モータらしきものにプロペラを付けて回していました。
それがフェイクでなければ少ない温度差で使えるレベルの電力を取り出せる可能性があると思います。
コメント＆解説ありがとうございます！
体温レベルでモーターが回せるのは、
よほどペルチェ素子の性能が良いのかもしれませんね！
なるほどＣＣＤの冷却とか冷却がメインの素子でしょうね、効率の悪さを克服できれば発電に期待したい素子ですね。
コメントありがとうございます！
確かに冷却のほうが原理的に向いていると思います！
無駄な外の熱さと屋内の温度差を比べると夏場は断然外が大きいのですが、(夏と冬は逆)
ノーコスト￥0でぺ素子からの出力は、この実験からみると最大で0.5V/1p位。
というのは、うちの集合住宅は井戸水で外気との差は配管などが結露するほど。
￥420/1p、ここに(＋)が出れば大家の私としてはベニヤ板分何枚でも。...全期絶対温度差?
コメントありがとうございます！
冷えた井戸水があるといろいろ面白いことができますね。
個人的には井戸水クーラーがオススメです！
発電出来るのかな？って思ってました。実験ありがとうございます。
コメントありがとうございます！
電力を取り出す方法を考えてみました。
・ぶっとい銅線（極低抵抗）で数回ターンのコイルを作る。３ターンくらい？
・巨大FET回路等でその電流を交番させる。（スターター、電源は電池）
・2次コイルは１次の1000倍のターン数 電流は減るので、あまり太い線にする必要はない
・１次電圧が10mVとして、２次電圧は10Vくらいにはなる。
・１次コイルの抵抗が小さければ、２次電力はそれなりになる、、、、
・２次出力の一部を整流して、交番制御の電源を切り替える、、、
どうでしょう？
コメント＆アイデアありがとうございます！
参考になりました！
ペルチェ素子の難しさは効率の悪さと、代替案の豊富さですねぇ。
大容量の発電ができれば夏場エアコン（ペルチェ）をかければかけるほど電気代が安くなるというか、売電が増えるという夢はありますが。
コメントありがとうございます！
代替できて性能も良いものが多いのでなかなか厳しいです！
素子を複数直列したらどうでしょうか?
災害時の、スマホの充電などに使えないかな～
コメントありがとうございます！
5〜6直列くらいにすれば5V程度はいけると思います！
真冬の北海道ならなんか使えそうな気がする
例えば車のラジエーターで温めて走行風で冷却
発電機ならマフラーで加熱ヒートシンクで自然冷却
室内と室外の温度差使えばもっと効率よさそうな気もするけどどうだろう?
コメント＆アイデアありがとうございます！
温度差は色々なところにありますね！
屋根に貼り付けてその上に鉄板の雨樋のようなものを用意して川の水を流れるようにしたら昼間は安定した発電は出来ないかな？
キャンプ用のストーブでスマホに充電できるモノが有りますよね
あれはペルチェ素子を使っていると思ってたんですが
この実験を見ると違うような気がしてきました
スマホ充電だと５V２Aくらいは必要だと思うので無理そうですね
あれはどんな方式なんだろう？
コメントありがとうございます！
あれもペルチェ素子だと思います。
性能はわかりませんが能力的にバリバリ充電できるわけではないのではと思います！
これって岩谷産業の風暖に使用してないですか？
コメントありがとうございます！
それもペルチェ発電のようです。
発電専用の素子を使っているためなのか、かなり発電できるようですね！
何枚か繋げて太陽の熱で温めればソーラーパネルも作れますか？
コメントありがとうございます！
それでも発電はできるかもしれませんが、
太陽光の熱で発電するなら明らかに普通のソーラーパネルのほうが良いです！😅
屋根に上から、
・ソーラーパネル
・お湯
・ペルチェ素子
・水
の順に並べれば光と熱で発電しながら風呂も沸かせて断熱効果も得られると妄想してる
内容外ですが。本日(8/17)第二種の結果を調べたら合格してました。こちらの一番古い動画を見たのは雪が残ってる頃だったと記憶してます。少し揺れてた心情の後押しになったのは間違いないかと。申し込み締め切りまで2か月弱？ スケジュール障害(法事)の確認後バタバタ(苦笑)。7月は色々とほったらかしてました(笑)。
コメントありがとうございます！
合格おめでとうごさいます！
よかったです！
窓に張り付けて家の内外の温度差で発電すればOK！
冬の北国なら少しはいけそうな気がする
・・・直列に繋げばもう少し効率上がりそうだけどなぁ
コメント＆アイデアありがとうございます！
考えてみると色々なところに温度差がありそうですね！
@@kenyakuDIY 冷蔵庫に張り付けるだけでも良さそうですね
ルミナイザーという外国製のランタンもオイルランプで発電してLEDを点灯させています
コメント＆情報ありがとうございます！
ルミナイザー調べてみます！
暖炉ファンというものが、存在します。ペルチェ素子を使いアルミニウムで冷却で発電している。熱効率を考えると温度差が多いほど発電量が多いと思われる。
コメント＆情報ありがとうございます！
あれも温度差で発電するタイプですね！
ミニストーブでお湯を沸かして銅平板通して加熱面作れば均等に熱が入りそう。
コメント＆アイデアありがとうございます！
温泉と流水でどうにかならないかね。
電池式蚊取りのモーターは
0.8V20mA位で回ってたから
余裕で回りそう
後は100均のソーラーライト
の回路つなげばLEDつくかな
コメントありがとうございます！
そのあたりのさらに小型モーターなら余裕で回せると思います。
ソーラーライトの回路も使えそうです！
人工衛星の核燃料電池にも使われてますよね。
コメント＆情報ありがとうございます！
原子力電池もペルチェ発電ですね！
冷却面にヒートシンクを付けて、極寒の中で加熱すればあるいは。
コメントありがとうございます！
ペルチェ発電は冬はかなり有利になりますね！
日向／日陰発電、直射日光／氷室発電等、『ほっぽらかし発電』がいいのでは？
コメントありがとうございます！
放っておいても発電できるようにするのが理想ですね！
可動部ゼロなのは長期的に見たら良いのかね
コメントありがとうございます！
可動部はありませんが、これはこれで壊れるところがありますね！
今度は微生物発電を取り上げて見て欲しいです
コメントありがとうございます！
微生物発電調べてみます！
ペルチェ効果の効率が宜しくないことを考えると、当然その逆になるゼーベック効果による発電の効率も宜しくないなぁ。
ヒートシンクのフィンを水没させるとか、液体窒素を使うとかすると発電量が稼げるかも(そこまでするならゼーベック効果自体を捨てて別の方法の方が高効率だろうけど)。
コメント＆解説ありがとうございます！
試作品はヒートシンク水没の方向で考えてます！
電力を投入して冷却するペルチェ場合は発熱面の冷却を保てれば良いし、そもそも効率を考えれば冷却怠れないから素子としてはそれで良いんだろうが、発電用としては温度差が欲しいんだから熱源は高い方が有利なはずなのに耐久的には逆に極冷環境を用意する 必要があるわけで、、、液体窒素冷却かな?w
コメント＆解説ありがとうございます！
参考になりました！
発電に特化 したもん無いかって見たら実験段階だけとスピンゼーベック素子ってのが出てきた、ただ、イマイチ進んでなさそう?ｗ コスト面は悪くなさそうだし世の中に出てきたらフィーバーしそうなんだがな
真夏のソーラーパネル物凄く熱くなるから利用出来ないものだろうか。
コメントありがとうございます！
太陽光パネルの過熱問題は効率に直結するので重要ですね！
なんでセ氏零度基準で１℃あたりの発電出すのに単純割り算するん？
製品で発電する焚火台が有るので原理はこれかぁと思って見ました(^^;
コメントありがとうございます！
あれもペルチェ発電だと思います！
運動量の違いをエネルギーに変換していると考えると、浮力発生する仕組みと同じとも言える。パイプ官内水流と外側に素子を利用したり
水中にペルチェ素子で斜めに配置してみるなどで、自然に熱移動の仕組みで発電させればいいんじゃない?
また風車の羽に使うのもありかな
動画内の使い方は、ちょっともったいない
コメント＆アイデアありがとうございます！
発電はピエゾ素子のほうが可能性があるような気が
コメント＆情報ありがとうございます！
ピエゾ素子の発電も面白そうですね。
一度詳しく調べてみます！
@@kenyakuDIY
靴底にピエゾ素子を入れて、歩くたびに発電する靴
を見たことがあります。
バイオライトキャンプストーブってのがあるよね。いざって時に役立ちそうだよ。
コメント＆情報ありがとうございます！
当方北海道在住ですが、大規模に住宅の壁に仕込んでみたいですね～
コメントありがとうございます！
部屋をどうにかするには難しそうですね！😅