機車利用廢熱發電

[[abstract]]摘 要： 面對全球初級能源日漸耗竭且石油價格日益飆漲，以及二氧化碳溫室效應的問題，能源議題目前已成為各國最關注的焦點之一。最引人注目的解決能源之道為開創所謂的再生能源，這是最具環保意識的能源，其中最被重視的有太陽光電、風力發電、生質柴油及生質酒精，還有地熱及海洋能等。惟廢熱的回收似乎未引起能源界及環保界應有的重視，但是根據美國能源部的報導，到2020 年美國將有5% 的能源是由廢熱的回收使用。本文擬討論的是熱電效應，也就是熱電之間的相互轉換。早在1821 年席貝克即發現把兩種不同金屬線的兩端接合，若兩接點間有溫差時會產生電位差。12年後，帕爾地則發現若於兩種不同金屬接合成的線路上通電流，其中一接點會放熱而另一接點則會吸熱，此現象即是熱電致冷器之工作原理。由於受到材料的限制，其轉換效率並不高，因此致冷及熱電產生器的應用一直侷限在特定用途，無法普遍化。近年來由於奈米科技的發展，使潛伏已久的熱電轉換技術再度受到重視，先前轉換效率不高的問題也在理論上和實驗上均有了突破性的進展。熱力學第一定理敘述能量的不滅，具有多種存在的型態，它們之間可以互換。熱電效應一方面可以把低階的熱能轉換為高階的電能，它亦可以把電流不經由傳統的機械壓縮方式，使導線的一端致冷而另一端致熱。熱電轉換技術具有高可靠度、無噪音、無機械震動、質輕不佔空間、無須壓縮冷媒、符合環保概念等優點。本文就熱電效應的回顧及前瞻性作一論述。現代社會許多人都以汽機車代步，上班族、學生、老師……等等，大量的廢氣及廢熱瀰漫整個空氣中，卻像是一堆看不見的能源就這樣在我們的面前被浪費，所謂的廢熱，是熱的一種存在，而「熱」是能量的其中一種型態，我們將這些廢熱收集起來並且利用致冷晶片的Seeback Effect(西貝克效應)以溫差發電，將廢熱回收轉換為方便使用的電能，再加以簡單的應用，或是回收進機車電