[发明专利]发电装置的异常检测装置

说明书

涉及发电装置的异常检测装置，能够高精度地检测具备对于发电而言无需温度差的热电转换元件的发电装置的异常。发电装置(10)具备热电转换模块(14)，该热电转换模块具备多个半导体单晶作为热电转换元件(12)，半导体单晶构成为位于n型半导体部(12a)与p型半导体部(12b)之间的本征半导体部(12c)的带隙能比n型半导体部以及p型半导体部的带隙能低。异常检测装置(40)以元件为单位进行发电装置的异常检测。根据该异常检测处理，检测或者推定热电转换元件的3点的温度(Ti、Tn、Tp)。基于检测或者推定出的3点的温度算出推定起电压(Vte)。在该推定起电压与实际起电压(Vta)之差的绝对值大于等于阈值的情况下，检测出发电装置的异常。

技术领域

本发明涉及发电装置的异常检测装置，更详细而言，涉及具备即使在均匀温度场也能够将热转换为电力的半导体单晶作为热电转换元件的发电装置的异常检测装置。

背景技术

已知有利用塞贝克效应的各种热电转换元件。为了使用该热电转换元件获得起电压(电动势)，需要在构成该热电转换元件的两种金属或者半导体之间存在温度差。另一方面，专利文献1中公开了可作为无需温度差就能进行发电的热电转换元件来利用的半导体单晶。具体而言，该半导体单晶具有n型半导体部、p型半导体部、和位于n型半导体部与p型半导体部之间的本征半导体部，构成为本征半导体部的带隙能(band-gap energy，禁带宽度)低于n型半导体部以及p型半导体部的带隙能。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2015/125823号

发明内容

发明所要解决的问题

在使用专利文献1所述的半导体单晶作为热电转换元件的情况下，希望能够高精度地检测具备该热电转换元件的发电装置的异常。

本发明是鉴于如上问题而做出的，是具备对于发电而言无需温度差的热电转换元件(以位于n型半导体部与p型半导体部之间的本征半导体部的带隙能低于n型半导体部以及p型半导体部的带隙能的方式构成的半导体单晶)的发电装置的异常检测装置，目的在于使得能够高精度地检测该发电装置的异常。

用于解决问题的技术方案

本发明涉及的发电装置的异常检测装置，进行对如下发电装置的异常检测，该发电装置具备：热电转换模块，该热电转换模块配置于发热设备的排热所传导的部位，具备至少一个半导体单晶作为热电转换元件，所述半导体单晶具有n型半导体部、p型半导体部和位于它们之间的本征半导体部，构成为所述本征半导体部的带隙能比所述n型半导体部及所述p型半导体部的各自的带隙能低；以及负载设备，该负载设备在与所述热电转换模块之间构成电气电路。

所述异常检测装置将所述至少一个热电转换元件中的至少一个作为判定对象并以元件为单位进行所述异常检测，或者将所述热电转换模块整体作为判定对象并以模块为单位进行所述异常检测。

所述异常检测装置具备：

温度取得单元，该温度取得单元针对成为所述异常检测的对象的1个或者多个热电转换元件，检测或者推定n型端部温度、p型端部温度和本征部温度，所述n型端部温度是所述n型半导体部中的与所述本征半导体部相反侧的端部的温度，所述p型端部温度是所述p型半导体部中的与所述本征半导体部相反侧的端部的温度，所述本征部温度是所述本征半导体部的温度；

推定输出算出单元，该推定输出算出单元基于由所述温度取得单元检测或者推定出的所述n型端部温度、所述p型端部温度和所述本征部温度，以所述元件为单位或者以所述模块为单位算出推定起电压和基于该推定起电压的推定发电功率中的至少一方；

实际输出检测单元，该实际输出检测单元以所述元件为单位或者以所述模块为单位检测实际起电压和实际发电功率中的至少一方；以及