Chaleur et électrons
La production d'électricité à partir des sources de chaleur chaude et froide se fait avec des modules Peltier.
Il n'y a qu'un seul ennui : ces conversions d'énergie présentent un rendement assez faible.
Il existe quelques cas où l'utilisation de thermocouples pour la production d'électricité est relativement intéressante, voire indispensable :
- La production d’électricité en milieu extrême, avec des sources de chaleur dédiées
- La récupération de chaleur perdue
- La micro production, avec des puissances de l’ordre du mW, par exemple pour des petits capteurs autonomes
Sondes spatiales
Produire de l'électricité pour nos sondes spatiales est indispensable. On ne peut pas utiliser de batteries, c'est trop lourd et limité dans le temps, sans parler des températures inadaptées, et quand on s'éloigne trop du soleil, du genre Voyager qui est carrément sorti du système solaire, l'énergie solaire passe de 1000 W/m² au niveau de la Terre à 1 W/m² au niveau de Pluton ce qui rend les panneaux solaires peu intéressants.
On utilise alors un générateur thermoélectrique à radio-isotopes (RTG).
Milieux isolés
Global Thermoelectric est le leader mondial des générateurs thermoélectriques convertissant la chaleur produite par la combustion du gaz naturel, butane ou propane, en électricité. 20 à plus de 500 W pour des systèmes unitaires et à plus de 5 kW pour des installations combinées. Mais le rendement est faible, de l'ordre de quelques %.
Leur principal intérêt est une maintenance extrêmement réduite, avec peu de pertes de performances dans le temps.
Chaleur perdue
Dans le domaine automobile, des solutions sont étudiées pour récupérer la chaleur perdue généralement au niveau des pots d'échappement, pour les voitures ou les camions, ce qui permet d'améliorer (un peu) le rendement.
Egalement dans le secteur aéronautique, pour récupérer de la chaleur des réacteurs. Et aussi dans le domaine maritime, avec l'eau froide comme alliée toujours disponible.
Lampe à pétrole
En 1959, une lampe russe à kérosène permet d'alimenter un poste de radio. Précédée et suivie par d'autres avatars, régulièrement réinventés...
Radiateurs et autres poêles
La chaleur du radiateur ou du poêle est transformée en énergie électrique, mais il faut ajouter un (gros) radiateur à ailette pour obtenir la source froide qui est l'air environnant.
L'énergie solaire peut aussi être utilisée, par exemple en utilisant un chauffe-eau solaire, ou carrément en plein soleil, mais il faut une bonne source froide.
Feu
Vous trouverez plein de gens qui ont généré du courant avec une bougie et un module Peltier, il suffit de chercher, Elektor, Instructable, Hackaday... Les produits sont plus rares.
En 2011, Biolite a conçu deux produits, Campstove et Homestove :
En 2023, c'est le Power Pot qui redécouvre l'idée.
Utilise simplement des modules Peltier classiques insérés dans le cul de la casserole. Astucieux car le feu fournit beaucoup de chaleur, et l'eau sert de source froide. Délivre une dizaine de watts.
On peut aussi réaliser de la microproduction d'énergie, par exemple pour alimenter un capteur de manière autonome, sans pile. MicroPelt a conçu des micro-générateurs dans ce sens. On parle de dizaines de milliWatts, dépendant de la différence de température disponible.
Thermoélectrique solaire
On trouve quelques tentatives pour chauffer directement un module Peltier avec le soleil, souvent concentré avec une lentille, pour voir si ça se débrouille mieux que le photovoltaïque. Ce qui n'est pas le cas, le rendement n'est pas terrible. Et il faut refroidir l'autre côté du Peltier avec quelque chose ─l'idée d'utiliser de l'eau qui serait également réchauffée sentant le réchauffé. Pareil en mettant le Peltier sous un panneau solaire.
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