Il existe plusieurs façons de convertir l'énergie thermique en énergie électrique. Les méthodes les plus courantes sont:
1. Générateurs thermoélectriques (TEGS):
* Principe: L'effet Seebeck. Lorsqu'une différence de température existe à travers une jonction de deux matériaux différents, une différence de tension est générée.
* comment cela fonctionne: Les TEG utilisent des matériaux semi-conducteurs avec différents coefficients de température. Lorsqu'un côté du matériau est chauffé et que l'autre côté est refroidi, les électrons s'écoulent du côté chaud au côté froid, créant un courant électrique.
* Applications: Génération d'électricité à petite échelle (par exemple, récupération de la chaleur des déchets), détection de température.
* Limitations: Faible efficacité, puissance limitée.
2. Générateurs thermioniques:
* Principe: Émission d'électrons d'une surface métallique chauffée.
* comment cela fonctionne: Un émetteur en métal chauffé libère des électrons qui sont collectés par un collecteur de métaux plus frais, créant un courant électrique.
* Applications: Applications à haute température (par exemple, réacteurs nucléaires, vaisseau spatial).
* Limitations: Températures de fonctionnement élevées, conception complexe.
3. Moteurs de Stirling:
* Principe: Un moteur à chaleur à cycle fermé qui utilise un liquide de travail pour transférer la chaleur et produire des travaux mécaniques.
* comment cela fonctionne: Le moteur Stirling utilise l'expansion et la contraction d'un liquide de travail (généralement l'air) pour conduire un piston, qui à son tour génère de l'énergie mécanique. Cette énergie mécanique peut ensuite être utilisée pour alimenter un générateur.
* Applications: Génération d'électricité à petite échelle (par exemple, puissance solaire thermique, récupération de la chaleur des déchets).
* Limitations: Conception complexe, plus faible efficacité par rapport aux autres moteurs.
4. Rankine Cycle:
* Principe: Un cycle de puissance de vapeur qui utilise un liquide de travail (par exemple, l'eau) pour transférer la chaleur et produire des travaux mécaniques.
* comment cela fonctionne: Le liquide de travail est chauffé et vaporisé, se développant et conduisant une turbine. L'énergie mécanique de la turbine est utilisée pour alimenter un générateur.
* Applications: Génération d'électricité à grande échelle (par exemple, centrales à combustibles fossiles, centrales nucléaires).
* Limitations: Conception complexe, coûts en capital élevés.
5. Effet pyroélectrique:
* Principe: La génération de polarisation électrique dans certains matériaux lorsqu'elles sont chauffées ou refroidies.
* comment cela fonctionne: Les matériaux pyroélectriques développent une différence de tension lorsque leur température change. Cette tension peut être exploitée pour produire de l'électricité.
* Applications: Capteurs, récolte d'énergie.
* Limitations: Faible sortie de puissance, plage de températures limitée.
Choisir la bonne méthode:
La méthode la plus appropriée pour convertir la chaleur en électricité dépend de l'application spécifique et des facteurs tels que la plage de température, les exigences de sortie de puissance, l'efficacité et le coût.
dans l'ensemble:
La conversion de la chaleur en électricité est un domaine de recherche actif, avec des efforts continus pour améliorer l'efficacité et la rentabilité de ces technologies.
