Gérer des dispositifs de refroidissement grâce à l'électricité générée par leur propre chaleur
Les générateurs thermoélectriques sont des dispositifs qui ne consomment pas d'électricité car ils obtiennent l'énergie nécessaire pour fonctionner à partir de la chaleur qu'ils génèrent. Ces générateurs transforment la chaleur directement en énergie électrique en exploitant un phénomène appelé 'effet Seebeck' par lequel la différence de température entre deux conducteurs ou semi-conducteurs électriques de nature différente produit une différence de potentiel (voltage) entre eux. Lorsque la chaleur est appliquée à l'un des deux conducteurs ou semi-conducteurs, les électrons réchauffés passent vers l'autre conducteur plus froid. Si la paire est connectée par un circuit électrique, un courant direct (CD) traverse ce circuit. La génération thermoélectrique est largement utilisée dans les applications aérospatiales et militaires; le rover Curiosity en mission sur Mars est un bon exemple de ce concept. Ces applications sont généralement utilisées pour des environnements de températures moyennes ou élevées (de 250 à 1200 degrés Celsius). Pour optimiser les applications thermoélectriques à des fins civiles, la technologie doit s'adapter à des températures plus basses, ce qui est l'objectif du projet GETER (Thermoelectric generation with residual heat energy) de l'université publique de Navarre, en Espagne. Les chercheurs de l'université ont produit un prototype d'un dispositif thermoélectrique d'auto-refroidissement «naturel» à plus de 30 degrés Celsius. L'objectif est de développer ce prototype en un système de convertisseurs et transformateurs à utiliser dans les centrales d'énergie éolienne renouvelable, photovoltaïque solaire ou thermoélectrique solaire ou encore hydraulique. «Lorsque ces dispositifs sont en fonctionnement, la chaleur qu'ils génèrent doit être refroidie», explique David Astrain-Ulibarrena, chercheur principal du projet. «Dans de nombreux cas, les échangeurs de chaleur avec ventilateurs sont utilisés, mais ces derniers doivent être alimentés par une source externe et consomment donc une certaine quantité d'énergie électrique. En fait, nous ne faisons que profiter de la chaleur émise par les convertisseurs et les transformateurs pour produire l'électricité nécessaire pour faire fonctionner les ventilateurs», ajoute-t-il. «Ainsi, nous pouvons garantir le refroidissement de l'appareil et contrôler sa température sans frais énergétiques supplémentaires.» Cette application thermoélectrique d'auto-refroidissement n'est qu'une ligne d'activité des partenaires du projet, qui ont pour objectif de développer des générateurs thermoélectriques permettant la conversion de faible taux d'énergie thermique en énergie électrique; en d'autres termes, les flux de chaleur résiduelle impliquant des températures de moins de 250 degrés Celsius. «Les meilleures perspectives d'avenir relatives à la génération thermoélectrique ont un rapport avec l'utilisation des sources énergétiques gratuites, comme les flux de chaleur résiduelle», commente le professeur Astrain. «En Espagne, 40 pour cent de l'énergie primaire est gaspillée sous forme de chaleur résiduelle. Cette source de chaleur est difficile à exploiter par les systèmes traditionnels de production électrique, comme les turbines de gaz et de vapeur.» Dans le cadre de ce projet, l'équipe de recherche a développé et validé par voie expérimentale un modèle informatique démontrant qu'il est possible d'obtenir un kilowatt d'électricité par mètre cube d'un conduit industriel.Pour de plus amples informations, consulter: http://www.unavarra.es(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre)
Pays
Espagne