Thomas Seebeck observé en 1821 que, lorsque la chaleur est transférée entre deux objets, un champ électromagnétique est créé. Depuis lors, ce champ électromagnétique a été exploitée et convertie en électricité avec l'avènement des générateurs thermoélectriques. générateurs thermoélectriques ont une large gamme d'applications dans des domaines allant des appareils ménagers à la technologie de l'engin spatial. Bien que la thermoélectricité a le potentiel d'avoir un impact considérablement le gaspillage d'énergie, les limitations demeurent en termes de coût et d'efficacité.
Impact environnemental
générateurs thermoélectriques sont particulièrement utiles car ils tournent un produit de déchets, sous forme de chaleur, en une ressource utilisable sous forme d'électricité. générateurs thermoélectriques sont des dispositifs à semi-conducteurs qui fournissent une méthode pour convertir le produit de déchets de chaleur nécessaire dans une ressource d'énergie réutilisable. Un nombre énorme de machines à créer la chaleur résiduelle, à partir de votre réfrigérateur domestique aux centrales industrielles. L'énergie thermique est responsable de près de 90 pour cent de la production mondiale d'électricité, mais les limites des résultats existants en matière d'efficacité du système dans plus de la moitié de cette énergie thermique étant gaspillée sous forme de "chaleur perdue." générateurs thermoélectriques doivent potentiel de réduire la quantité de chaleur résiduelle et, à son tour, fournir une source renouvelable de la production d'électricité.
évolutivité
La plupart des types de moteurs de machines expérience gouttes d'efficacité quand ils sont revus à la baisse de la taille; générateurs thermoélectriques ne subissent pas les mêmes défis d'évolutivité. L'évolutivité des générateurs thermoélectriques qui signifie qu'ils peuvent être appliqués à un champ d'application plus large d'applications que d'autres types de moteurs. les générateurs thermoélectriques conservent leur efficacité dans des applications aussi petit que un usage domestique, tel qu'un chauffe-eau, et dans des applications aussi grandes que les centrales électriques et d'autres applications industrielles.
Efficacité et coût
En 2006, le ministère de l'Énergie des États-Unis a indiqué que la plupart des générateurs thermoélectriques disponibles dans le commerce fonctionnent à seulement 3 pour cent d'efficacité, un niveau qui traduit en environ 30 $ par watt. Pour les générateurs thermoélectriques d'être compétitifs sur le marché actuel, le coût par watt devrait être plus proche de 5 $, et l'efficacité devrait augmenter d'au moins 15 pour cent à 20 pour cent. Depuis le rapport, la technologie a progressé vers cet objectif. Par exemple, en 2012, les ingénieurs de l'État du Michigan et de l'Université du Nord-Ouest a publié un rapport sur un nouveau matériau qui augmenterait l'efficacité thermoélectrique des générateurs entre 15 pour cent et 20 pour cent. En 2014, un article publié dans "Advanced Energy Materials" décrit un processus dans lequel les films thermoélectriques ont été manipulées pour doubler leur efficacité énergétique de près de 30 pour cent. Bien que ces stratégies d'efficacité accrues sont prometteurs pour la production d'énergie thermoélectrique, ils sont restés dans le développement et ne sont pas largement disponibles dans le commerce à partir de 2014.
Applications potentielles
générateurs thermoélectriques servent une gamme d'applications. Curiosité, le rover Mars, utilise des générateurs thermoélectriques pour le pouvoir, et de nombreux fabricants d'automobiles utilisent ou expérimentent avec la technologie pour une utilisation dans les voitures. Cependant, l'impact de l'énergie plus grand que les générateurs thermoélectriques pourraient offrir est dans les grandes implémentations à grande échelle dans les usines et les usines électriques, où le fonctionnement continu des moteurs à combustion dépensent d'énormes quantités de chaleur résiduelle. Les générateurs doivent encore être largement appliquée à ces potentiels plus larges, bien que les progrès en matière d'efficacité sont incentivizing leur adoption dans les industries manufacturières.