Cellules à infrarouge pour faire de l'électricité

[roro222]

Bonjour
D'ordinaire si je me trompe pas, nos panneaux solaires pour optimiser le rendement sont centré sur une longueur d'onde de 0,5 à 0,6 micron.
Ma question est: Exite t'il des panneaux qui optimiserait le rendement pour les infrarouges ?

Pourquoi cette question ?
Supposont: une plaque de cheminée en fonte, un insert, un four, un ballon d'eau chaude qui serait capitoné de telles plaques et qui au lieu de perdrent extérieurement leur énergie thermique de façon inoportune soient récupéré en énergie électrique.
Bon, bien sur, il faudrait que ces plaques résistent aux fortes températures.


Diséléniure de cuivre d'indium (CuInSe2), pérovskite (CaTiO3) seraient des candidats pour optimiser les infrarouges
Ou en est la recherche sur ce point ?
Y a t'il de meilleurs candidats ?

Benzki https://forums.futura-sciences.com/p...lectrique.html parlait de ce sujet, mais lui c'était pour récupérer les infrarouges du sol ou de l'air ambiant
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[roro222]

Je vois que certains y travaille

"Étape 4 - Idée 2 : la jupe isolante thermoélectrique
Une innovation ++ du Low-tech Lab : l'idée est de concevoir la jupe isolante comme module thermoélectrique (ou thermopile), en utilisant la différence de chaleur entre sa paroi intérieure et extérieure pour produire de l'électricité, selon l'effet Seebeck."
https://wiki.lowtechlab.org/wiki/Jupe_isolante/fr

[polo974]

Je vois que certains y travaille

"Étape 4 - Idée 2 : la jupe isolante thermoélectrique
Une innovation ++ du Low-tech Lab : l'idée est de concevoir la jupe isolante comme module thermoélectrique (ou thermopile), en utilisant la différence de chaleur entre sa paroi intérieure et extérieure pour produire de l'électricité, selon l'effet Seebeck."
https://wiki.lowtechlab.org/wiki/Jupe_isolante/fr

Si on exploite "la différence de chaleur" en fait, la différence de température, et donc la circulation de chaleur, on n'a plus de "jupe isolante", et c'est du même tonneau que de mettre une éolienne à l'avant d'une voiture: rendement atrocement minable.

Il vaut mieux isoler pour de vrai et donc économiser à la source...

[roro222]

Prenons un insert sur une façade de maison
Pour les 3 faces de l'insert, ok, la diffusion thermique se fait dans la pièce
Mais pour la face murale qui va irradier vers le mur et vers l'extérieur, pourquoi pas mettre ce panneau thermocouple, au moins il récupèrerait un peu d'électricité
Entre le foyer à plusieurs centaines de °C et l'extérieur qui peut même être négatif, l'écart de T° est non négligeable
Pour les satellites on utilise bien des générateurs thermoélectrique à radioisotope, sauf que ici c'est la désintégration radioactive qui fait office de source de chaleur et le froid de l'espace qui fait le différenciel
https://fr.wikipedia.org/wiki/Généra...à_radioisotope

[A voir en vidéo sur Futura]

[antek]

Mais rien ne t'empêche d'essayer

[roro222]

Sauf que je n'ai pas ces plaques et à quel prix ?
Dans 10 ans peut-être

[Kondelec]

On peut utiliser des modules peltier, ça fonctionne très bien et ça coute 2/3 euros pièce, mais il faudra limiter la température chaude à 120°C environ, donc le rendement sera bridé.
Pour un peu plus cher on trouve des modules capables de résister à des températures plus hautes.
Utiliser l'extérieur comme source froide serait parfaitement idiot, car on perdrait au minimum 95% de ce qui traverse le module, il faut plutot chauffer l'habitacle, mais au travers du module ; les petits ventilateurs à poser sur les poêles fonctionnent exactement comme ça.

Une dernière remarque, les chiffres données en rendement en suivant le lien plus haut (https://wiki.lowtechlab.org/wiki/Jupe_isolante/fr) sont totalement faux...Cet article a probablement été écrit par un parfait imbécile.

[titijoy3]

On peut utiliser des modules peltier, ça fonctionne très bien et ça coute 2/3 euros pièce, mais il faudra limiter la température chaude à 120°C environ, donc le rendement sera bridé.
Pour un peu plus cher on trouve des modules capables de résister à des températures plus hautes.
Utiliser l'extérieur comme source froide serait parfaitement idiot, car on perdrait au minimum 95% de ce qui traverse le module, il faut plutot chauffer l'habitacle, mais au travers du module ; les petits ventilateurs à poser sur les poêles fonctionnent exactement comme ça.

Une dernière remarque, les chiffres données en rendement en suivant le lien plus haut (https://wiki.lowtechlab.org/wiki/Jupe_isolante/fr) sont totalement faux...Cet article a probablement été écrit par un parfait imbécile.

quels sont les bons chiffres ?

[Kondelec]

Je n'ai pas les chiffres exacts en tête, mais pour une bouilloire électrique environ 80%/90% (dépend du volume que l'on chauffe), c'est ce qu'il y a de plus efficace.
L'induction environ 70/80%, le gaz 50/60%, le micro onde idem. Le pire est la grosse plaque chauffante électrique basique, mais une fois encore le rendement calculé dépend beaucoup du volume que l'on fait chauffer.

[Antoane]

Bonjour,

Mais pour la face murale qui va irradier vers le mur et vers l'extérieur, pourquoi pas mettre ce panneau thermocouple, au moins il récupèrerait un peu d'électricité

Le panneau thermocouple typique délivre une puissance électrique de l'ordre de quelque % de la puissance thermique le traversant.

Entre le foyer à plusieurs centaines de °C et l'extérieur qui peut même être négatif, l'écart de T° est non négligeable

Un panneau thermocouple présente une résistance thermique typiquement très faible
Il ne sera pas entre le foyer et l'exterieur, il sera par exemple entre l'air ambiant et le mur (alors avec un différentiel de température minime assurant une production d´èlectricité proche de zéro), ou entre l'air ambiant et l'éxtérieur (pour optimiser le différentiel de température, tout en créant un pont thermique très éfficace pour refroidir la pièce chauffée par le foyer).

Une dernière remarque, les chiffres données en rendement en suivant le lien plus haut (https://wiki.lowtechlab.org/wiki/Jupe_isolante/fr) sont totalement faux...Cet article a probablement été écrit par un parfait imbécile.

Ils prenent en compte le rendement complet partant de l'ènergie contenue dans un litre de fioul (ou autre) arrivant à la centrale électrique, jusqu'à l'énergie se retrouvant effectivement dans l'eau de cuisson des pates.

Nos panneaux solaires pour optimiser le rendement sont centré sur une longueur d'onde de 0,5 à 0,6 micron.

C'est une manière un peu biaisée de présenter les choses : nos panneaux sont en silicium car on sait faire en masse pour pas cher. Et il se trouve que le gap du Silicium est à 1.2 eV, ce qui correspond à une longueur d'onde de ~1 um (c*h/E). Il se trouve cependant que cette valeur est proche de l'optimal vs. le spectre du soleil pour récupérer un maximum d'ènergie avec une unique cellule https://en.wikipedia.org/wiki/Solar-cell_efficiency

Ma question est: Exite t'il des panneaux qui optimiserait le rendement pour les infrarouges ?

Oui, on sait réaliser des semiconducteurs composites avec des énergies de gap ayant à peut près n'importe quelle énergie. Le prix et la possibilité de production de masse est une autre question. L'intéret commercial et écolo en est une autre.

[Kondelec]

Ils prenent en compte le rendement complet partant de l'ènergie contenue dans un litre de fioul (ou autre) arrivant à la centrale électrique, jusqu'à l'énergie se retrouvant effectivement dans l'eau de cuisson des pates.

Je ne voyais pas la légende en cliquant sur l'image, il faut en fait l'ouvrir dans un nouvel onglet.
Dans ce cas les chiffres me semblent réalistes, mais c'est un peu partial, ce n'est pas en ajoutant un dispositif quelconque que l'on va améliorer le rendement, au moins par chauffage électrique, puisque les pertes se font principalement à la production et la distribution. Le second poste de consommation est le sur remplissage.

[antek]

Dans l'introduction

. . . n'excède pas 15% (ce coefficient prend seulement en compte les pertes lors du transfert thermique entre la plaque de cuisson et la casserole).

alors que sur le graphique le rendement considère l'énergie primaire.

Un autre poste à investiguer est le chauffage hors besoin.

[roro222]

Roro

Nos panneaux solaires pour optimiser le rendement sont centré sur une longueur d'onde de 0,5 à 0,6 micron.

Antoine

C'est une manière un peu biaisée de présenter les choses :

Alors, on va dire que le hasard à bien fait les choses.
Silicium facile à trouver et pile-poil sur l'optimum du rayonnement solaire