La récolte d’énergie thermoélectrique et ses prévisions pour la période 2022-2042 font l’objet du rapport d’IDTechEx publié en juin 2021. Examinant une centaine d’organisations, il traite des problématiques de matériaux, technologies alliées de conversion de chaleur, chiffre de mérite ZT.
Thermoélectricité : stagnation du secteur
C’est en juin 2021 que IDTechEx publie son rapport Thermoelectric Energy Harvesting and Other Zero-Emission Electricity from Heat 2022-2042. Le cabinet d’étude met l’accent sur le commerce et évalue les opportunités de la thermoélectricité. Alors que la plupart des recherches se concentrent sur les éléments toxiques et rares, et sur le chiffre de mérite ZT.
Bien que de nouveaux projets voient le jour chaque année, le cabinet relève une stagnation du secteur et un manque de rentabilité. Ces pertes seraient dues, entre autres, à une obstination pour le tellurure de bismuth depuis des décennies.
Un rapport complet : systèmes et matériaux
L’étude menée par IDTechEx porte sur de nombreux sujets. Premièrement, il s’agit d’une présentation des options, des principes de fonctionnement, des systèmes et de la conception des lignes de production thermoélectrique. Ensuite, le chapitre portant sur les thermoélectriques de faible puissance traite de la flexibilité, de l’extensibilité, de l’implantabilité et de la portabilité des systèmes.
Le cinquième, s’intéresse aux nouveaux matériaux thermoélectriques actuellement en phase de développement ou commercialisation. Certains seraient prometteurs, sans éléments toxiques ni coûteux.
Finalement, le dernier chapitre s’attelle à l’analyse de 62 sociétés du secteur thermoélectrique par pays. Actives dans la recherche, les matériaux, les modules ou l’intégration de produits, le rapport examine leurs réussites et échecs.
Nécessité d’innover
Le rapport évalue l’efficacité des technologies alliées de conversion de chaleur dans son septième chapitre. Ainsi, la récolte cryoélectrique, thermoacoustique, pyroélectrique et l’énergie thermique océanique auraient du potentiel. Il revient aussi sur les nouveaux principes de récolte thermoélectrique : ondes, point quantique, spin-driven, mouvement brownien.
Le facteur de mérite ZT remis en question
Pour déterminer l’efficacité des thermocouples et des générateurs thermoélectriques, on utilise le facteur de mérite ZT. Il sert à calculer l’efficacité des matériaux pour convertir la chaleur en électricité. Les entreprises cherchent donc à le maximiser, mais IDTechEx ne le recommande pas toujours.
En ce qui concerne les thermoélectriques de haute puissance (20-300°C), le cabinet estime que ZT sera peu important. Il recommande seulement de s’intéresser au couplage de la source. D’ailleurs, de nombreuses sources sont à l’étude, du poêle à bois au feu de camp en passant par la chaleur industrielle.
La thermoélectricité, une nécessité
Les systèmes thermoélectriques servent à la résolution de production d’électricité pour des objets davantage compliqués à alimenter. Les sites éloignés des domaines militaire et aérospatial, les batteries non rechargeables ni changeables, les micro-réseaux et les implants… Nombreuses sont les opportunités d’utilisation pour le thermoélectrique.
Raghu Das, PDG d’IDTechEx, estime que les nouvelles formes de récolte de chaleur pour la production d’électricité sont précieuses. Pour lui, il s’agit d’un sujet essentiel pour trouver des solutions énergétiques à l’avenir.
