La Calopile

Page ouverte le 1er mai 2011, elle sera mise à jour chaque fois qu'une invention efficace nouvelle sortira sur ce sujet

A noter allez sur www.calopile.com est vous serez étonné !

Calopile, ou générateur à effet Seebeck. Les premières applications qui ont réellement fonctionnées avec de la puissance sont des générateurs dont les sources chaudes étaient violentes ! :

• Source de rayonnement ionisants enfermée dans une boite étanches le tout placé dans un trou. La source chaude c'est un rayonnement ionisant (un morceau de matériaux naturellement ou artificiellement rendu radioactif !) et la source froide la terre. Système utilisé par les militaires américains ou soviétique pour alimenter des camps militaires en zone polaire par exemple. Production d'électricité de plusieurs dizaine de kilowatts dans un volume de 5M3
• Grosse chaudière à bois construite en pleine nature pour assurer l'alimentation de camps de bûcheron fabricant du charbon de bois par exemple.

Tout l’intérêt de la Calopile réside dans le fait qu'elle est complètement statique dont inusable (hors oxydation des matériaux qui la composent en cas de présence d'humidité.) Elle peut être placée dans une enceinte étanche placée dans une source froide ou dans une boite noire dans le vide spatial d'un satellite artificielle.

Avec pour échangeur des matériaux inoxydables c'est inusable et le prix de l’électricité produite si l'on dispose d'une source chaude et d'une source froide gratuite c'est uniquement le cout d'amortissement de son investissement.

Principe de fonctionnement

C'est l'inverse de l'effet Peltier.

Effet Peltier: on applique un courant dans une jonction de deux matériaux conducteurs ou mieux semi conducteurs différents. Il se crée alors un transfert de calories provoquant un coté froid d'un coté de la jonction et un coté chaud de l'autre coté de la jonction. C'est le principe de fonctionnement des petits réfrigérateurs de camping transportables fonctionnant sur une batterie 12 volts d'un véhicule.

L'effet Seebeck: si l'on applique une source de chaleur d'un coté d'une jonction et une source froide de l'autre coté de la jonction une circulation de courant et alors possible dans cette jonction. En multipliant les jonctions en série et en parallèle on arrive à obtenir un voltage et un courant significatif.

2/5/2011 - Etape 1

Utilisation d'un prototype d'un module effet Peltier/calopile d'un laboratoire français des années 1970

40 ans après cela marche toujours

En approchant brievement le petit chalumeau on obtient imediatement 50 mA de débit sous 0,15 volts. En insistant un peu on monte vite à 0,5 volts 200 mA et il faut plus d'une minute après avoir retirer la source chaude pour que le courant retombe progressivement.

Ce test sera refait avec du matériel moderne prochainement pour évaluer 40 ans de progrès en la matière.

19/5/2011 - Etape 2

Nous allons évaluer ce type de module Peltier dans ce contexte:

J'ai pincé 4 modules de ce type entre 2 radiateurs alu. Un trempe dans un bac d'eau froide et l'autre trempe dans un bac d'eau chaude.

En versant une casserole d'eau chaude dans un bac et de l'eau froide du robinet dans l'autre bac, on peut s'éclairer avec une lampe à filament !

Avec 30 °C d'écart entre le coté chaud et le coté froid (mesure au droit des modules) on obtient 1,25 volts 120 mA de quoi commencer à faire briller une petit ampoule à filament 2,5 volts.

En kelvin: Source chaude 318°K Source froide 288°K pour obtenir un filament à environ 1000°C (1273°K) soit un coefficient 4,2 par rapport au zéro absolu

Bref, c’est une machine extraordinaire à remonter le niveau d'énergie un peu comme un voilier qui remonte contre le vent.

Réflexion sur le rendement

Le rendement est évidement déplorable et l'un des défauts de mon montage est le suivant: le temps de verser l'eau bouillante dans le bac chaud elle passe à 70°C par évaporation ce qui donne à peine 45°C sur le radiateur au droit des modules a cause de la disposition en hauteur de échangeurs. Et coté source froide très rapidement la température monte à 30° au droit des modules ce qui éteint la lampe. Il suffit de verser de l'eau froide sur le module coté froid et la lampe se rallume.

Le rendement ce n'est pas grave si l'on dispose d'une source de calorie en volume et gratuite.

Exemple pour illuster: Vous coller une calopile contre un radiateur de chauffage à eau chez vous. La calopile va se charger d’échanger la température du radiateur (60°C avec l'air ambiant 20°C). Le débit calorifique du radiateur va un peu baisser, un peu comme si vous mettiez un linge dessus mais cela diminuera aussi sa consommation vue de la chaudière. La seule partie qui sera détournée sera celle transformée en électricité (d’ailleurs prêt à repartir en chaleur). Il n'y a donc dans ce cas aucune influence sur le dispositif en place, on peut parler d'énergie presque gratuite car seule la petite partie transformée en électricité sera perdue pour le chauffage et encore si cette électricité est utilisé en dehors de la maison (ex charger son VE). Si l’électricité est utilisée en éclairage alors la chaleur sera intégralement restituer au chauffage et on peut parler dans ce cas d'éclairage gratuit !

Pour améliorer le rendement (dans le but de diminuer les investissements en calopile) Il faut donc que les modules soient placés au droit de la source des calories et de l'évacuation des calories. Je pense par exemple à une tuyauterie qui sort d'une chaudière à bois et le retour radiateur à basse température.

On peut en déduire avec la loi de Carnot que les 4 modules placés dans de bonne condition d'échange de calorie pourrait avec une chaudière fonctionnant à 80°C et un retour à 20° assez facile à obtenir avec un chauffage par le sol et/ou un préchauffage du flux d'air ambiant dans une habitation faire passer l'écart de 30° à 60° c'est à dire obtenir 2,5 volts sous 250 mA.

On peut aussi changer de méthode en dessinant une chaudière dont une partie de l'enceinte d'échange serait constituée de calopile. Dans ce cas on aurait une face chaude qui pourrait facilement atteindre 400°C et une face froide à 30°C soit une multiplication par dix de la production d’électricité par un procédé inusable et silencieux. (en comparaison avec un moteur Stirling qui s'use mécaniquement et qui fait du bruit)

Etape 3, en préparation

En attendant de trouver des jonctions souples miniatures déposées sur film fin je vais tester différentes jonctions incluses dans des produits grand public économiques (détournement de technologie notre spécialité).

Idée d'application pour les VE

Mettre au point une toile avec une face noire composée de multitude de jonctions qui pourrait être déroulée au sol et au soleil, avec 2 fils qui en sorte un + et un moins !

• La source chaude le soleil
• La source froide le sol

Tout cela découle d'idées maintes et maintes fois mise sous terre bien qu'émanent du CNRS et donc des finances publiques. Cette fois il est temps compte-tenu de la crise énergétique en mûrissement de ressortir ces idées simples.

Des photos sur l'histoire de la thermopile

Un petit lien florilège et aussi cette page

pour ceux qui souhaitent des données scientifiques sur ce sujet cette page de Wikipedia fait un très bon tour de cette question.

Comptez sur moi pour faire avancer cette cause permettant de fabriquer de électricité avec pas grand chose.