EP4495368A1 - Vitrage avec dispositif thermoélectrique - Google Patents

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Publication number
EP4495368A1
EP4495368A1 EP24188828.8A EP24188828A EP4495368A1 EP 4495368 A1 EP4495368 A1 EP 4495368A1 EP 24188828 A EP24188828 A EP 24188828A EP 4495368 A1 EP4495368 A1 EP 4495368A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
glazing
thermoelectric device
thermoelectric
glazing according
spacer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP24188828.8A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Katarzyna Chuda
Erwan BAQUET
Stephan Jamet
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
Original Assignee
Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saint Gobain Glass France SAS, Compagnie de Saint Gobain SA filed Critical Saint Gobain Glass France SAS
Publication of EP4495368A1 publication Critical patent/EP4495368A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B3/00—Window sashes, door leaves, or like elements for closing wall or like openings; Layout of fixed or moving closures, e.g. windows in wall or like openings; Features of rigidly-mounted outer frames relating to the mounting of wing frames
    • E06B3/66—Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together
    • E06B3/67—Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together characterised by additional arrangements or devices for heat or sound insulation or for controlled passage of light
    • E06B3/6715—Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together characterised by additional arrangements or devices for heat or sound insulation or for controlled passage of light specially adapted for increased thermal insulation or for controlled passage of light

Definitions

  • the present invention relates to glazing, in particular for buildings, comprising a thermoelectric device and the use of such glazing to produce electricity, generate heat or generate cooling.
  • Glazing particularly that used in windows and building facades, can have poor thermal insulation, leading to the creation of thermal bridges at the location of the glazing.
  • Double glazing consisting of two panes separated by a cavity filled with gas, typically air or argon, is conventionally used in windows and building facades for its thermal and acoustic insulation performance.
  • gas typically air or argon
  • the glazing can integrate electrical devices requiring an electricity supply, such as electric blinds.
  • the document US 2008/0000195 relates to insulating double glazing comprising at least one photovoltaic cell between the two panes of the double glazing and a frame in fluid communication with the inter-pane space.
  • the document WO 2019/081784 describes a double glazing in which one or more photovoltaic modules are mounted on the glazing spacer using a part allowing the orientation of said modules in an inclined position.
  • the invention relates firstly to a glazing according to claim 1.
  • This glazing comprises at least one glazed wall and at least one thermoelectric device arranged on the glazed wall and directly converting thermal energy into electrical energy.
  • the glazing comprises at least two glass walls forming a cavity between them, wherein the at least one thermoelectric device is preferably inside the cavity.
  • the glazing comprises at least one spacer, at least one thermoelectric device being disposed on said spacer.
  • the glazing comprises at least one spacer, at least one thermoelectric device constituting at least in part said spacer.
  • the at least one thermoelectric device comprises a thermoelectric module or is a coating deposited on the glass wall.
  • the at least one thermoelectric device comprises a plurality of pairs each comprising a first n -type semiconductor material and a second p-type semiconductor material, preferably connected by means of an electrically conductive material.
  • the plurality of pairs are disposed between two plates of electrically insulating material, preferably ceramic.
  • the glazing comprises at least one heat dissipating element.
  • the glazing comprises at least two thermoelectric devices, preferably at least two thermoelectric modules.
  • the glazing further comprises at least one energy storage system, preferably at least one battery.
  • the glazing further comprises at least one electrical device, preferably selected from the group consisting of blinds, LED-based lighting solutions, films with variable light transmission by electrochromic effect, sensors, preferably integrated sensors, such as sensors for measuring carbon dioxide, oxygen of a rare gas, humidity, brightness or temperature, and combinations thereof.
  • the invention also relates to the use of glazing as described above for generating electricity.
  • the invention also relates to the use of glazing as described above for generating heat or cooling.
  • the present invention makes it possible to meet the need expressed above. More particularly, it provides glazing making it possible to produce electricity efficiently, reliably, sustainably and without depending on sunlight, the quantity of which at a given position varies enormously over time.
  • the system according to the invention is also easy to maintain.
  • the glazing according to the invention can make it possible to produce heat on one side of the glazing, which can thus make it possible to limit the effects of thermal bridges and improve the thermal insulation of the room containing the glazing, or produce cooling, in particular in the event of a sharp increase in the temperature of the glazing such as, for example, during prolonged exposure of the glazing to the sun in summer, which makes it possible, for example, to reduce the degradation due to overheating of certain elements of the glazing such as the seals.
  • thermoelectric device directly integrated into the glazing capable of generating electricity when there is a temperature difference between each of the two sides of the glazing.
  • the temperature differential between the sides of the glazing as often observed, with regard to facade glazing, between the interior of the room they delimit and the external environment, creates a heat flow through the thermoelectric device resulting in the generation of a potential difference in the thermoelectric device via the Seebeck effect.
  • this effect is reversible and the use of the Peltier effect allows a heat displacement to be carried out, in order to generate either heat or refrigeration, from the application of an electric current to the thermoelectric device.
  • the invention relates to glazing comprising at least one glazed wall.
  • the glazing comprises at least two glass walls.
  • the glass walls are parallel or essentially parallel to each other.
  • the glazing according to the invention may comprise exactly one glazed wall (monolithic glazing), exactly two glazed walls (this is then preferably glazing called “ double glazing ”), or exactly three glazed walls (this is then preferably glazing called “ triple glazing ”), or at least three glazed walls.
  • a " glazed wall” means any structure comprising (or consisting of) at least one glass sheet or a glazed assembly.
  • glazed assembly is meant a multilayer glazed element of which at least one layer is a glass sheet.
  • the glazed walls may for example independently comprise a single glass sheet or a glazed assembly, for example consisting of laminated glazing (as described in more detail below).
  • the glass sheet can be made of organic or mineral glass. It can be made of tempered glass.
  • the glass wall(s) may comprise (or consist of) a glass assembly comprising at least one glass sheet which may be as described above.
  • the glass assembly is preferably laminated glazing.
  • laminated glazing is meant at least two glass sheets between which is inserted at least one interlayer film generally made of viscoelastic plastic material.
  • the interlayer film made of viscoelastic plastic material may comprise one or more layers of a viscoelastic polymer, potentially derived from recycled or natural sources, such as than poly(vinyl butyral) (PVB), an ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA), or a polyethylene terephthalate (PET), more preferably PVB.
  • the interlayer film may be made of standard PVB or acoustic PVB (such as single-layer or three-layer acoustic PVB).
  • Acoustic PVB generally consists of three layers: two external layers of standard PVB and an internal layer of PVB with added plasticizer so as to make it less rigid than the external layers.
  • the interlayer film advantageously has a thickness of 0.1 to 6 mm, preferably 0.38 to 4 mm (the interlayer film preferably being formed by the superposition of unitary interlayer films of 0.38 mm each).
  • the use of glazed walls comprising laminated glazing makes it possible to improve the acoustic insulation of the glazing, the acoustic insulation being further increased when the interlayer film is made of acoustic PVB.
  • the presence of a viscoelastic plastic interlayer film prevents the scattering of broken glass in the event of breakage of the glass wall.
  • the glass wall or at least one of the glass walls is made of laminated glass, advantageously, the glass walls (when there are several) are made of laminated glass.
  • Each glazed wall comprises two main faces opposite each other corresponding to the faces of the glazed wall having the largest surface areas.
  • the glazed walls independently have a thickness (between their two main faces) greater than or equal to 1.6 mm, for example a thickness of 1.6 to 24 mm, preferably 2 to 12 mm, more preferably 4 to 10 mm, for example 4 or 6 mm.
  • the glazed walls of the glazing may all have the same thickness or have different thicknesses.
  • the glazing when the glazing comprises several glazed walls, all the glazed walls of the glazing have an identical height and width.
  • the glazing according to the invention can have any possible shape, and preferably has a quadrilateral shape, in particular a rectangular or essentially rectangular shape.
  • the glazing can have a circular shape, or essentially circular, or an elliptical shape, or essentially elliptical, or a trapezoidal shape or essentially trapezoidal.
  • the glazing comprises at least two glazed walls
  • the glazed walls define a cavity between them.
  • the cavity is defined as being the volume between two glazed walls.
  • the glazing comprises at least two glazed walls
  • the glazing comprises a spacer, making it possible to fix the length of the spacing between the glazed walls.
  • the length of this spacing i.e. the thickness of the cavity between the glazed walls
  • the spacer of the glazing may for example comprise an interlayer in the form of a frame.
  • the spacer may form a frame comprising a single interlayer folded at the corners (for example at the four corners), the two ends of this interlayer being preferably connected to each other by a connector, preferably rectilinear (present for example approximately at the center of one of the sides of the frame).
  • the spacer may form a frame comprising several (for example four) interlayer sections, advantageously rectilinear, assembled together to form the frame.
  • these interlayer sections are assembled together by means of connectors, preferably right-angled connectors (the right-angled connectors forming the corners of the frame).
  • the interlayer may be assembled with the connectors in a conventional manner, for example by interlocking.
  • the spacer has a number of sides identical to the number of edges of the glazing, and more preferably a shape identical to that of the glazing.
  • each side of the spacer is parallel to an edge of the glazing.
  • the spacer is positioned in the cavity, more particularly in a peripheral zone.
  • peripheral zone of the cavity (or of the glazing) is meant an area of the cavity (or of the glazing) adjacent to the edges of the glazed walls and preferably of width (i.e. in a direction orthogonal to the edge of the glazed walls, in the plane of the glazed walls) less than or equal to 20 cm, more preferably less than or equal to 10 cm, more preferably less than or equal to 5 cm.
  • the glass walls are fixed to the spacer, more preferably by gluing.
  • a seal may also be present, preferably arranged on the external face of the spacer (i.e. the face of the spacer closest to the edge of the glass walls), more preferably the seal extends from this face to the edge of the glass walls.
  • This seal may be made with a sealant (called a " sealing sealant ”) based on polyurethane, polysulfide, and/or silicone and/or hybrid polymer.
  • the cavity of the glazing comprises a gas.
  • the gas may be air and/or argon, and/or krypton and/or xenon.
  • the cavity may be under vacuum.
  • the cavity may comprise a silica or cellulose aerogel.
  • thermoelectric device is meant any device capable of directly converting thermal energy into electrical energy.
  • the thermoelectric device according to the invention is more particularly arranged on the glazed wall (or on at least one of the glazed walls).
  • thermoelectric device When the glazing comprises a cavity, the thermoelectric device is advantageously positioned in the cavity of the glazing (or in one of the cavities of the glazing if the glazing comprises more than two glazed walls). Alternatively, the thermoelectric device may be positioned on a glazed wall outside the cavity, in particular when the thickness of the cavity is very small, for example in the case of vacuum glazing.
  • the glazing comprises at least two glass walls and the thermoelectric device is positioned in the cavity of the glazing, in contact with at least one glass wall.
  • the thermoelectric device(s) may form in part or in whole the spacer, or a portion of the spacer.
  • the spacer, or a portion thereof may consist of the thermoelectric device(s) (the thermoelectric device directly connecting the two glass walls).
  • the spacer, or a portion thereof may be formed of one or more thermoelectric devices and one or more additional materials, for example to adjust its thickness according to the desired spacing of the glass walls.
  • the additional material(s) of the spacer may be present in the form of one or more blocks assembled with one or more faces of the thermoelectric device. More particularly, to form the spacer, the thermoelectric device may have one of its faces assembled with at least one block of additional material(s) (the opposite face of the device preferably being fixed on one of the glazed walls of the glazing); or the thermoelectric device may have two or more of its faces each assembled with at least one block of additional material(s).
  • the additional materials are materials having a high thermal conductivity.
  • suitable additional materials are aluminum, copper, steel, ceramics (technical ceramics), refractory materials such as graphite and graphene, conductive and semiconductive polymers, rare earth oxides and combinations thereof.
  • conductive material preferably means a material having an electrical conductivity greater than or equal to 10 6 S/m
  • semiconductor material preferably means a material having an electrical conductivity between that of a conductive material and that of an insulating material, and preferably a material having an electrical conductivity between 10 -8 and 10 6 S/m.
  • the electrical conductivity can for example be measured according to standard NF EN 2004-1.
  • thermoelectric device makes it possible to ensure good thermal conductivity between the two glazed walls of the glazing connected by said spacer.
  • thermoelectric device(s) and optionally additional materials is preferably fixed to the glass walls by gluing, very advantageously by means of a material having good thermal conductivity.
  • This fixing can for example be carried out by means of a metal paste, such as a silver paste, or another type of paste with high thermal conductivity.
  • a material that is a good thermal conductor, such as a silver paste makes it possible both to bond the elements but also to ensure, or even improve, the thermal conductivity between the elements.
  • the thermoelectric device and the additional materials can be assembled together by gluing, preferably a gluing as described above, in particular by means of a metal paste, for example a silver paste.
  • thermoelectric device(s) may form (in whole or in part) the spacer over the entire length of the spacer, or may form (in whole or in part) one or more portions of the spacer.
  • thermoelectric device(s), optionally supplemented with one or more additional materials, form one or more spacer portions said portions may be assembled with the other spacer portions (which may be as described below in relation to the second variant) for example by nesting.
  • thermoelectric device(s) are positioned on the spacer of the glazing.
  • the thermoelectric device is placed on the inner face of the spacer, i.e. on its face that faces the cavity of the glazing.
  • the thermoelectric device(s) may be present on the spacer (in particular its inner face) over its entire length or substantially its entire length, or on one or more portions of the spacer.
  • thermoelectric device may optionally be fixed to the spacer (in particular on at least one interlayer section, and/or on at least one connector of the spacer, such as a straight connector and/or a right-angle connector), for example by gluing, by mechanical fixing (for example by means of screws or clip-on or easily removable elements) and/or by magnetic fixing.
  • thermoelectric device is attached to at least one of the glass walls. It can be fixed to the glass wall(s) by gluing, in particular using a material that is a good thermal conductor, for example using a metal paste, such as a silver paste.
  • a material that is a good thermal conductor for example using a metal paste, such as a silver paste.
  • the thickness of the thermoelectric device is identical to that of the cavity, it can be fixed to the two glass walls forming the cavity.
  • the thermoelectric device can be assembled with one or more additional parts, preferably one or more blocks, in particular by gluing (preferably with a material that is a good thermal conductor, such as with a metal paste, for example a silver paste), in particular when the thickness of the thermoelectric device is less than the thickness of the spacer, to secure the thermoelectric device to the two glass walls and in particular to ensure good thermal conductivity between the glass walls.
  • the thermoelectric device may have one of its faces assembled with one or more parts (or blocks), in particular the face of the thermoelectric device opposite that which is fixed to one of the glass walls.
  • These parts (or blocks) are preferably made of one or more materials as described above in relation to the additional materials of the spacer.
  • These parts (or blocks) may be fixed to the glass walls of the glazing by gluing, preferably using a material that is a good thermal conductor, for example using metal paste, for example silver paste.
  • thermoelectric device 1 is fixed to one of the glass walls 2 by means of a material good thermal conductor 3, for example a metal paste, such as a silver paste.
  • a material good thermal conductor 3 for example a metal paste, such as a silver paste.
  • the face of the thermoelectric device 1 opposite that fixed on the glazed wall 2 is fixed to a block of additional material 4, such as an aluminum block.
  • the block of additional material 4 makes it possible to connect, in particular thermally, the thermoelectric device 1 to the second glazed wall 2.
  • the block of additional material 4 is fixed to the second glazed wall 2 of the glazing by means of a good thermal conductor material 3, for example a metal paste, preferably a silver paste.
  • thermoelectric device 1 (fixed to the block of additional material 4) is arranged on the spacer 5 of the glazing.
  • the thermoelectric device 1 is connected to electrical wires 6 for transporting the electricity produced by, or supplied to, the thermoelectric device 1.
  • the electrical wires 6 are advantageously passed through a conduit 7 formed in the spacer 5.
  • the conduit 7 is filled with polyisobutylene.
  • the electrical wires 6 also pass through the seal 8 present on the periphery of the glazing.
  • thermoelectric device(s) may be positioned on the spacer and attached to at least one of the glass walls, without any parts or blocks completing the thickness up to the opposite glass wall.
  • the thermoelectric device may in particular be in the form of a coating of thermoelectric material arranged on one of the glass walls.
  • thermoelectric device 10 is a coating deposited on the inner face of a glazed wall 2 (by magnetron for example).
  • the thermoelectric device 10 advantageously comprises a transparent thermoelectric material such as a stack of metal oxides (for example metal oxides as mentioned below). This has the advantage of not reducing the clear view of the glazing.
  • the thermoelectric device 10 is connected to electric wires 6 preferably passing through a conduit 7 located in the spacer 5 (this conduit 7 being advantageously filled with PIB), then through the seal 8.
  • the spacer can be any spacer conventionally used in glazing with multiple glass walls.
  • the glass walls are attached to the spacer by gluing, for example by a polyisobutylene (PIB)-based glue.
  • PIB polyisobutylene
  • the spacer insert may be made of a metallic material, such as aluminum and/or stainless steel, and/or a polymer material, such as polyethylene, polycarbonate, polypropylene, polystyrene, polybutadiene, polyisobutylene, polyester, polyurethane, polymethyl methacrylate, polyacrylate, polyamide, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, acrylonitrile, butadiene styrene, acrylonitrile styrene acrylate, styrene-acrylonitrile copolymer, or a combination thereof, optionally reinforced with glass and/or carbon fibers and/or natural fibers.
  • a metallic material such as aluminum and/or stainless steel
  • a polymer material such as polyethylene, polycarbonate, polypropylene, polystyrene, polybutadiene, polyisobutylene, polyester, polyurethane, polymethyl methacrylate, polyacrylate, polyamide, polyethylene
  • the connectors are preferably made of a polymer material, more preferably of a polymer material as mentioned above.
  • thermoelectric device(s) may be present in the cavity of the glazing and fixed to at least one of the glazed walls of the glazing at any location on the glazed wall.
  • the thermoelectric device(s) are located in a peripheral zone of the glazed wall.
  • the thermoelectric device(s) may advantageously be transparent, so as to avoid reducing the clear view of the glazing.
  • the thermoelectric device(s) may be fixed to the glazed wall by bonding (in particular by bonding as described above) or deposited on the glazed wall in the form of a coating.
  • thermoelectric device(s) may optionally be assembled with blocks of additional material making it possible to connect the thermoelectric devices with the glazed wall opposite to that on which they are located, as described above.
  • the thermoelectric device(s) may have a thickness identical to that of the glazing cavity and be fixed to each of the opposing glass walls delimiting the cavity.
  • the three variants described above can be combined in any possible way, that is to say that the glazing can comprise several thermoelectric devices, each of which can independently be according to one of the three variants described above.
  • thermoelectric device(s) may be any type of thermoelectric device known to those skilled in the art. They may have any suitable dimensions.
  • thermoelectric device(s) comprise at least one thermoelectric material.
  • the thermoelectric performance of the materials can be characterized by the merit factor ZT.
  • the thermoelectric materials used in the invention have a ZT figure of merit at room temperature (in particular at 300 K) greater than or equal to 0.5.
  • the at least one thermoelectric device according to the invention comprises, and more preferably consists of, a thermoelectric module (also called a thermoelectric cell).
  • a thermoelectric module also called a thermoelectric cell
  • thermoelectric modules according to the invention preferably comprise a plurality of pairs of two different semiconductor materials.
  • Each pair comprises a first n- type semiconductor material and a second p -type semiconductor material (each also called a branch), these semiconductor materials being connected to each other using an electrically conductive material (also called a junction).
  • n-type semiconductor is meant an extrinsic semiconductor doped with electron donor atoms
  • p-type semiconductor is meant an extrinsic semiconductor doped with electron acceptor atoms.
  • the semiconductor materials are preferably selected from the group consisting of alloys comprising bismuth, tellurium and/or selenium, lead, silicon, antimony, germanium, copper, aluminum, these alloys possibly being doped, in particular doped with sodium, potassium, thallium, indium, selenium, antimony and/or tellurium, and/or these alloys possibly comprising nanostructures, metal oxides, possibly doped, conductive and semiconductive polymers, and combinations thereof.
  • bismuth telluride Bi 2 Te 3
  • lead telluride PbTe
  • lead telluride comprising nanostructures, indium-doped tin telluride, bismuth selenide telluride (Bi 2 Te 3 -Se), bismuth telluride telluride (Bi 2 Te 3 -Te), antimony telluride (Sb 2 Te 3 ), silicon-germanium alloy (SiGe), silicon nitride (Si 3 N 4 ), skutterudite, CoSb 3 alloy, Mg 2 Si alloy, Heusler alloys, lead sulfide (PbS), zinc antimonide (ZnSb) and mixtures thereof.
  • ATO antimony-doped tin oxide
  • AZO aluminum-doped zinc oxide
  • ITO tin-doped indium oxide
  • PEDOT-PSS polymer blend blend of poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) and sodium poly(styrene sulfonate) (PSS)
  • PSS sodium poly(styrene sulfonate)
  • Semiconductor materials may comprise, or consist of, any mixture of the above-mentioned materials.
  • metal oxides have the advantage of being transparent and their use is particularly suitable when the thermoelectric device is located on a part of the glazing that will be visible to a user when the glazing is installed.
  • the p- and n- type semiconductor materials can be based on an identical semiconductor material (the p- and n- type semiconductor materials then differing only in their doping). Alternatively, the p- and n- type semiconductor materials can be based on different semiconductor materials.
  • the pairs are also connected together in pairs by an electrically conductive material, more particularly the n- type semiconductor material of a pair is connected to the p-type semiconductor material of an adjacent pair.
  • each branch of n- type semiconductor material has at one of its ends a junction connecting it to a branch of p -type semiconductor material and at the other end a junction connecting it to another branch of p-type semiconductor material
  • each branch of p -type semiconductor material has at one of its ends a junction connecting it to a branch of n- type semiconductor material and at the other end a junction connecting it to another branch of n- type semiconductor material (with the exception of the first and last branches of the circuit).
  • the pairs are electrically connected in series.
  • each of the couples are connected in thermal parallel.
  • each of the couples has at one end of the branches of semiconductor material which form a cold side and at the other end of the branches, a hot side.
  • the conductive material establishing the connection between the p- and n- type semiconductor materials is preferably a metal, such as copper.
  • thermoelectric device preferably the thermoelectric module, preferably comprises at least two plates made of electrically insulating material between which the couples are arranged.
  • insulating material is preferably meant a material having an electrical conductivity of less than or equal to 10 -8 S/m.
  • the plates are in contact with the junctions made of conductive material and are not in contact with the n- and p-type semiconductor materials.
  • the electrically insulating material of the plates may be particularly selected from the group consisting of ceramic, glass, rubbers, porcelain, and combinations thereof.
  • the electrically insulating material is ceramic.
  • the thermoelectric device may alternatively be a coating (or film) of thermoelectric material.
  • the coating may comprise, or consist of, a stack of thin layers of semiconductor materials, in particular as described above, more particularly a stack of thin layers of p -type and n-type semiconductor materials.
  • the coating may comprise, or consist of, a stack of thin layers of metal oxides, in particular as mentioned above.
  • the use of metal oxides makes it possible to obtain a transparent thermoelectric device, which makes it possible to prevent the presence of said thermoelectric device on the glazed wall from causing a reduction in the clear view of the glazing.
  • the coating may have a thickness of 1 nm to 15 ⁇ m, for example a thickness of 1 nm to 1 ⁇ m.
  • the thermoelectric device may comprise a chip, in particular on its face opposite that attached to the glass wall.
  • the thermoelectric device may be formed on the glass wall by any deposition technique, for example by magnetron sputtering.
  • the glazing preferably comprises at least one heat dissipating element.
  • the presence of the heat dissipating element helps to create a heat flow through the thermoelectric device to generate an electric current.
  • the heat dissipating element is in contact with one of the faces of the thermoelectric device or connected to one of the surfaces of the thermoelectric device via a material that is a good thermal conductor.
  • the heat dissipating element can be placed in the cavity of the glazing or can be placed, preferably, outside the cavity of the glazing (the heat extraction then being carried out outside the glazing, which is more efficient than extracting this heat in the cavity of the glazing where space is restricted).
  • the heat dissipating element is positioned in a peripheral zone of the glazing, so as to optimize the extraction of heat from the thermoelectric device to the outside of the glazing.
  • the heat dissipating element can be any known heat sink.
  • it may comprise a body (in particular metallic) with spaced fins.
  • the heat dissipating element may comprise a body comprising a surface, preferably flat, made of a material that is a good thermal conductor, in contact with the thermoelectric device and fins offset at the periphery of the glazing.
  • the heat dissipating element is made of a material selected from the group consisting of aluminum, copper, graphite, boron carbide, titanium, ceramics, such as aluminum oxide, zinc, nickel, molybdenum, and combinations thereof. More preferably, the heat dissipating element is made of aluminum.
  • the heat dissipating element may also be any ventilation system or any cooling system, for example a water cooling system.
  • thermoelectric device preferably the thermoelectric module
  • electrical wires preferably two electrical wires (connected to both ends of the electrical circuit formed by the pairs electrically connected in series).
  • thermoelectric device preferably the thermoelectric module
  • the thermoelectric device is arranged such that the branches of the pairs of semiconductor materials (which are parallel to each other) are perpendicular to the glass walls.
  • the thermoelectric device may be configured to operate according to the principle of the Seebeck effect.
  • the thermoelectric device may thus use the temperature differential existing for example between the two sides of the glazing (thus forming a hot source and a cold source on each side of the thermoelectric device, respectively) to generate a potential difference in the device.
  • the thermoelectric device may be configured to operate according to the principle of the Peltier effect. In this configuration, when an electric current is applied to the thermoelectric device, a heat transfer is carried out between the faces of the device. More particularly, when the thermoelectric device comprises (or is) a module as described above, heat is, for each couple, absorbed at one junction and released at the opposite junction.
  • the thermoelectric device may in particular be configured to produce heat and/or to produce cooling.
  • the glazing may comprise a plurality of thermoelectric devices, in particular a plurality of thermoelectric modules, more preferably as described above.
  • the glazing may comprise at least two thermoelectric devices, or at least three, or at least four, or at least five, or at least eight, or at least ten, thermoelectric devices.
  • Each of the thermoelectric devices may be as described above.
  • the glazing may in particular comprise one or more thermoelectric devices in the form of modules thermoelectrics and one or more thermoelectric devices in the form of coatings; or only thermoelectric devices in the form of thermoelectric modules; or only thermoelectric devices in the form of coatings.
  • the glazing may comprise one, or at least one, thermoelectric device configured to operate according to the Seebeck effect (i.e. configured to generate electricity) and one, or at least one, thermoelectric device configured to operate according to the Peltier effect (i.e. configured to produce heat or to produce cooling, preferably to produce cooling).
  • the use of a thermoelectric device configured to generate cooling (in addition to a thermoelectric device configured to generate electricity) makes it possible to limit the damage caused to the seals of the glazing over time by excess heat, and also makes it possible to maintain the thermoelectric devices at temperatures compatible with their proper operation.
  • the glazing according to the invention may comprise at least one energy storage system, for example selected from the group consisting of batteries, supercapacitors, mechanical springs, encapsulated phase change materials, or combinations thereof.
  • the energy storage system may be positioned at any suitable location on the glazing, preferably in a peripheral portion of the glazing.
  • the thermoelectric device(s), or at least some of them are connected to an energy storage system, making it possible to store the electricity produced by the thermoelectric devices.
  • thermoelectric device(s), or at least some of them, may also be connected to one or more energy storage devices, such as a battery, located outside the glazing.
  • thermoelectric device(s), or at least some of them may also be connected to the electrical grid, making it possible to supply the electricity produced by said thermoelectric devices to the grid.
  • the glazing according to the invention may comprise at least one electrical device.
  • the electrical device may be chosen from the group consisting of electric blinds, LED-based lighting solutions, films with variable light transmission by electrochromic effect, sensors, in particular integrated sensors allowing the monitoring and/or communication of environmental elements or quantities in the cavity and/or outside of the cavity (such as CO 2 , O 2 or rare gas contents, humidity level, brightness, temperature, etc. ), and combinations thereof
  • the blind may be any type of blind. It may be positioned in the cavity of the glazing (or in one of the cavities, if the glazing comprises more than two glazed walls) or outside the cavity
  • the glazing may comprise several electrical devices, in particular each chosen from the devices mentioned above.
  • the electrical device(s), or at least some of them are at least partly powered by the electricity produced by at least one of the thermoelectric devices of the glazing, preferably through the use of an energy storage system.
  • the electricity produced by the thermoelectric devices of the glazing may also power electrical devices located outside the glazing (preferably located near the glazing).
  • the glazing according to the invention can be used in any application using glazing.
  • the glazing according to the invention can be building glazing.
  • the glazing is preferably intended to provide the interface between the exterior and the interior of the building. It can for example be facade glazing, window glazing, door glazing, bay window glazing, glazed frame glazing, or shop window or storefront glazing.
  • the glazing can be intended to be placed inside the building.
  • the invention also relates to the use of glazing as described above for generating electricity, preferably using the Seebeck effect.
  • the provision of the temperature differential may be active or passive.
  • the thermoelectric device may use a temperature differential existing between each of the sides of the glazing. This may in particular be the temperature difference existing between the external environment and the interior of a room when the glazing constitutes an interface between said room and the external environment, or the temperature difference temperature existing between two different rooms when the glazing constitutes an interface between said two rooms.
  • the temperature differential used by the thermoelectric device can also take place between the glazed wall supporting the thermoelectric device, in particular when it is heated by exposure to the sun (hot source) and the air around the thermoelectric device (cold source).
  • a temperature differential can be created using a ventilation or cooling system.
  • the temperature differential (i.e. the temperature difference between the hot source and the cold source supplied to the thermoelectric device) can range from 1 to 100°C.
  • the glazing can be exposed to temperatures ranging from -20°C to +80°C.
  • the invention also relates to the use of glazing as described above for generating heat and/or cooling, preferably using the Peltier effect.

Landscapes

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  • Civil Engineering (AREA)
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  • Finishing Walls (AREA)
  • Joining Of Glass To Other Materials (AREA)

Abstract

L'invention concerne un vitrage comprenant au moins une paroi vitrée (2) et au moins un dispositif thermoélectrique (1, 10) disposé sur la paroi vitrée (2).
L'invention concerne également l'utilisation d'un tel vitrage pour générer de l'électricité, et/ou pour générer de la chaleur ou un refroidissement.

Description

    Domaine de l'invention
  • La présente invention concerne un vitrage, notamment de bâtiment, comprenant un dispositif thermoélectrique et l'utilisation d'un tel vitrage pour produire de l'électricité, générer de la chaleur ou générer un refroidissement.
    • Arrière-plan technique
  • Les vitrages, en particulier ceux utilisés dans les fenêtres et façades de bâtiments, peuvent présenter une faible isolation thermique, menant à la création de ponts thermiques au niveau de l'emplacement du vitrage.
  • Les doubles vitrages constitués de deux vitres séparées par une cavité remplie de gaz, typiquement de l'air ou de l'argon, sont classiquement utilisés dans les fenêtres et façades de bâtiments pour leurs performances d'isolation thermique et acoustique.
  • Cependant, l'isolation thermique de tels doubles vitrages peut s'avérer quand même insuffisante.
  • En outre, les vitrages peuvent intégrer des appareils électriques nécessitant une alimentation en électricité, tels que par exemple des stores électriques.
  • Des solutions ont été développées pour essayer de produire de l'électricité à partir des vitrages de bâtiments. Ces solutions sont basées sur l'intégration, dans le vitrage, de cellules photovoltaïques. Par exemple, le document US 2008/0000195 concerne un double vitrage isolant comprenant au moins une cellule photovoltaïque entre les deux vitres du double vitrage et un cadre en communication fluidique avec l'espace inter-vitre. Le document WO 2019/081784 décrit un double vitrage dans lequel un ou plusieurs modules photovoltaïques sont montés sur l'espaceur du vitrage à l'aide d'une pièce permettant l'orientation desdits modules selon une position inclinée.
  • La production d'électricité via l'incorporation de cellules photovoltaïques dans les vitrages est toutefois dépendante de la quantité de lumière arrivant sur la cellule, qui peut être très variable, voire nulle pendant certaines périodes. De plus, une telle solution ne permet pas de remédier aux ponts thermiques.
  • Il existe donc un réel besoin de fournir un vitrage capable de générer de l'électricité de manière efficace et fiable et pouvant également améliorer l'isolation thermique des pièces qu'il délimite.
    • Résumé de l'invention
  • L'invention concerne en premier lieu un vitrage selon la revendication 1. Ce vitrage comprend au moins une paroi vitrée et au moins un dispositif thermoélectrique disposé sur la paroi vitrée et convertissant directement de l'énergie thermique en énergie électrique.
  • Dans des modes de réalisation, le vitrage comprend au moins deux parois vitrées formant entre elles une cavité, dans lequel l'au moins un dispositif thermoélectrique est de préférence à l'intérieur de la cavité.
  • Dans des modes de réalisation, le vitrage comprend au moins un espaceur, au moins un dispositif thermoélectrique étant disposé sur ledit espaceur.
  • Dans des modes de réalisation, le vitrage comprend au moins un espaceur, au moins un dispositif thermoélectrique constituant au moins en partie ledit espaceur.
  • Dans des modes de réalisation, l'au moins un dispositif thermoélectrique comprend un module thermoélectrique ou est un revêtement déposé sur la paroi vitrée.
  • Dans des modes de réalisation, l'au moins un dispositif thermoélectrique comprend une pluralité de couples comprenant chacun un premier matériau semi-conducteur de type n et un second matériau semi-conducteur de type p, de préférence connectés au moyen d'un matériau électriquement conducteur.
  • Dans des modes de réalisation, la pluralité de couples est disposée entre deux plaques en matériau électriquement isolant, de préférence en céramique.
  • Dans des modes de réalisation, le vitrage comprend au moins un élément dissipateur de chaleur.
  • Dans des modes de réalisation, le vitrage comprend au moins deux dispositifs thermoélectriques, de préférence au moins deux modules thermoélectriques.
  • Dans des modes de réalisation, le vitrage comprend en outre au moins un système de stockage de l'énergie, de préférence au moins une batterie.
  • Dans des modes de réalisation, le vitrage comprend en outre au moins un appareil électrique, de préférence choisi dans le groupe constitué des stores, des solutions d'éclairage à base de LED, des films à transmission lumineuse variable par effet électro-chromique, des capteurs, de préférence des capteurs intégrés, tel que les capteurs de mesure du dioxyde de carbone, du dioxygène d'un gaz rare, d'humidité, de luminosité ou de température, et des combinaisons de ceux-ci.
  • L'invention concerne également l'utilisation d'un vitrage tel que décrit ci-dessus pour générer de l'électricité.
  • L'invention concerne également l'utilisation d'un vitrage tel que décrit ci-dessus pour générer de la chaleur ou un refroidissement.
  • La présente invention permet de répondre au besoin exprimé ci-dessus. Elle fournit plus particulièrement un vitrage permettant de produire de l'électricité de manière efficace, fiable, durable et sans dépendre de la lumière du soleil dont la quantité à une position donnée varie énormément au cours du temps. Le système selon l'invention est de plus facile d'entretien. En outre, le vitrage selon l'invention peut permettre de produire de la chaleur d'un côté du vitrage, ce qui peut ainsi permettre de limiter les effets des ponts thermiques et d'améliorer l'isolation thermique de la pièce comportant le vitrage, ou produire un refroidissement, notamment en cas d'une forte augmentation de la température du vitrage telle que, par exemple, lors d'une exposition prolongée du vitrage au soleil l'été, ce qui permet par exemple de réduire la dégradation due à une surchauffe de certains éléments du vitrage comme les joints d'étanchéité.
  • Cela est accompli grâce à l'utilisation d'un dispositif thermoélectrique directement intégré dans le vitrage capable de générer de l'électricité lors de la présence d'une différence de température entre chacun des deux côtés du vitrage. En effet, le différentiel de température entre les côtés du vitrage, comme souvent observé, en ce qui concerne les vitrages de façade, entre l'intérieur de la pièce qu'ils délimitent et l'environnement extérieur, crée un flux de chaleur à travers le dispositif thermoélectrique aboutissant à la génération d'une différence de potentiel dans le dispositif thermoélectrique via l'effet Seebeck. En outre, cet effet est réversible et l'utilisation de l'effet Peltier permet d'effectuer un déplacement de chaleur, afin de générer soit de la chaleur, soit une réfrigération, à partir de l'application d'un courant électrique au dispositif thermoélectrique.
    • Brève description des figures
    • [Fig.1] représente une vue schématique d'un exemple de vitrage selon l'invention.
    • [Fig.2] représente une vue schématique d'un autre exemple de vitrage selon l'invention.
    Description détaillée
  • L'invention est maintenant décrite plus en détail et de façon non limitative dans la description qui suit.
    • Vitrage
  • L'invention concerne un vitrage comprenant au moins une paroi vitrée.
  • De préférence, le vitrage comprend au moins deux parois vitrées. De manière avantageuse, les parois vitrées sont parallèles ou essentiellement parallèles entre elles.
  • Dans des modes de réalisation, le vitrage selon l'invention peut comprendre exactement une paroi vitrée (vitrage monolithique), exactement deux parois vitrées (il s'agit alors de préférence d'un vitrage appelé « double vitrage »), ou exactement trois parois vitrées (il s'agit alors de préférence d'un vitrage appelé « triple vitrage »), ou au moins trois parois vitrées.
  • Au sens de la présente invention, une « paroi vitrée » désigne toute structure comprenant (ou consistant en) au moins une feuille de verre ou un ensemble vitré. Par « ensemble vitré » on entend un élément vitré multicouche dont au moins une couche est une feuille de verre. Ainsi, les parois vitrées peuvent par exemple indépendamment comprendre une feuille de verre simple ou bien un ensemble vitré, par exemple constitué d'un vitrage feuilleté (comme décrit plus en détail ci-dessous).
  • La feuille de verre peut être en verre organique ou minéral. Elle peut être en verre trempé.
  • La ou les parois vitrées (ou une des parois vitrées) peuvent comprendre (ou consister en) un ensemble vitré comprenant au moins une feuille en verre qui peut être telle que décrite ci-dessus. L'ensemble vitré est de préférence un vitrage feuilleté. Par « vitrage feuilleté », on entend au moins deux feuilles de verre entre lesquelles est inséré au moins un film intercalaire généralement en matière plastique viscoélastique. Le film intercalaire en matière plastique viscoélastique peut comprendre une ou plusieurs couches d'un polymère viscoélastique, potentiellement issu de sources recyclées ou naturelles, tel que le poly(butyral de vinyle) (PVB), un copolymère éthylène-acétate de vinyle (EVA), ou un polytéréphtalate d'éthylène (PET), plus préférentiellement le PVB. Le film intercalaire peut-être en PVB standard ou en PVB acoustique (tel que le PVB acoustique mono-couche ou tri-couche). Le PVB acoustique est généralement constitué de trois couches : deux couches externes en PVB standard et une couche interne en PVB additionné de plastifiant de façon à la rendre moins rigide que les couches externes. Le film intercalaire a avantageusement une épaisseur de 0,1 à 6 mm, de préférence de 0,38 à 4 mm (le film intercalaire étant de préférence formé par la superposition de films intercalaires unitaires de 0,38 mm chacun). L'utilisation de parois vitrées comprenant un vitrage feuilleté permet d'améliorer l'isolation acoustique du vitrage, l'isolation acoustique étant encore augmentée lorsque le film intercalaire est en PVB acoustique. En outre, la présence d'un film intercalaire en plastique viscoélastique permet d'éviter l'éparpillement de bris de verre en cas de casse de la paroi vitrée.
  • De préférence, la paroi vitrée ou au moins une des parois vitrées est en verre feuilleté, avantageusement, les parois vitrées (lorsqu'il y en a plusieurs) sont en verre feuilleté.
  • Chaque paroi vitrée comporte deux faces principales opposées l'une à l'autre correspondant aux faces de la paroi vitrée ayant les plus grandes superficies. De manière avantageuse, les parois vitrées ont indépendamment une épaisseur (entre leurs deux faces principales) supérieure ou égale à 1,6 mm, par exemple une épaisseur de 1,6 à 24 mm, de préférence de 2 à 12 mm, plus préférentiellement de 4 à 10 mm, par exemple 4 ou 6 mm. Lorsque le vitrage comprend plusieurs parois vitrées, les parois vitrées du vitrage peuvent toutes avoir la même épaisseur ou avoir des épaisseurs différentes.
  • De manière préférée, lorsque le vitrage comprend plusieurs parois vitrées, toutes les parois vitrées du vitrage ont une hauteur et une largeur identiques. Le vitrage selon l'invention peut avoir toute forme possible, et a de préférence une forme quadrilatérale, en particulier une forme rectangulaire ou essentiellement rectangulaire. Alternativement, le vitrage peut avoir une forme circulaire, ou essentiellement circulaire, ou une forme elliptique, ou essentiellement elliptique, ou une forme trapézoïdale ou essentiellement trapézoïdale.
  • Lorsque le vitrage comprend au moins deux parois vitrées, les parois vitrées définissent entre elles une cavité. Au sens de la présente invention, la cavité est définie comme étant le volume compris entre deux parois vitrées.
  • De manière particulièrement préférée, lorsque le vitrage comprend au moins deux parois vitrées, le vitrage comprend un espaceur, permettant de fixer la longueur de l'espacement entre les parois vitrées. La longueur de cet espacement (c'est-à-dire l'épaisseur de la cavité entre les parois vitrées) peut valoir de 0,1 à 40 mm, de préférence de 6 à 30 mm, plus préférentiellement de 10 à 30 mm, par exemple 16 mm, 20 mm, ou 22 mm, ou 27 mm.
  • L'espaceur du vitrage peut par exemple comprendre un intercalaire sous forme de cadre. En particulier, l'espaceur peut former un cadre comprenant un seul intercalaire plié aux coins (par exemple aux quatre coins), les deux extrémités de cet intercalaire étant de préférence connectées entre elles par un connecteur, de préférence rectiligne (présent par exemple approximativement au centre d'un des côtés du cadre). Alternativement, l'espaceur peut former un cadre comprenant plusieurs (par exemple quatre) sections d'intercalaire, avantageusement rectilignes, assemblées entre elles pour former le cadre. De préférence, ces sections d'intercalaire sont assemblées entre elles au moyen de connecteurs, de préférence de connecteurs en équerre (les connecteurs en équerre formant les coins du cadre). L'intercalaire peut être assemblé avec les connecteurs de manière conventionnelle, par exemple par emboitement. De préférence, l'espaceur a un nombre de côtés identique au nombre de bords du vitrage, et plus préférentiellement une forme identique à celle du vitrage. De préférence, chaque côté de l'espaceur est parallèle à un bord du vitrage.
  • De manière avantageuse, l'espaceur est positionné dans la cavité, plus particulièrement dans une zone périphérique. Par « zone périphérique de la cavité (ou du vitrage) », on entend une zone de la cavité (ou du vitrage) adjacente aux bords des parois vitrées et de préférence de largeur (c'est-à-dire selon une direction orthogonale au bord des parois vitrées, dans le plan des parois vitrées) inférieure ou égale à 20 cm, de préférence encore inférieure ou égale à 10 cm, de préférence encore inférieure ou égale à 5 cm.
  • De préférence, les parois vitrées sont fixées à l'espaceur, de préférence encore par collage.
  • Un joint d'étanchéité peut également être présent, de préférence disposé sur la face externe de l'espaceur (c'est-à-dire la face de l'espaceur la plus proche du bord des parois vitrées), plus préférentiellement le joint d'étanchéité s'étend de cette face jusqu'au bord des parois vitrées. Ce joint d'étanchéité peut être effectué avec un mastic (dit « mastic de scellement ») à base de polyuréthane, polysulfure, et/ou silicone et/ou polymère hybride.
  • De préférence, la cavité du vitrage comprend un gaz. Le gaz peut être l'air et/ou l'argon, et/ou le krypton et/ou le xénon. L'utilisation d'argon, de krypton ou de xénon, en plus ou en remplacement de l'air, permet d'améliorer l'isolation thermique du vitrage. Alternativement, la cavité peut être sous vide. Alternativement encore, la cavité peut comprendre un aérogel de silice ou de cellulose.
  • Le vitrage selon l'invention comprend au moins un dispositif thermoélectrique. Par « dispositif thermoélectrique », on entend tout dispositif capable de convertir directement de l'énergie thermique en énergie électrique. Le dispositif thermoélectrique selon l'invention est plus particulièrement disposé sur la paroi vitrée (ou sur au moins une des parois vitrées).
  • Lorsque le vitrage comprend une cavité, le dispositif thermoélectrique est avantageusement positionné dans la cavité du vitrage (ou dans une des cavités du vitrage si le vitrage comprend plus de deux parois vitrées). Alternativement, le dispositif thermoélectrique peut être positionné sur une paroi vitrée à l'extérieur de la cavité, notamment lorsque l'épaisseur de la cavité est très faible, par exemple dans le cas d'un vitrage sous vide.
  • De manière préférée, le vitrage comprend au moins deux parois vitrées et le dispositif thermoélectrique est positionné dans la cavité du vitrage, en contact avec au moins une paroi vitrée.
  • Selon une première variante, le ou les dispositifs thermoélectriques (ou un ou plusieurs des dispositifs thermoélectriques) peuvent former en partie ou en totalité l'espaceur, ou une portion de l'espaceur. Ainsi, l'espaceur, ou une portion de celui-ci, peut consister en le ou les dispositifs thermoélectriques (le dispositif thermoélectrique reliant directement les deux parois vitrées). Alternativement, l'espaceur, ou une portion de celui-ci, peut être formé d'un ou plusieurs dispositifs thermoélectriques et d'un ou plusieurs matériaux additionnels, par exemple pour ajuster son épaisseur en fonction de l'écartement des parois vitrées désiré.
  • Le ou les matériaux additionnels de l'espaceur peuvent être présents sous forme d'un ou plusieurs blocs assemblés avec une ou plusieurs faces du dispositif thermoélectrique. Plus particulièrement, pour former l'espaceur, le dispositif thermoélectrique peut avoir une de ses faces assemblée avec au moins un bloc de matériau(x) additionnel(s) (la face opposée du dispositif étant de préférence fixée sur une des parois vitrées du vitrage) ; ou le dispositif thermoélectrique peut avoir deux ou plus de ses faces chacune assemblées avec au moins un bloc de matériau(x) additionnel(s).
  • De manière avantageuse, les matériaux additionnels sont des matériaux ayant une conductivité thermique élevée. Des exemples de matériaux additionnels adaptés sont l'aluminium, le cuivre, l'acier, les céramiques (céramiques techniques), les matériaux réfractaires tels que le graphite et le graphène, les polymères conducteurs et semi-conducteurs, les oxydes de terre rare et les combinaisons de ceux-ci.
  • Dans le présent texte, par « matériau conducteur », on entend de préférence un matériau ayant une conductivité électrique supérieur ou égale à 106 S/m, et par « matériau semi-conducteur », on entend un matériau présentant une conductivité électrique située entre celle d'un matériau conducteur et celle d'un matériau isolant, et de préférence un matériau ayant une conductivité électrique entre 10-8 et 106 S/m. La conductivité électrique peut par exemple être mesurée selon la norme NF EN 2004-1.
  • L'utilisation d'un ou plusieurs matériaux additionnels décrits ci-dessus pour former, en complément du dispositif thermoélectrique, l'espaceur, permet d'assurer une bonne conductivité thermique entre les deux parois vitrées du vitrage reliées par ledit espaceur.
  • L'espaceur formé du ou des dispositifs thermoélectriques et optionnellement de matériaux additionnels est de préférence fixé aux parois vitrées par collage, de manière très avantageuse au moyen d'un matériau présentant une bonne conductivité thermique. Cette fixation peut par exemple être réalisée au moyen d'une pâte de métal, telle qu'une pâte d'argent, ou autre type de pâte à forte conduction thermique. L'utilisation d'un matériau bon conducteur thermique, tel qu'une pâte d'argent, permet à la fois d'effectuer le collage des éléments mais également d'assurer, voire améliorer, la conductivité thermique entre les éléments. Le dispositif thermoélectrique et les matériaux additionnels peuvent être assemblés ensemble par collage, de préférence un collage tel que décrit ci-dessus, notamment au moyen d'une pâte de métal, par exemple une pâte d'argent.
  • Dans cette variante, le ou les dispositifs thermoélectriques peuvent former (en totalité ou en partie) l'espaceur sur la totalité de la longueur de l'espaceur, ou peuvent former (en totalité ou en partie) une ou plusieurs portions de l'espaceur. Lorsque le ou les dispositifs thermoélectriques, éventuellement complétés avec un ou plusieurs matériaux additionnels, forment une ou plusieurs portions d'espaceur, lesdites portions peuvent être assemblées avec les autres portions d'espaceur (qui peuvent être telles que décrites ci-dessous en relation avec la deuxième variante) par exemple par emboîtement.
  • Selon une deuxième variante, le ou les dispositifs thermoélectriques (ou un ou plusieurs des dispositifs thermoélectriques) sont positionnés sur l'espaceur du vitrage. Cela présente l'avantage de fournir un support au dispositif thermoélectrique. De préférence, le dispositif thermoélectrique est placé sur la face interne de l'espaceur, c'est-à-dire sur sa face qui fait face à la cavité du vitrage. Le ou les dispositifs thermoélectriques peuvent être présents sur l'espaceur (en particulier sa face interne) sur toute sa longueur ou substantiellement toute sa longueur, ou sur une ou plusieurs portions de l'espaceur. Le dispositif thermoélectrique peut être optionnellement fixé sur l'espaceur (notamment sur au moins une section d'intercalaire, et/ou sur au moins un connecteur de l'espaceur, tel qu'un connecteur rectiligne et/ou un connecteur en équerre), par exemple par collage, par une fixation mécanique (par exemple au moyen de vis ou d'éléments clipsables ou facilement démontables) et/ou par une fixation aimantée.
  • Le dispositif thermoélectrique est accolé à au moins une des parois vitrées. Il peut être fixé à la ou aux parois vitrées par collage, notamment au moyen d'un matériau bon conducteur thermique, par exemple au moyen d'une pâte de métal, telle qu'une pâte d'argent. Lorsque l'épaisseur du dispositif thermoélectrique est identique à celle de la cavité, celui-ci peut être fixé aux deux parois vitrées formant la cavité. Le dispositif thermoélectrique peut être assemblé avec une ou plusieurs pièces supplémentaires, de préférence un ou plusieurs blocs, en particulier par collage (de préférence avec un matériau bon conducteur thermique, tel qu'avec une pâte de métal, par exemple une pâte d'argent), notamment lorsque l'épaisseur du dispositif thermoélectrique est inférieure à l'épaisseur de l'espaceur, pour solidariser le dispositif thermoélectrique avec les deux parois vitrées et en particulier pour assurer une bonne conductivité thermique entre les parois vitrées. Ainsi, le dispositif thermoélectrique peut avoir une de ses faces assemblées avec une ou plusieurs pièces (ou blocs), en particulier la face du dispositif thermoélectrique opposée à celle qui est fixée à une des parois vitrées. Ces pièces (ou blocs) sont de préférence constituées d'un ou plusieurs matériaux tels que décrits ci-dessus en relation avec les matériaux additionnels de l'espaceur. Ces pièces (ou blocs) peuvent être fixées aux parois vitrées du vitrage par collage, de préférence à l'aide d'un matériau bon conducteur thermique, par exemple à l'aide de pâte de métal, par exemple de pâte d'argent.
  • Un exemple de vitrage selon un tel mode de réalisation est montré en figure 1. Dans cet exemple, le vitrage est un double-vitrage, et un dispositif thermoélectrique 1 est fixé à une des parois vitrées 2 au moyen d'un matériau bon conducteur thermique 3, par exemple une pâte de métal, telle qu'une pâte d'argent. La face du dispositif thermoélectrique 1 opposée à celle fixée sur la paroi vitrée 2 est fixée à un bloc de matériau additionnel 4, tel qu'un bloc en aluminium. Le bloc de matériau additionnel 4 permet de connecter, en particulier thermiquement, le dispositif thermoélectrique 1 à la deuxième paroi vitrée 2. Le bloc de matériau additionnel 4 est fixé à la deuxième paroi vitrée 2 du vitrage au moyen d'un matériau bon conducteur thermique 3, par exemple une pâte de métal, de préférence une pâte d'argent. Le dispositif thermoélectrique 1 (fixé au bloc de matériau additionnel 4) est disposé sur l'espaceur 5 du vitrage. Le dispositif thermoélectrique 1 est connecté à des fils électriques 6 permettant de transporter l'électricité produite par, ou apportée au, dispositif thermoélectrique 1. Les fils électriques 6 sont avantageusement passés au travers d'un conduit 7 formé dans l'espaceur 5. De préférence, le conduit 7 est rempli de polyisobutylène. Les fils électriques 6 traverse également le joint d'étanchéité 8 présent en périphérie du vitrage.
  • Alternativement, le ou les dispositifs thermoélectriques (ou un ou plusieurs des dispositifs thermoélectriques) peuvent être positionnés sur l'espaceur et accolés à au moins une des parois vitrées, sans que des pièces ou blocs ne complètent l'épaisseur jusqu'à la paroi vitrée opposée. Le dispositif thermoélectrique peut notamment être sous forme d'un revêtement de matériau thermoélectrique disposé sur une des parois vitrées.
  • Un exemple de vitrage selon ce dernier mode de réalisation est montré en figure 2. Dans cet exemple, le vitrage comprend dans sa cavité 9 un dispositif thermoélectrique 10. Ce dispositif thermoélectrique 10 est un revêtement déposé sur la face intérieure d'une paroi vitrée 2 (par magnétron par exemple). Le dispositif thermoélectrique 10 comprend avantageusement un matériau thermoélectrique transparent tel qu'un empilement d'oxydes métalliques (par exemple des oxydes métalliques tels que mentionnés plus bas). Cela présente l'avantage de ne pas réduire le clair de vue du vitrage. Le dispositif thermoélectrique 10 est connecté à des fils électriques 6 passant de préférence dans un conduit 7 situé dans l'espaceur 5 (ce conduit 7 étant avantageusement rempli de PIB), puis au travers du joint d'étanchéité 8.
  • L'espaceur peut être tout espaceur classiquement utilisé dans les vitrages à plusieurs parois vitrées.
  • De manière préférée, les parois vitrées sont attachées à l'espaceur par collage, par exemple par une colle à base de polyisobutylène (PIB).
  • L'intercalaire de l'espaceur peut-être en matériau métallique, tel qu'en aluminium et/ou acier inoxydable, et/ou en matériau polymère, tel qu'en polyéthylène, polycarbonate, polypropylène, polystyrène, polybutadiène, polyisobutylène, polyester, polyuréthane, polyméthacrylate de méthyle, polyacrylate, polyamide, polyéthylène téréphtalate, polybutylène téréphtalate, acrylonitrile, butadiène styrène, acrylonitrile styrène acrylate, copolymère styrène-acrylonitrile, ou une combinaison de ceux-ci, éventuellement renforcé par des fibres de verre et/ou de carbone et/ou des fibres naturelles.
  • Les connecteurs, qu'ils soient rectilignes ou en équerre, sont de préférence en matériau polymère, de préférence encore en un matériau polymère tel que mentionné ci-dessus.
  • Selon une troisième variante, le ou les dispositifs thermoélectriques (ou un ou plusieurs des dispositifs thermoélectriques) peuvent être présents dans la cavité du vitrage et fixés sur au moins une des parois vitrées du vitrage à tout endroit sur la paroi vitrée. De préférence, le ou les dispositifs thermoélectriques sont situés dans une zone périphérique de la paroi vitrée. Le ou les dispositifs thermoélectriques peuvent avantageusement être transparents, de manière à éviter de réduire le clair de vue du vitrage. Le ou les dispositifs thermoélectriques peuvent être fixés sur la paroi vitrée par collage (en particulier par un collage tel que décrit ci-dessus) ou déposés sur la paroi vitrée sous forme d'un revêtement. Le ou les dispositifs thermoélectriques (ou certains d'entre eux) peuvent être optionnellement assemblés avec des blocs de matériau additionnel permettant de connecter les dispositifs thermoélectriques avec la paroi vitrée opposée à celle sur laquelle ils sont situés, comme décrit plus haut. Dans certains modes de réalisation, le ou les dispositifs thermoélectriques (ou certains d'entre eux) peuvent avoir une épaisseur identique à celle de la cavité du vitrage et être fixés à chacune des parois vitrées opposées délimitant la cavité.
  • Dans des modes de réalisation, les trois variantes décrites ci-dessus peuvent se combiner de toutes manières possibles, c'est-à-dire que le vitrage peut comprendre plusieurs dispositifs thermoélectriques, chacun pouvant indépendamment être selon l'une des trois variantes décrites ci-dessus.
  • Le ou les dispositifs thermoélectriques peuvent être tout type de dispositif thermoélectrique connu de l'homme du métier. Ils peuvent avoir toutes dimensions adaptées.
  • Le ou les dispositifs thermoélectriques comprennent au moins un matériau thermoélectrique. Les performances thermoélectriques des matériaux peuvent être caractérisées par le facteur de mérité ZT. De manière avantageuse, les matériaux thermoélectriques utilisés dans l'invention présentent un facteur de mérite ZT à température ambiante (en particulier à 300 K) supérieur ou égal à 0,5.
  • De préférence, l'au moins un dispositif thermoélectrique selon l'invention comprend, et plus préférentiellement consiste en, un module thermoélectrique (appelé également cellule thermoélectrique).
  • Les modules thermoélectriques selon l'invention comprennent de préférence une pluralité de couples de deux matériaux semi-conducteurs différents. Chaque couple comprend un premier matériau semi-conducteur de type n et un second matériau semi-conducteur de type p, (appelés aussi chacun branche), ces matériaux semi-conducteurs étant connectés entre eux à l'aide d'un matériau électriquement conducteur (appelé aussi jonction). Par « semi-conducteur de type n », on entend un semi-conducteur extrinsèque dopé avec des atomes donneurs d'électrons et par « semi-conducteur de type p », on entend un semi-conducteur extrinsèque dopé avec des atomes accepteurs d'électrons.
  • Les matériaux semi-conducteurs sont de préférence choisis dans le groupe constitué des alliages comprenant du bismuth, du tellure et/ou du sélénium, du plomb, du silicium, de l'antimoine, du germanium, du cuivre, de l'aluminium ces alliages pouvant éventuellement être dopés, en particulier dopé au sodium, au potassium, au thallium, à l'indium, au sélénium, à l'antimoine et/ou au tellure, et/ou ces alliages pouvant éventuellement comprendre des nanostructures, des oxydes métalliques, éventuellement dopés, des polymères conducteurs et semi-conducteurs, et des combinaisons de ceux-ci. Plus particulièrement, en tant qu'alliage utilisable dans l'invention, on peut citer le tellurure de bismuth (Bi2Te3), le tellurure de plomb (PbTe), le tellure de plomb comprenant des nanostructures, le tellure d'étain dopé à l'indium, le tellurure de bismuth séléniure (Bi2Te3-Se), le tellure de bismuth tellurure (Bi2Te3-Te), le tellure d'antimoine (Sb2Te3), l'alliage silicium-germanium (SiGe), le nitrure de silicium (Si3N4), la skuttérudite, l'alliage CoSb3, l'alliage Mg2Si, les alliages d'Heusler, le sulfure de plomb (PbS), antimoniure de zinc (ZnSb) et les mélanges de ceux-ci. En tant qu'oxyde métallique utilisable dans l'invention, on peut citer en particulier l'oxyde d'étain dopé à l'antimoine (ATO), l'oxyde de zinc dopé à l'aluminium (AZO) et l'oxyde d'indium dopé à l'étain (ITO) et les mélanges de ceux-ci. En tant que polymère utilisable dans l'invention, on peut citer en particulier le mélange de polymère PEDOT-PSS (mélange de poly(3,4-éthylènedioxythiophène) (PEDOT) et de poly(styrène sulfonate) de sodium (PSS)), les matériaux polymères composites comprenant des nanocristaux et les mélanges de ceux-ci. Les matériaux semi-conducteurs peuvent comprendre, ou consister en, n'importe quel mélange des matériaux mentionnés ci-dessus.
  • Parmi ces matériaux, les oxydes métalliques présentent l'avantage d'être transparents et leur utilisation est particulièrement adaptée lorsque le dispositif thermoélectrique est situé sur une partie du vitrage qui sera visible par un utilisateur lorsque le vitrage sera installé. Les matériaux semi-conducteurs de type p et n peuvent être à base d'un matériau semi-conducteur identique (les matériaux semi-conducteurs de type p et n ne différant alors que par leur dopage). Alternativement, les matériaux semi-conducteurs de type p et n peuvent être à base de matériaux semi-conducteurs différents.
  • Dans le module thermoélectrique, les couples sont également connectés entre eux deux à deux par un matériau électriquement conducteur, plus particulièrement le matériau semi-conducteur de type n d'un couple est connecté au matériau semi-conducteur de type p d'un couple adjacent. De manière particulièrement préférée, chaque branche de matériau semi-conducteur de type n possède à une de ses extrémités une jonction la connectant à une branche de matériau semi-conducteur de type p et à l'autre extrémité une jonction la connectant à une autre branche de matériau semi-conducteur de type p, et chaque branche de matériau semi-conducteur de type p possède à une de ses extrémité une jonction la connectant à une branche de matériau semi-conducteur de type n et à l'autre extrémité une jonction la connectant à une autre branche de matériau semi-conducteur de type n (à l'exception des première et dernière branches du circuit). Ainsi, avantageusement, les couples sont connectés en série électriquement.
  • De préférence, les couples sont connectés en parallèle thermiquement. Ainsi, en opération, chacun des couples présentent à une extrémité des branches de matériau semi-conducteur qui le forment un côté froid et à l'autre extrémité des branches, un côté chaud.
  • Le matériau conducteur établissant la connexion entre les matériaux semi-conducteurs de type p et n est de préférence un métal, tel que du cuivre.
  • Le dispositif thermoélectrique, de préférence le module thermoélectrique, comprend préférablement au moins deux plaques en matériau électriquement isolant entre lesquelles sont disposés les couples. Par « matériau isolant », on entend de préférence un matériau ayant une conductivité électrique inférieure ou égale à 10-8 S/m. De manière particulièrement préférée, les plaques sont en contact avec les jonctions en matériau conducteur et ne sont pas en contact avec les matériaux semi-conducteurs de type n et p. Le matériau électriquement isolant des plaques peut être en particulier choisi dans le groupe constitué de la céramique, du verre, des caoutchoucs, de la porcelaine, et des combinaisons de ceux-ci. Avantageusement, le matériau électriquement isolant est de la céramique.
  • Le dispositif thermoélectrique peut alternativement être un revêtement (ou un film) de matériau thermoélectrique. De préférence, le revêtement peut comprendre, ou consister en, un empilement de couches minces de matériaux semi-conducteurs, en particulier tels que décrits ci-dessus, plus particulièrement un empilement de couches minces de matériaux semi-conducteurs de type p et de type n. De préférence encore, le revêtement peut comprendre, ou consister en, un empilement de couches minces d'oxydes métalliques, en particulier tels que mentionnés ci-dessus. L'utilisation d'oxydes métalliques permet d'obtenir un dispositif thermoélectrique transparent, ce qui permet d'éviter que la présence dudit dispositif thermoélectrique sur la paroi vitrée n'entraine une réduction du clair de vue du vitrage. Le revêtement peut avoir une épaisseur de 1 nm à 15 µm, par exemple une épaisseur de 1 nm à 1 µm. Le dispositif thermoélectrique peut comprendre une puce, en particulier sur sa face opposée à celle accolée à la paroi vitrée Le dispositif thermoélectrique peut être formé sur la paroi vitrée par toute technique de dépôt, par exemple par pulvérisation cathodique par magnétron.
  • Le vitrage comprend de préférence au moins un élément dissipateur de chaleur. La présence de l'élément dissipateur de chaleur permet d'aider à créer un flux de chaleur à travers le dispositif thermoélectrique pour générer un courant électrique. Avantageusement, l'élément dissipateur de chaleur est en contact avec une des faces du dispositif thermoélectrique ou connecté à une des surfaces du dispositif thermoélectrique via un matériau bon conducteur thermique. Lorsque le vitrage comprend plusieurs parois vitrées, l'élément dissipateur de chaleur peut être placé dans la cavité du vitrage ou peut être placé, de préférence, à l'extérieur de la cavité du vitrage (l'extraction de chaleur étant alors effectuée à l'extérieur du vitrage, ce qui est plus efficace qu'une extraction ce chaleur dans la cavité du vitrage où l'espace est restreint). De préférence, l'élément dissipateur de chaleur est positionné dans une zone périphérique du vitrage, de façon à optimiser l'extraction de chaleur du dispositif thermoélectrique vers l'extérieur du vitrage. L'élément dissipateur de chaleur peut être tout dissipateur thermique connu. Par exemple, il peut comprendre un corps (en particulier métallique) à ailettes espacées. En particulier, l'élément dissipateur de chaleur peut comprendre un corps comprenant une surface, de préférence plane, en matériau bon conducteur thermique, en contact avec le dispositif thermoélectrique et des ailettes décalées en périphérie du vitrage. De préférence, l'élément dissipateur de chaleur est en un matériau choisi dans le groupe constitué de l'aluminium, du cuivre, du graphite, du carbure de bore, du titane, des céramiques, tels que l'oxyde d'aluminium, le zinc, le nickel, le molybdène, et des combinaisons de ceux-ci. Plus préférentiellement, l'élément dissipateur de chaleur est en aluminium. L'élément dissipateur de chaleur peut également être tout système de ventilation ou tout système de refroidissement, par exemple un système de refroidissement par passage d'eau.
  • Avantageusement, le dispositif thermoélectrique (de préférence le module thermoélectrique) est connecté à des fils électriques, de préférence deux fils électriques (connectés aux deux extrémités du circuit électrique formé par les couples connectés en série électriquement).
  • De préférence, le dispositif thermoélectrique (de préférence le module thermoélectrique) est disposé de telle façon que les branches des couples de matériaux semi-conducteurs (qui sont parallèles entre elles) soient perpendiculaires aux parois vitrées.
  • Le dispositif thermoélectrique peut être configuré pour fonctionner selon le principe de l'effet Seebeck. Le dispositif thermoélectrique peut ainsi utiliser le différentiel de température existant par exemple entre les deux côtés du vitrage (formant ainsi une source chaude et une source froide de chaque côté du dispositif thermoélectrique, respectivement) pour générer une différence de potentiel dans le dispositif. Alternativement, ou additionnellement, le dispositif thermoélectrique peut être configuré pour fonctionner selon le principe de l'effet Peltier. Dans cette configuration, lorsqu'un courant électrique est appliqué au dispositif thermoélectrique, un transfert de chaleur est opéré entre les faces du dispositif. Plus particulièrement, lorsque le dispositif thermoélectrique comprend (ou est) un module tel que décrit ci-dessus, de la chaleur est, pour chaque couple, absorbée à une jonction et est libérée à la jonction opposée. Le dispositif thermoélectrique peut en particulier être configuré pour produire de la chaleur et/ou pour produire un refroidissement.
  • Le vitrage peut comprendre une pluralité de dispositifs thermoélectriques, notamment une pluralité de modules thermoélectriques, de préférence encore tels que décrits ci-dessus. En particulier, le vitrage peut comprendre au moins deux dispositifs thermoélectriques, ou au moins trois, ou au moins quatre, ou au moins cinq, ou au moins huit, ou au moins dix, dispositifs thermoélectriques. Chacun des dispositifs thermoélectriques peut être tel que décrit ci-dessus. Le vitrage peut notamment comprendre un ou plusieurs dispositifs thermoélectriques sous forme de modules thermoélectriques et un ou plusieurs dispositifs thermoélectriques sous forme de revêtements ; ou uniquement des dispositifs thermoélectriques sous forme de modules thermoélectriques ; ou uniquement dispositifs thermoélectriques sous forme de revêtements.
  • En particulier, le vitrage peut comprendre un, ou au moins un, dispositif thermoélectrique configuré pour fonctionner selon l'effet Seebeck (c'est-à-dire configuré pour générer de l'électricité) et un, ou au moins un, dispositif thermoélectrique configuré pour fonctionner selon l'effet Peltier (c'est-à-dire configuré pour produire de la chaleur ou pour produire un refroidissement, de préférence pour produire un refroidissement). L'utilisation d'un dispositif thermoélectrique configuré pour générer un refroidissement (en plus d'un dispositif thermoélectrique configuré pour générer de l'électricité) permet de limiter les dommages causés aux joints du vitrage au cours du temps par les excès de chaleur, et permet également de maintenir les dispositifs thermoélectriques à des températures compatibles avec leur bon fonctionnement.
  • Le vitrage selon l'invention peut comprendre au moins un système de stockage de l'énergie, par exemple choisi dans le groupe constitué des batteries, des supercondensateurs, des ressorts mécaniques, des matériaux à changement de phase encapsulés, ou des combinaisons de ceux-ci. Le système de stockage de l'énergie peut être positionné à tout endroit adapté du vitrage, de préférence dans une partie périphérique du vitrage. Avantageusement, le ou les dispositifs thermoélectriques, ou au moins certains d'entre eux, sont connectés à un système de stockage de l'énergie, permettant de stocker l'électricité produite par les dispositifs thermoélectriques.
  • Le ou les dispositifs thermoélectriques, ou au moins certains d'entre eux, peuvent également être connectés à un ou plusieurs dispositifs de stockage de l'énergie, tels qu'une batterie, situés en dehors du vitrage.
  • Le ou les dispositifs thermoélectriques, ou au moins certains d'entre eux, peuvent également être connectés au réseau électrique, permettant de fournir au réseau l'électricité produite par lesdits dispositifs thermoélectriques.
  • Le vitrage selon l'invention peut comprendre au moins un appareil électrique. L'appareil électrique peut être choisi dans le groupe constitué des stores électriques, des solutions d'éclairage à base de LED, des films à transmission lumineuse variable par effet électro-chromique, des capteurs, en particulier les capteurs intégrés permettant le suivi et/ou la communication d'éléments ou grandeurs environnementaux dans la cavité et/ou à l'extérieur de la cavité (tels que les teneurs en CO2, O2 ou gaz rare, le taux d'humidité, la luminosité, la température, etc.), et des combinaisons de ceux-ci Le store peut être tout type de store. Il peut être positionné dans la cavité du vitrage (ou dans une des cavités, si le vitrage comprend plus de deux parois vitrées) ou à l'extérieur de la cavité Le vitrage peut comprendre plusieurs appareils électriques, en particulier chacun choisis parmi les appareils mentionnés ci-dessus. De manière avantageuse, le ou les appareils électriques, ou au moins certains d'entre eux, sont au moins en partie alimentés par l'électricité produite par au moins un des dispositifs thermoélectriques du vitrage, de préférence par l'intermédiaire de l'utilisation d'un système de stockage de l'énergie. L'électricité produite par les dispositifs thermoélectriques du vitrage peut aussi alimenter des appareils électriques situés en dehors du vitrage (de préférence situés à proximité du vitrage).
  • Le vitrage selon l'invention peut être utilisé dans toute application utilisant des vitrages. En particulier, le vitrage selon l'invention peut être un vitrage de bâtiment. Le vitrage est de préférence destiné à faire l'interface entre l'extérieur et l'intérieur du bâtiment. Il peut par exemple être un vitrage de façade, de fenêtre, de porte, de baie vitrée, de châssis vitré, ou de vitrine ou devanture. Alternativement, le vitrage peut être destiné à être placé à l'intérieur du bâtiment.
    • Utilisation du vitrage
  • L'invention concerne également l'utilisation d'un vitrage tel que décrit ci-dessus pour générer de l'électricité, de préférence en utilisant l'effet Seebeck.
  • L'invention concerne également un procédé de génération d'électricité en utilisant un vitrage tel que décrit ci-dessus, comprenant les étapes suivantes :
    • la fourniture d'un différentiel de température au dispositif thermoélectrique du vitrage (ou à au moins un des dispositifs thermoélectriques du vitrage) ; et
    • la génération d'électricité par le dispositif thermoélectrique.
  • La fourniture du différentiel de température peut être active ou passive. En particulier, le dispositif thermoélectrique peut utiliser un différentiel de température existant entre chacun des côtés du vitrage. Il peut notamment s'agir de la différence de température existant entre l'environnement extérieure et l'intérieur d'une pièce lorsque le vitrage constitue une interface entre ladite pièce et l'environnement extérieur, ou de la différence de température existant entre deux pièces différentes lorsque le vitrage constitue une interface entre lesdites deux pièces. Le différentiel de température utilisé par le dispositif thermoélectrique peut aussi avoir lieu entre la paroi vitrée supportant le dispositif thermoélectrique, en particulier lorsqu'elle est chauffée par une exposition au soleil (source chaude) et l'air autour du dispositif thermoélectrique (source froide). On peut alternativement créer un différentiel de température à l'aide d'un système de ventilation ou de refroidissement.
  • Le différentiel de température (c'est-à-dire la différence de température entre la source chaude et la source froide fournies au dispositif thermoélectrique) peut valoir de 1 à 100°C.
  • Le vitrage peut être exposé à des températures allant de -20°C à +80°C.
  • L'invention concerne également l'utilisation d'un vitrage tel que décrit ci-dessus pour générer de la chaleur et/ou un refroidissement, de préférence en utilisant l'effet Peltier.
  • L'invention concerne également un procédé de production de chaleur et/ou d'un refroidissement en utilisant un vitrage tel que décrit ci-dessus, comprenant les étapes suivantes :
    • la fourniture d'un courant électrique au dispositif thermoélectrique du vitrage (ou à au moins un des dispositifs thermoélectriques du vitrage) ; et
    • la génération d'un transfert de chaleur par le dispositif thermoélectrique.

Claims (13)

  1. Vitrage comprenant au moins une paroi vitrée (2) et au moins un dispositif thermoélectrique (1, 10) disposé sur la paroi vitrée (2), ledit dispositif thermoélectrique (1, 10) convertissant directement de l'énergie thermique en énergie électrique.
  2. Vitrage selon la revendication 1, comprenant au moins deux parois vitrées (2) formant entre elles une cavité (9), dans lequel l'au moins un dispositif thermoélectrique (1, 10) est de préférence à l'intérieur de la cavité.
  3. Vitrage selon la revendication 2, comprenant au moins un espaceur (5), au moins un dispositif thermoélectrique (10) étant disposé sur ledit espaceur.
  4. Vitrage selon la revendication 2 ou 3, comprenant au moins un espaceur (5), au moins un dispositif thermoélectrique (1) constituant au moins en partie ledit espaceur (5).
  5. Vitrage selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel l'au moins un dispositif thermoélectrique (1, 10) comprend un module thermoélectrique ou est un revêtement déposé sur la paroi vitrée (2).
  6. Vitrage selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel l'au moins un dispositif thermoélectrique (1, 10) comprend une pluralité de couples comprenant chacun un premier matériau semi-conducteur de type n et un second matériau semi-conducteur de type p, de préférence connectés au moyen d'un matériau électriquement conducteur.
  7. Vitrage selon la revendication 6, dans lequel la pluralité de couples est disposée entre deux plaques en matériau électriquement isolant, de préférence en céramique.
  8. Vitrage selon l'une des revendications 1 à 7, comprenant au moins un élément dissipateur de chaleur.
  9. Vitrage selon l'une des revendications 1 à 8, comprenant au moins deux dispositifs thermoélectriques (1, 10), de préférence au moins deux modules thermoélectriques.
  10. Vitrage selon l'une des revendications 1 à 9, comprenant en outre au moins un système de stockage de l'énergie, de préférence au moins une batterie.
  11. Vitrage selon l'une des revendications 1 à 10, comprenant en outre au moins un appareil électrique, de préférence choisi dans le groupe constitué des stores, des solutions d'éclairage à base de LED, des films à transmission lumineuse variable par effet électro-chromique, des capteurs, de préférence des capteurs intégrés, tel que les capteurs de mesure du dioxyde de carbone, du dioxygène d'un gaz rare, d'humidité, de luminosité ou de température, et des combinaisons de ceux-ci.
  12. Utilisation d'un vitrage selon l'une des revendications 1 à 11 pour générer de l'électricité.
  13. Utilisation d'un vitrage selon l'une des revendications 1 à 11 pour générer de la chaleur ou un refroidissement.
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