Есть еще промежуточный вариант.
Линейный усилитель, питающийся от импульсного питателя, который создает на выходном каскаде небольшое (уменьшаем тепловыделение) напряжение.
Придется добавить индуктивность. У сожалению автор не сказал ничего о допустимых пульсациях... Если можно немного, то можно посмотреть на готовые устройства именно для этого - драйверы шаговых двигателей. Там токи поменьше, но схемотехника уже отработана и нарисована. Есть даже полудрайверы для управления внешними транзисторами.
Что Вы называете активной нагрузкой? Должна ли она одним концом сидеть на земле? Почему полевые транзисторы? Если заранее известно, что нужна пила, то зачем ее задавать ЦАПом?
Зачем Вам градиенты? На глубине несколько метров температура постоянная. а на поверхности меняется.
Или Вы устраиваете на поверхности теплоизолированный тепловой резервуар.
В обоих случаях эксплуатируете тепловые волны. Вот аналог - приливные электростанции.
Немного добавлю.
1. Идея использовать стандартный элемент Пельтье тут не подходит. Они все рассчитаны на большие токи и тепловые потоки, поэтому и в обратном включении надо это обеспечить. Это примерно... как использовать телескоп вместо микроскопа.
Нужно сварить много термопар из тонкого провода последовательно.
2. Надо иметь в виду, что КПД ограничивается сверху стандартным выражением для тепловых машин, поэтому разницу температур надо иметь побольше и, следовательно, тепловой резервуар с большой теплоемкостью.
Какое число витков Вы называете огромным? Я вот видела... порядка нескольких сотен обычным монтажным проводом. Что касается применений, то Гугл Вам в помощь. Я вот видела измерение импульсных токов. Больших таких. И напряжение там было большое. С шунтом не подступиться.
