Les sources d'énergie électrique
Énergie fossile :
- Charbon : Le charbon est une source d'énergie électrique largement utilisée dans de nombreux pays, mais il est fortement critiqué en raison de ses impacts environnementaux, notamment les émissions de gaz à effet de serre.
- Pétrole : Le pétrole est également utilisé pour la production d'électricité, généralement par des centrales thermiques fonctionnant à l'aide de turbines à combustion.
- Gaz naturel : Le gaz naturel est une source d'énergie relativement propre par rapport au charbon et au pétrole. Il est souvent utilisé pour alimenter des centrales électriques à cycle combiné.
Énergie nucléaire :
L'énergie nucléaire est produite par la fission nucléaire des isotopes radioactifs, tels que l'uranium. Les centrales nucléaires sont utilisées pour générer de l'électricité, mais elles suscitent également des inquiétudes en raison des risques associés à la gestion des déchets radioactifs et de la sécurité des installations.
Énergie renouvelable :
- Énergie solaire : Les panneaux solaires convertissent la lumière du soleil en électricité. L'énergie solaire est considérée comme une source d'énergie propre et durable.
- Énergie éolienne : Les éoliennes convertissent l'énergie cinétique du vent en électricité. L'énergie éolienne est également considérée comme une source d'énergie propre et renouvelable.
- Énergie hydraulique : L'énergie hydraulique est générée à partir de la force de l'eau, généralement en utilisant des barrages pour créer de l'énergie hydroélectrique.
- Énergie géothermique : L'énergie géothermique provient de la chaleur naturelle de la Terre. Elle est utilisée pour produire de l'électricité dans les régions géothermiques.
Énergie marémotrice :
L'énergie marémotrice est générée à partir du mouvement des marées. Elle est encore en développement, mais présente un potentiel en tant que source d'énergie renouvelable.
Ces sources d'énergie électrique ont des avantages et des inconvénients qui doivent être pris en compte dans la planification et l'utilisation de l'électricité. Il est important de chercher des moyens de développer et d'utiliser des sources d'énergie plus propres et plus durables pour réduire l'impact sur l'environnement et lutter contre le changement climatique.
Energie électrique
L’alimentation en énergie électrique comporte plusieurs étapes : production, transport, distribution et utilisation de l’énergie.L’énergie électrique est une énergie secondaire, elle est produite à partir d’énergies primaires (eau, vent,soleil, pétrole, uranium).
Réseau national
Topologie du réseau
On appelle réseau électrique l'ensemble des infrastructures permettant d'acheminer l'énergie électrique des centrales électriques, vers les consommateurs d'électricité.A la sortie de la centrale, un premier poste de transformation (élévateur) augmente la tension à 400 ou 800 KV. Ceci permet de minimiser les pertes d’énergie pendant le transport.
Près du point de livraison, un deuxième poste de transformation (abaisseur) fait l’opération inverse: il abaisse la tension pour la mettre aux normes du réseau domestique ou industriel.
Pour satisfaire sa mission de service public, il faut garantir une électricité de qualité à l'ensemble de ses clients, tous les jours de l'année et en tout point du territoire.
- Types de centrale
un réservoir d’énergie dite primaire qui sera transformée en énergie mécanique,
une turbine qui possède de l’énergie mécanique du fait de son mouvement de rotation (sauf centrale éolienne),
un alternateur qui convertit l’énergie mécanique de la turbine en énergie électrique.
. Energie d’origine hydraulique
Dans les centrales hydrauliques, un courant d'eau (énergie cinétique) actionne les turbines.
Pour capter la force motrice de l'eau, on utilise soit la hauteur des chutes d'eau, soit le débit des fleuves et des rivières.
On classe les centrales hydrauliques en trois catégories :
Les centrales hydrauliques basses chutes (ou au fil de l'eau) : elles sont caractérisées par un débit très important mais avec une faible hauteur de chute.
Turbine utilisée : turbine Kaplan
Les centrales moyennes chutes : elles sont caractérisées par une hauteur de chute comprise entre 30 et 200 m. L'usine se situe généralement au pied du barrage. Ce sont souvent des usines de retenues Turbine utilisée : turbine Francis
Les centrales de hautes chutes : elles sont caractérisées par une forte hauteur de chute h>200m. L'usine est toujours située à une distance importante de la prise d'eau parfois plusieurs kilomètres.
Turbine utilisée : turbine Pelton
Energie d’origine thermique
Dans les centrales thermiques : La chaleur produite dans la chaudière par la combustion du charbon,gaz ou autre, vaporise de l'eau. Cette vapeur d'eau est alors transportée sous haute pression et sous haute température vers une turbine. Sous la pression, les pales de la turbine se mettent à tourner.
L'énergie thermique est donc transformée en énergie mécanique. Celle-ci sera, par la suite, transformée à son tour en énergie électrique via un alternateur. A la sortie de la turbine, la vapeur est transformée en eau (condensation) au contact de parois froides pour être renvoyée dans la chaudière où le cycle recommence.
Energie d’origine nucléaire
A l'intérieur du réacteur, l'uranium 235 est le siège d'une réaction nucléaire qui produit une grande quantité de chaleur.
Cette chaleur est continuellement évacuée hors du réacteur vers un échangeur de chaleur, grâce à un fluide dit caloporteur. L'échangeur transfère la chaleur qui lui vient du réacteur à un circuit eau vapeur analogue à celui d'une centrale thermique classique. La vapeur produite sous forte pression entraîne une turbine couplée à un alternateur, puis se condense dans un condenseur et est ensuite réinjectée dans l'échangeur.
Sources autonomes
Energie solaire
Il existe deux types d'énergie solaire : le photovoltaïque et le solaire thermique.
Les centrales de hautes chutes : elles sont caractérisées par une forte hauteur de chute h>200m. L'usine est toujours située à une distance importante de la prise d'eau parfois
plusieurs kilomètres.
Turbine utilisée : turbine Pelton
Photovoltaïque
Sources autonomes
Energie solaire
Il existe deux types d'énergie solaire : le photovoltaïque et le solaire thermique.
Les centrales de hautes chutes : elles sont caractérisées par une forte hauteur de chute h>200m. L'usine est toujours située à une distance importante de la prise d'eau parfois
plusieurs kilomètres.
Turbine utilisée : turbine Pelton
Photovoltaïque
L’effet photovoltaïque est simple dans son principe. Les panneaux solaires se composent de photopiles constituées de silicium, un matériau semi-conducteur qui abrite donc des électrons. Excités par les rayons du soleil, les électrons entrent en mouvement et produisent de l'électricité. L'énergie solaire photovoltaïque est surtout utilisée pour la fourniture d'électricité dans les sites isolés :
électrification rurale et pompage de l'eau (50%), télécommunications et signalisation (40%), applications domestiques (10%).
Solaire thermique
Le solaire thermique ne produit pas d'électricité mais de la chaleur. Celle-ci permet d’obtenir des
températures de l’ordre de 450°C. Cette température permet d’évaporer l’eau qui fait tourner des turbines
Energie éolienne
Les aérogénérateurs (ou éoliennes) convertissent la force du vent en électricité. Ils sont constitués d'un tour sur lequel tourne une hélice composée de 2 ou 3 pales (de diamètre allant de 40 à 100 mètres pour les plus grandes éoliennes). Celles-ci captent l'énergie du vent pour faire tourner une génératrice qui produit du courant électrique. Les éoliennes fonctionnent à pleine puissance de 2000 à 3000 heures par an, soit environ 1/3 du temps.
Groupe électrogène
Le fonctionnement d’un groupe électrogène se base sur le principe suivant lequel l’énergie mécanique est produite par un moteur à gaz ou moteur diesel (moteur thermique) qui entraîne un alternateur produisant de l’électricité. Ces groupes sont généralement utilisés comme alimentation de secours, alimentation électrique interruptible dans les locaux exigeant une continuité de service tel que les hôpitaux, les centres informatiques…
Piles et accumulateurs
Les accumulateurs et les piles sont des systèmes électrochimiques servant à stocker de l'énergie. Ceux-ci restituent sous forme d'énergie électrique, exprimée en wattheure (Wh), l'énergie chimique générée par des réactions électrochimiques. Ces réactions sont activées au sein d'une cellule élémentaire entre deux électrodes baignant dans un électrolyte lorsqu'une résistance, un moteur électrique par exemple, est branché à ses bornes. L'accumulateur est basé sur un système électrochimique réversible. Il est rechargeable par opposition à une pile qui ne l'est pas. Le terme batterie est alors utilisé pour caractériser un assemblage de cellules élémentaires (en général rechargeables).
électrification rurale et pompage de l'eau (50%), télécommunications et signalisation (40%), applications domestiques (10%).
Solaire thermique
Le solaire thermique ne produit pas d'électricité mais de la chaleur. Celle-ci permet d’obtenir des
températures de l’ordre de 450°C. Cette température permet d’évaporer l’eau qui fait tourner des turbines
Energie éolienne
Les aérogénérateurs (ou éoliennes) convertissent la force du vent en électricité. Ils sont constitués d'un tour sur lequel tourne une hélice composée de 2 ou 3 pales (de diamètre allant de 40 à 100 mètres pour les plus grandes éoliennes). Celles-ci captent l'énergie du vent pour faire tourner une génératrice qui produit du courant électrique. Les éoliennes fonctionnent à pleine puissance de 2000 à 3000 heures par an, soit environ 1/3 du temps.
Groupe électrogène
Le fonctionnement d’un groupe électrogène se base sur le principe suivant lequel l’énergie mécanique est produite par un moteur à gaz ou moteur diesel (moteur thermique) qui entraîne un alternateur produisant de l’électricité. Ces groupes sont généralement utilisés comme alimentation de secours, alimentation électrique interruptible dans les locaux exigeant une continuité de service tel que les hôpitaux, les centres informatiques…
Piles et accumulateurs
Les accumulateurs et les piles sont des systèmes électrochimiques servant à stocker de l'énergie. Ceux-ci restituent sous forme d'énergie électrique, exprimée en wattheure (Wh), l'énergie chimique générée par des réactions électrochimiques. Ces réactions sont activées au sein d'une cellule élémentaire entre deux électrodes baignant dans un électrolyte lorsqu'une résistance, un moteur électrique par exemple, est branché à ses bornes. L'accumulateur est basé sur un système électrochimique réversible. Il est rechargeable par opposition à une pile qui ne l'est pas. Le terme batterie est alors utilisé pour caractériser un assemblage de cellules élémentaires (en général rechargeables).
