Les différentes Sources d’énergie électrique

Alimenter en énergie électrique

énergie électrique, pour agir sur la matière d’œuvre, un système automatisé a besoin d’énergie, qui subira de nombreux traitements pour être adaptés à la nature de l’action sur la matière d’oeuvre.
L’unité ADC traite donc de ces aspects qui peuvent être modélisés par les fonctions génériques, c’est à dire qui s’appliquent sur la plupart des systèmes ;il s’agit des fonctions :
  •  Alimenter
  •  Distribuer
  •  Convertir
Grandeurs                            CHAÎNE D’INFORMATION
physiques,       ➡       Acquérir    ➟     Traiter    ➟    Communiquer          ➡    Messages
consignes
                                                                  ↓                         ↑
                                                             Ordres              Informations
                                                             ↓                              ↑                                Matière d’oeuvre
Energie                                                                                                                                    ⇩
 (Electrique;       ➡    Alimenter  ➟  Distribuer   ➟  Convertir   ➟   Transmettre    ➟   Agir
pneumatique                                      Unité ADC                                                                    ⇩
;mécanique….)                                                                                                               MO+VA
                                                            CHAÎNE D’ENERGIE

Alimenter en énergie

Alimenter c’est fournir au système l’énergie dont il a besoin pour fonctionner.
Alimenter :      – Réseau Electrique;
                       – Groupe électrogène,
                       – Pile, batterie…
                       – Carburant
                       -énergie électrique
   Pour fonctionner, un système aura toujours besoins d’énergie. Les 3 principales énergies qui permettent d’alimenter un actionneur sont :
  •  Energie électrique
  •  Energie pneumatique
  •  Energie mécanique

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 et topologie du réseau électrique

   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.
ènergie électrique
énergie électrique

 Types de centrale de production d’énergie électrique

Une centrale électrique fonctionne grâce à :
  • 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 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 :
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Les centrales hydrauliques basses chutes

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
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Les centrales moyennes chutes

   Les centrales moyennes chutes : elles sont caractérisées par une hauteur de chute comprise entre 30 et 200 m. L’usine se situer généralement au pied du barrage. Ce sont souvent des usines de retenues Turbine utilisée : turbine Francis
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  Les centrales de hautes chutes

  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 thermique

Dans les centrales thermiques : La chaleur
Capture4produite 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.

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Energie nucléaire

A l’intérieur du réacteur, l’uranium 235 est le siège d’une 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 solaire : le photovoltaïque et le solaire thermique.
 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).

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