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LES ATOUTS DE L’ÉLECTRICITÉ

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Produire de l'énergie électrique sans combustion

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Produire de l'énergie électrique sans combustion

 

Quels sont les différents moyens pour produire de l’énergie électrique sans combustion ?

 

I. Comment produire de l’électricité ?

 

A partir de l’énergie mécanique

Tout d’abord, on peut produire de l’énergie électrique grâce à de l’énergie mécanique. Il faut pour cela un convertisseur de puissance mécanique en puissance électrique. C’est l’alternateur.

alternateur-PC

Comment obtenir une énergie mécanique ?

Il a une manière directe : via l’énergie éolienne, en utilisant l’énergie du vent ou encore l’énergie de l’eau que l’on appelle l’énergie hydraulique. Dans ce dernier cas, on peut utiliser des barrages hydroélectriques : on fait une retenue d’eau et on déverse l’eau dans des turbines, ou bien on peut utiliser des hydroliennes : les courant marins font tourner une hélice. Ce moyen direct est assez récent, c’est ce que l’on appelle les énergies renouvelables.

Une autre manière plus ancienne : on récupère de l’énergie mécanique à partir d’une puissance thermique. Pour cela, on peut brûler du charbon, du gaz ou du pétrole, ce qui ne correspond pas à ce que l’on veut utiliser puisqu’on ne veut pas de combustion.

Il y a d’autres moyen pour obtenir de l’énergie thermique :

- Le nucléaire, très utilisé en France : on utilise des réactions nucléaires (on casse des noyaux).

- La géothermie : on récupère la chaleur de la profondeur de la Terre.

- La centrale solaire thermique : on concentre l’énergie du soleil pour chauffer.

 

A partir de l’énergie lumineuse

C’est une autre famille de moyens pour obtenir de l’énergie électrique. Dans ce cas, on met à profit le panneau photovoltaïque, qui convertit la puissance lumineuse en puissance électrique.

panneau-PC

 

A partir de l'énergie chimique

Une autre famille de moyens est d'utiliser la puissance chimique. On convertit une puissance chimique en puissance électrique grâce à :

- Une pile.

- Un accumulateur (pile rechargeable).

- Une pile à hydrogène.

pile-PC

 

II. Chaîne de transformation d'énergie

 

Pour comprendre en profondeur la transformation d’une puissance quelconque en une puissance électrique, on propose ici de regarder en détail la chaîne de l’éolienne.

 

Chaîne d’une éolienne

eolienne

Pour transformer la puissance du vent en puissance électrique, il y a plusieurs étapes. Tout d’abord la puissance mécanique du vent est transformée via une turbine en puissance mécanique de rotation. Cette puissance mécanique de rotation est alors convertie en puissance électrique via un alternateur, et cette puissance électrique est à nouveau transformée en une autre puissance électrique via un transformateur.

Par exemple, si la puissance électrique qui sort de l’alternateur est de $300V,$ le transformateur peut sortir une puissance électrique de $20 000 V$ qui permet au courant électrique de passe facilement dans les lignes électriques. A chaque étape, il y a un rendement de conversion, il y a des pertes à chaque étape de la chaîne.

 

Rendement global $\eta$

Si on veut le rendement global, alors :

$\eta = \dfrac{P_{elec2}}{P_{vent}}= \dfrac{P_{elec2}}{P_{elec1}} \times \dfrac{P_{elec1}}{P_{rot}}\times \frac{P_{rot}}{P_{vent}}= \eta_1 \times \eta_2 \times \eta_3$.

Donc $\eta = \eta_1 \times \eta_2 \times \eta_3$