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Thème 2 - Chapitre 2
Les atouts de l'électricité
Introduction
● Quels sont les atouts de l'électricité ?
Introduction
● Quels sont les atouts de l'électricité ?– Usage spécifique (production de lumière, de froid,
fonctionnement de l'électroménager...).
– Production possible sans émission de CO2.
I/ Les différentes méthodes de production de l'électricité sans rejet de CO2.
I/ Les différentes méthodes de production de l'électricité sans rejet de CO2.● cf. tableau polycopié.
I/ Les différentes méthodes de production de l'électricité sans rejet de CO2.● cf. tableau polycopié.● Centrale hydroélectrique :
https://www.edf.fr/groupe-edf/espaces-dedies/l-energie-de-a-a-z/tout-sur-l-energie/produire-de-l-electricite/le-fonctionnement-d-un-barrage
I/ Les différentes méthodes de production de l'électricité sans rejet de CO2.● cf. tableau polycopié.● Centrale hydroélectrique :
https://www.edf.fr/groupe-edf/espaces-dedies/l-energie-de-a-a-z/tout-sur-l-energie/produire-de-l-electricite/le-fonctionnement-d-un-barrage
● Éolienne
I/ Les différentes méthodes de production de l'électricité sans rejet de CO2.● cf. tableau polycopié.● Centrale hydroélectrique :
https://www.edf.fr/groupe-edf/espaces-dedies/l-energie-de-a-a-z/tout-sur-l-energie/produire-de-l-electricite/le-fonctionnement-d-un-barrage
● Éolienne● Panneau solaire photovoltaïque
I/ Les différentes méthodes de production de l'électricité sans rejet de CO2.● cf. tableau polycopié.● Centrale hydroélectrique :
https://www.edf.fr/groupe-edf/espaces-dedies/l-energie-de-a-a-z/tout-sur-l-energie/produire-de-l-electricite/le-fonctionnement-d-un-barrage
● Éolienne● Panneau solaire photovoltaïque● Pile à hydrogène :
https://www.cea.fr/multimedia/Pages/animations/energies/fonctionnement-pile-a-combustible.aspx
I/ Les différentes méthodes de production de l'électricité sans rejet de CO2.● cf. tableau polycopié.● Centrale hydroélectrique :
https://www.edf.fr/groupe-edf/espaces-dedies/l-energie-de-a-a-z/tout-sur-l-energie/produire-de-l-electricite/le-fonctionnement-d-un-barrage
● Éolienne● Panneau solaire photovoltaïque● Pile à hydrogène :
https://www.cea.fr/multimedia/Pages/animations/energies/fonctionnement-pile-a-combustible.aspx
● Centrale nucléaire
I/ Les différentes méthodes de production de l'électricité sans rejet de CO2.
Source : https://www.connaissancedesenergies.org/
I/ Les différentes méthodes de production de l'électricité sans rejet de CO2.
Source : https://www.connaissancedesenergies.org/
Conclusion (cf. programme officiel) :
Trois méthodes permettent d'obtenir de l'énergie électrique sans nécessité de combustion :
I/ Les différentes méthodes de production de l'électricité sans rejet de CO2.
Conclusion (cf. programme officiel) :
Trois méthodes permettent d'obtenir de l'énergie électrique sans nécessité de combustion :
- la conversion d'énergie mécanique, soit directe (dynamos, éoliennes, hydroliennes, barrages hydroélectriques), soit indirecte à partir d'énergie thermique (centrales nucléaires, centrales solaires thermiques, géothermie),
I/ Les différentes méthodes de production de l'électricité sans rejet de CO2.
Conclusion (cf. programme officiel) :
Trois méthodes permettent d'obtenir de l'énergie électrique sans nécessité de combustion :
- la conversion de l'énergie radiative reçue du Soleil (panneaux photovoltaïques),
I/ Les différentes méthodes de production de l'électricité sans rejet de CO2.
Conclusion (cf. programme officiel) :
Trois méthodes permettent d'obtenir de l'énergie électrique sans nécessité de combustion :
- la conversion électrochimique (piles ou accumulateurs conventionnels, piles à hydrogène).
I/ Les différentes méthodes de production de l'électricité sans rejet de CO2.
● Exemple de consommation électrique en France (en MW)
II/ Stockage de l'énergie électrique
Source : Transition énergétique, Bertrand Cassoret
II/ Stockage de l'énergie électrique
● L'énergie électrique en France se caractérise par :– Une consommation qui varie en fonction de l'heure
de la journée et de la période de l'année,
– Une production également variable.
II/ Stockage de l'énergie électrique
● L'énergie électrique en France se caractérise par :– Une consommation qui varie en fonction de l'heure
de la journée et de la période de l'année,
– Une production également variable.
● D'autre part, l'électricité en tant que telle (caractérisée par un courant) ne se stocke pas dans les câbles d'alimentation : ce qui est produit doit être instantanément consommé !
II/ Stockage de l'énergie électrique
● L'énergie électrique en France se caractérise par :– Une consommation qui varie en fonction de l'heure
de la journée et de la période de l'année,
– Une production également variable.
● D'autre part, l'électricité en tant que telle (caractérisée par un courant) ne se stocke pas dans les câbles d'alimentation : ce qui est produit doit être instantanément consommé !
→ développement de systèmes de stockage de l'énergie électrique (cf. polycopié).
II/ Stockage de l'énergie électrique
Sous forme de tableau, comparez l'ordre de grandeur des masses et de l'énergie délivrée sur une heure pour chaque dispositif de stockage présenté.
Dispositif de stockage Masse en jeu (sur une heure de temps)
Énergie délivrée (sur une heure de temps)
STEP216x3600x1000 =
777,6.103 kg1800 MW.h
Pile à hydrogène ? 20 kW.h
Supercondensateur Si SC de masse 1 kg 5 W.h
Batterie Si batterie de 1 kg 100 à 150 W.h
Volant d'inertie Entre 40 et 250 kg 130 kWh
Dispositif de stockage Masse en jeu (sur une heure de temps)
Énergie délivrée (sur une heure de temps)
STEP 106 kg 106 kW.h
Pile à hydrogène ? 10 kW.h
Supercondensateur 1 kg 0,01 kW.h
Batterie 1 kg 0,1 kW.h
Volant d'inertie 100 kg 100 kW.h
(en ordre de grandeur)
II/ Stockage de l'énergie électrique
En résumé (cf. programme officiel) :
Pour faire face à l'intermittence liée à certains modes de production ou à la consommation, l'énergie électrique doit être convertie sous une forme stockable :
- énergie chimique (accumulateurs),
- énergie potentielle (barrages),
- énergie électromagnétique (super-capacités).
II/ Stockage de l'énergie électriquePour réfléchir...
« L'Allemagne a installé 100 gigawatts de renouvelable. Mais en parallèle, elle a dû garder la même puissance de sources pilotables : centrales à charbon et à gaz, barrages, nucléaire. On met ces dernières en pause quand le soleil brille et on les déclenche quand ce n'est plus le cas. Les énergies renouvelables ne peuvent donc pas remplacer complètement les filières plus anciennes. »Extraits adaptés d'une interview de JM JANCOVICI
https://www.francetvinfo.fr/monde/environnement/cop24/pourquoi-les-energies-renouvelables-sont-moins-propres-que-vous-ne-le-pensez-en-tout-cas-pourl-instant_3075963.html
II/ Stockage de l'énergie électrique
Pour réfléchir...
« Mais si on voulait avoir une énergie 100% produite par le renouvelable en France et la stocker pour combler les périodes de manque, il faudrait noyer de nombreuses vallées alpines. Il faudrait plusieurs dizaines de barrages comme Serre-Ponçon. »
Jean-Marc Jancovicihttps://www.francetvinfo.fr/monde/environnement/cop24/pourquoi-les-energies-renouvelables-sont-moins-propres-que-vous-ne-le-pensez-en-tout-cas-pourl-instant_3075963.html
III/ Exercice
Évaluer la surface de panneaux solaires à installer en France pour couvrir la production électrique nationale.
III/ Exercice
1500 x10100
=150 kWh.m−1 .an−1( pour unrendement estimé de10% pour un panneau)
537,7TWh=537,7 .109 kWh=production nationale annuelle
537,7.109
150=3,58 .109m2
=3,58.103 km2
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