Production d’électricité · 2015. 6. 23. · Le refroidissement de la vapeur issue de la turbine est confié à une tour de refroidissement ou un cours d'eau important. Les deux

Teacher: M.Malaty & M.Morel

Production d’électricité







Différentes productions mondiales


Différentes productions mondialesd’origine renouvelable


Les centrales hydrauliques


Les centrales hydrauliques

Barrage et retenue de Roselend(Savoie)

Centrale hydraulique d’Iffezheim sur le Rhin(Alsace)

L'énergie hydraulique est l'énergie fournie par le mouvement de l'eau , sous toutes ses formes : chute, cours d'eau, marée.

Ce mouvement peut être utilisé directement, par exemple avec un moulin à eau, ou plus couramment être converti , par exemple en énergie électriquedans une centrale hydroélectrique .


Principaux types de barrages

Barrage poids Barrage voûteBarrage contreforts

ou multi voûtes


Les différents types de turbine

http://www.youtube.com/watch?v=lP7e06i6Bu8&hd=1

http://www.youtube.com/watch?v=1CksipGzids&hd=1

http://www.youtube.com/watch?v=tKJxIEq724s&hd=1

La turbine Pelton pour les centrales hautes chutes : hauteur de chute supérieur a 200m.

La turbine Francis pour les centrales moyennes chutes : hauteur de chute comprise entre 30m et 200m

La turbine Kaplan pour les centrales au fil de l’eau : hauteur de chute inférieure à 30m.

http://www.youtube.com/watch?v=f6iAAYpz_qQ&hd=1Mr MALATY


Centrale Marémotrice de la RanceL'usine marémotrice de la Rance est une centrale électrique tirant son énergie de la force de la marée.

Elle se trouve à l’estuaire de la Rance, dans la commune de La Richardais, en Ille-et-Vilaine. Elle est restée la plus grande usine marémotrice au monde pendant 45 ans, avec une capacité de 240 MW.

Chaque groupe bulbe (24 en tout) comprend une turbineentrainant un alternateur de 10 MW. Les pales des turbines sont orientables afin qu'elles puissent fonctionner aussi bien à marée montante qu'à marée descendante.

Le facteur de charge de l’installation est d’environ 25 %, taux qui est lié à la périodicité et à l’amplitude des marées. Le coût de production d’électricité est évalué à 12 centimes d’euros du kWh

Mr MALATY


Quelques chiffres de l’hydraulique

• 447 centrales construites entre 1896 et 1996, dont la puissance varie de 100 kW à 1 800 MW ;

• 239 grands barrages dont 149 de plus de 20 mètres ;

• autres types de parc en puissance : 20 GW de puissance installée, selon quatre types d’aménagements (lac : 8,5 MW ; pompage : 4,3 MW ; fil de l’eau : 3,7 MW ; éclusée : 3,4 MW) ;

• L’âge moyen du parc est d’environ 50 ans :75 % des aménagements ont plus de 24 ans ;50 % plus de 44 ans ;25 % plus de 74 ans.

• Emplois : 4 500 hydrauliciens pour la maintenance, l’exploitation, la conduite et l’ingénierie.

Mr MALATY


Quelques chiffres En France métropolitaine, il y a environ 2 000

centrales hydroélectriques dont 435 sont exploitées par EDF.

Cela représente une puissance installée de 25,4 GW (dont 20 pour EDF).

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Barrage des Trois Gorges en Chine

Production : la centrale produira environ (en 2009) 84,7 TWh d'électricité par an (soit plus que l'ensemble du complexe hydroélectrique La Grande au Québec, Canada). La centrale a commencé sa production commerciale d'électricité en août 2003, avec 4 générateurs d'une puissance installée de 5 500 mégawatts.

Fourniture d'énergie hydroélectrique écologique : Le barrage fournit l'équivalent de 20 tranches de centrales nucléaires, de 50 millions de tonnes de charbon par an, ce qui fournit un argument d'écologie globale. En 2007, les Autorités chinoises affirmaient que la production électrique du barrage des Trois Gorges avait permis d’éviter l’émission de 191,3 millions de tonnes de CO2

Barrage : long de 2309 mètres et haut de 185 mètres

Réservoir : d'une superficie de 1084 km², le réservoir est étroit et s'étend jusqu'à Chongqing en amont; la navigation est assurée par une gigantesque écluse de 100 m.

Capacité de production : les 26 générateurs de la centrale auront une puissance installée de 18 200 mégawatts, soit 10% de la capacité installée en Chine (ou six fois la capacité des centrales hydroélectriques du Rhône).


Le nucléaire


Le nucléaireLa fission est un phénomène par lequel le noyau d'un atomese divise en de nombreuses particules plus légères.

Cette fission s'accompagne d'un dégagement d'énergie (chaleur) très important.

La chaleur obtenue chauffe un fluide (constitué principalement d'eau) qui produit de la vapeur , fait tourner une turbine qui entraîne un alternateur qui lui-même fabrique de l'électricité .

Pour la production d'électricité, on obtient la fission avec des atomes d'uraniumradioactif et de plutonium .



Centrale nucléaire (principe)Une centrale nucléaire est une centrale thermique qui utilise l'énergie fournie par un

réacteur nucléaire ( fonctionnant avec de l'uranium 235 ou du plutonium 239 ).C’est le coeurCe réacteur produit une grande quantité de chaleur qui est captée par de l'eau sous pression circulant dans le circuit primaire ( circuit fermé ).

Par l'intermédiaire du générateur de vapeur, l'eau sous pression du circuit primaire communique sa chaleur à l'eau d'un deuxième circuit fermé, le circuit secondaire. Il est ainsi possible d'obtenir de la vapeur à haute pression dans ce circuit secondaire.

La pression de cette vapeur fait tourner à grande vitesse une turbine qui entraîne elle-même un alternateur qui produit une tension alternative sinusoïdale. A la sortie de la turbine la vapeur est refroidie pour se transformer en eau, puis renvoyée dans le générateur de vapeur.

Le refroidissement de la vapeur issue de la turbine est confié àune tour de refroidissement ou un cours d'eau important. Les deux systèmes de refroidissement peuvent être utilisés simultanément. Les tours de refroidissement sont souvent surmontées d'un nuage résultant de la condensation de la vapeur d'eau. Ce nuage ne doit pas être confondu avec de la fumée.

Un réacteur nucléaire fournit une puissance électrique de l'ordre du millier de mégawatts ( 1 MW = 1 000 000 W ). Les réacteurs en service en France ont des puissances de 900 MW, 1300 MW et 1450 MW.


Les déchetsC'est un gros problème pour les centrales nucléaires car ils restent nocifs pendant très longtemps et doivent être stockés en respectant des normes de sécurité très strictes .

En France , on les classe ainsi :

- les déchets de haute activité (HAVL) et les déchets de moyenne activité et à vie longue (MAVL) : ce sont principalement les déchets issus du cœur du réacteur, hautement radioactifs ; et dont la radioactivité reste notable pendant des centaines de milliers, voire millions d'années !

- les déchets de faible et moyenne activité à vie courte (FMA-VC) : ce sont principalement les déchets technologiques (gants, combinaisons, outils, etc.) qui ontété contaminés pendant leur utilisation en centrale ou dans une installation du cycle. Leur nocivité ne dépasse pas 300 ans.

- les déchets de très faible activité (TFA) : ce sont principalement des matériaux contaminés provenant du démantèlement de sites nucléaires : ferraille, gravats, béton... Ils sont peu radioactifs mais ils sont plus importants que ceux des autres catégories en volume.


Pourcentage de production du nucléaire en 2010


Pourcentage de production du nucléaire en 2012

Que constatez-vous?

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Le solaire


Le solaire

On utilise l'énergie solaire en captant les rayons du soleil et en les transformant en électricité ou en utilisant leur chaleur. Il existe trois types d'énergie solaire :

Énergie solaire photovoltaïque :

Énergie solaire thermique :

Énergie solaire thermodynamique :


Énergie solaire photovoltaïque :Des panneaux solaires piègent les rayons du soleil qui sont ensuite transformés par des absorbeurs métalliques en électricité. Les énergies solaires servent à fournir de l'électricité dans les maisons.

Panneau solaire en refuge (Alpes)

Façade en panneaux solaires d'HLM dans le

quartier des Minguettes àVénissieux (Rhône)


• Énergie solaire thermique :Dans ce cas, les panneaux servent à capter de la chaleur pour fournir notamment de l'eau chaude.


• Énergie solaire thermodynamique :Ici les rayonnements du soleil chauffent de l'eau qui est ainsi transformée en vapeur. Cette vapeur fait tourner une turbine : l'énergie de la turbine en mouvement est transformée en énergie électrique.

centrale solaire à tour (Solar Two en Californie) Mr MALATY


En 2014 , centrale thermo solaire , d'une puissance de 850 MW , de " SES Solar One " à San Bernardino County en californie

http://www.rts.ch/info/sciences-tech/5211185-une-centrale-solaire-geante-entre-en-fonction-en-californie.html


En 2010 / 2013 , centrale thermo solaire de " BlytheSolar Plante " d'une puissance de 968 MW , founira 300 000 foyer , àBlythe

Teacher: M.Malaty & M.Morelhttp://www.youtube.com/watch?v=XnLD1eewb4I&hd=1


Un projet de tour solaire, appelé Projet de Buronga, prévu pour 2010, devrait être développé en Australie par la société Enviromission. La cheminée aurait 990

mètres de hauteur, 70 mètres de diamètre. La centrale fournirait 200 mégawatts de puissance électrique, de quoi approvisionner en électricité environ 200 000 logements. Il s'agit d'un des projets les plus ambitieux de la planète pour la

production d'énergie renouvelable sûre et propre : les centrales solaires existantesou en projet sont de l'ordre de 100 à 500 MW (centrales solaires photovoltaïque).

Le coût d'investissement serait d'environ 400 millions d'euros, ce qui implique un coût d'investissement de 2 €/W. Par comparaison, un système photovoltaïque en

2008 coutait environ le triple, tandis que la centrale solaire thermodynamique PS10(11 MW) a couté en 2008 3,2 €/W, soit 1,6 fois plus.

Le kilowatt-heure fourni resterait néanmoins toujours cinq fois plus cher que l'électricité au charbon, qui représente 95 % de la production en Australie.

Le projet reste donc non rentable au prix actuel des ressources fossiles, poussant les promoteurs du projet à prévoir d'autres sources de revenu annexes : visite

touristique, culture sous la serre...

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Présentation des différentes production d’électricité

http://www.canal-u.tv/video/universite_de_tous_les_savoirs/embed.1/quelles_sources_d_energie_d_ici_a_2050.1455?

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Transport et surveillance du Transport et surveillance du rrééseauseau

Le transport de l'énergie électrique en France est le

monopole de EDFEDF


Structure du rStructure du r ééseau en Franceseau en France

Remarque : pas de distribution du neutreRemarque : pas de distribution du neutre 13


Surveillance du rSurveillance du r ééseauseau

La variation de la demande est fonction

- des heuresdes heures de la journée ;

- des joursdes jours de la semaine ;

- de la tempde la temp éératurerature et donc des saisons ;

- d'un d'un éévvéénementnement ( nouvel an , etc. ) .

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Surveillance du rSurveillance du r ééseauseauvariation de la demandevariation de la demande

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Surveillance du rSurveillance du r ééseauseau

charbon

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DispatchingsDispatchings

- l'établissement des programmes de productionprogrammes de production

- le contrôle des ééchangeschanges avec d'autres fournisseurs ;

--surveillancesurveillance et commandeet commandede fonctionnement du réseau ;

--transmissiontransmission des ordres de démarrage ou d'arrêt des centrales ;

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Transformateur 20kV 230/400Retour


Sectionneur et transformateur

de mesure

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Distribution 230/400V

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Teacher: M.Malaty & M.MorelLigne 220kVRetour


Un transformateur de puissance dans un poste électrique

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