Production d'électricité

Sources et méthodes de production d'électricité

L'énergie électrique peut être générée par de multiples sources différentes, telles que le pétrole, le gaz, l'énergie nucléaire ou l'énergie solaire. Certaines de ces sources sont des matières premières, d'autres sont d'autres formes d'énergie qui sont ensuite converties en énergie électrique. Nous allons maintenant nous intéresser aux différentes formes de production d'électricité. Sur Terre, les méthodes de production d'électricité se répartissent en deux catégories principales, et tu as peut-être déjà entendu ces termes. Une catégorie est renouvelable et l'autre est non renouvelable, et les deux catégories ont une série de sources ou de méthodes de production.

Exemples de sources renouvelables de production d'électricité

Une source d'énergie renouvelable est une source d'énergie qui peut se reconstituer au fil du temps, au fur et à mesure de son utilisation. Il existe quatre grands types de sources d'énergie renouvelable que tu dois connaître, et ils sont tous abordés ci-dessous. Il faut également faire la distinction entre les sources d'énergie renouvelables et les sources d'énergie propres. Ce n'est pas parce qu'une source d'énergie est renouvelable qu'il s'agit nécessairement d'une énergie propre.

L'énergie éolienne

L'électricité peut être produite par l'énergie éolienne grâce à l'utilisation de turbines éoliennes. Les turbines sont mises en rotation par le vent, qui résulte des courants de convection dans l'atmosphère. Le mouvement du vent pousse les pales de l'éolienne, où la rotation des pales est reliée à un système d'engrenages qui est relié à un générateur. Ce générateur est la partie de l'éolienne qui produit de l'électricité. L'énergie éolienne est une forme propre de production d'électricité. Cette méthode convertit essentiellement l'énergie cinétique de l'air en énergie cinétique des pales qui est finalement convertie en énergie électrique.

Fig. 1 : Une paire d'éoliennes qui utilisent l'énergie cinétique du vent pour produire de l'électricité.

Eau Énergie

L'électricité générée par l'eau se présente sous plusieurs formes, principalement parce qu'il existe plusieurs façons de convertir l'énergie cinétique en électricité par l'intermédiaire d'un générateur. Les trois formes de production d'électricité par l'énergie de l'eau sont l'énergie des vagues, l'énergie marémotrice et l'énergie hydroélectrique. Toute production d'électricité qui utilise l'eau est une forme propre de production d'électricité.

• L'énergie houlomotrice génère de l'électricité grâce au mouvement de montée et de descente des vagues à la surface de l'océan. Ce mouvement de haut en bas est une forme d'énergie cinétique, et est utilisé par les bouées ou les pontons pour produire de l'électricité grâce au mouvement cinétique.

• L'énergie marémotrice génère de l'électricité à partir des quantités extrêmement importantes d'eau qui entrent et sortent de l'embouchure d'une rivière pendant les marées hautes et basses. Pour exploiter cette électricité, une structure appelée barrage marémoteur est construite en travers d'un estuaire, qui force l'eau entre de petites brèches pour utiliser l'énergie cinétique d'un mouvement de marée. Ces interstices du barrage marémoteur contiennent des générateurs électriques et produisent ainsi de l'électricité.

• Enfin, l'énergie hydroélectrique consiste à construire un grand barrage pour bloquer l'eau en hauteur. Les barrages hydroélectriques tirent parti de l'énergie potentielle gravitationnelle de l'eau qui est bloquée. Cette eau est poussée à travers un générateur, qui produit également de l'électricité.

L'énergie solaire

L'électricité produite par l'énergie solaire est causée directement par la lumière du soleil sur les cellules solaires, ou cellules photovoltaïques. Les cellules photovoltaïques convertissent l'énergie des ondes lumineuses en énergie électrique. L'énergie solaire est une source renouvelable, ce qui signifie que nous pouvons continuer à produire de l'électricité tant que le soleil brille. C'est également une source d'électricité propre.

Fig. 2 : Une ferme solaire typique.

Biocarburant

La dernière source d'électricité renouvelable dont nous devons parler est le biocarburant. Pour produire de l'électricité, il faut brûler des matières biologiques telles que des troncs d'arbres. La combustion du biocarburant reste cependant un processus sale, contrairement aux trois autres sources d'énergie dont nous avons parlé plus haut.

Le terme biocarburant est utilisé comme un fourre-tout pour toute méthode de production d'énergie dont la source de carburant est une matière biologique. Par conséquent, le biocarburant peut être utilisé pour le transport ainsi que pour produire de l'électricité dans une centrale électrique et cette électricité peut être exportée vers le réseau.

Exemples de sources non renouvelables de production d'électricité

Une source d'énergie non renouvelable est une source de carburant qui s'épuise avec le temps. Non renouvelable est devenu synonyme de pollution à grande échelle, mais ce n'est pas toujours le cas. Par exemple, l'électricité produite par l'énergie nucléaire n'émet pas d'émissions nocives. Tu dois savoir faire la différence entre les sources non renouvelables et les sources qui polluent l'atmosphère, comme nous l'avons indiqué plus haut.

Les combustibles fossiles

De multiples combustibles entrent dans la définition des combustibles fossiles, les principales sources étant le charbon, le pétrole et le gaz naturel. Ces sources de combustibles sont les sous-produits d'organismes qui ont vécu et sont morts il y a plusieurs centaines de milliers d'années. Elles contiennent une réserve d'énergie chimique qui, une fois brûlée, se transforme en énergie thermique. Le principal sous-produit de ce processus de combustion est le dioxyde de carbone, qui est un polluant atmosphérique, on peut donc dire que la combustion des combustibles fossiles est un processus sale .

Les combustibles fossiles ne sont plus aussi répandus pour la production d'électricité qu'ils l'étaient autrefois. Ils sont plus couramment utilisés pour alimenter les véhicules (sous forme d'essence) et pour chauffer les maisons (principalement sous forme de gaz naturel), bien que nous sachions qu'il est également possible de le faire avec de l'électricité.

L'énergie nucléaire

L'électricité produite à partir de combustible nucléaire est à la fois propre et non renouvelable. Nous savons qu'elle n'est pas renouvelable parce que nous devons extraire le combustible et qu'il n'y en a qu'une quantité limitée. Les sources de combustible nucléaire sont très propres en termes d'émissions de carbone et d'autres polluants atmosphériques. Ces réactions nucléaires génèrent de l'énergie thermique, qui est utilisée pour créer de la vapeur à partir de l'eau et entraîner une turbine, et enfin produire de l'électricité.

Production d'électricité : transmission et distribution

Nous avons discuté de plusieurs façons de produire de l'électricité, mais comment l'électricité arrive-t-elle jusqu'à ta maison ? C'est le réseau national qui entre en jeu. Le réseau national est un immense réseau de câbles et d'infrastructures électriques qui traverse toute la Grande-Bretagne dans le seul but d'acheminer l'électricité des producteurs d'énergie jusqu'à tes maisons pour que tu puisses faire tes devoirs ou regarder la télévision.

Fig. 3 : Carte des lignes électriques du réseau national britannique.

La carte ci-dessus te montre une carte du réseau national britannique avec l'emplacement approximatif des principales lignes électriques du pays. L'électricité est envoyée par ces câbles aériens à 400 000 volts, 275 000 volts ou 132 000 volts, alors que la tension de l'électricité domestique est généralement de 230 volts. Outre les câbles électriques, les réseaux de distribution électrique sont également constitués de transformateurs et de stations de production d'électricité, ou centrales électriques.