l`énergie

C’est un dispositif autonome qui transforme de l’énergie fossile
(diesel – essence) en électricité.
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Caractéristiques d’un groupe Electrogène
Sa puissance est exprimée en KVA (kilo volt ampère).
Son poids est de quelques kilos à plusieurs tonnes.
Sa consommation de carburant est en l/h
Le rendement d'un moteur classique thermique est de
l'ordre de 25 à 30%. Celui d’un moteur électrique est
proche de 95%.
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Hydroélectricité
Réservoir ou prise d’eau
Conduite
forcée
Hauteur de chute: H (m)
Débit Q
m3/sec
Turbine
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SHEM 1923 Groupe Suez
EDT-Marama Nui 2007 Groupe Suez
L’énergie hydroélectrique : une technologie FIABLE et PUISSANTE plus que centenaire
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L’hydroélectricité
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L’hydroélectricité
Roue d’une turbine de type Pelton
adaptée pour les Hautes Chutes
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Quatre notions essentielles à retenir pour les
éoliennes :
1) La puissance fournie est proportionnelle au cube
de la vitesse du vent. Si le vent moyen double, la
production, elle, est multipliée par huit.
2) Une éolienne ne commence à produire de
l’électricité qu’avec des vents supérieurs à 4 m/s :
c’est la vitesse ‘cut-in’.
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3) Les constructeurs donnent la puissance de leur éolienne à un
vent moyen de 12 m/s. A 4 m/s, la puissance fournie est en
général 10 fois moindre. Une éolienne de 1000 kW fournira
ainsi seulement 100 kW à 4 m/s
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Statistiques du vent et du temps
Aéroport de Faa’a/Tahiti
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Exemples d’éoliennes
P nominale de
1.5 MW mais en
réalité P moyen
courant = 300
kW (1/5) 11 /
ENR – Eolienne pour la Polynésie
De petite taille, rabattable,
adaptée aux conditions locales
275 kW Vergnet pour une P
moyenne d’environ 50 kW
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Eolienne PGE 35 kW hauteur 36m, diamètre 20 m
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Données générales
Surface balayée : 804.247 m²
Densité de puis. : 2.92453 m²/kW
Nombre de pales : 2
Masses
Nacelle : 4 tonnes
Mât : 9 tonnes
Rotor : tonnes
Total : 21 tonnes
Rotor
Vitesse minimale de rotation : 31
tours/minute
Vitesse maximale de rotation : 46
tours/minute
Vitesse minimale de vent : 4 m/s
Vitesse nomimale de vent : 12.5 m/s
Vitesse maximale de vent : 25 m/s
Fabricant : Aerocomposit Occitane
Eolienne
Vergnet GEV MP 275
Boîte de vitesse
Boîte de vitesse : oui
Nombre de rapports : 2
Ratio : 1:32.5
Fabricant : Bonfiglioli - CMD
Génératrice
Nombre : 1
Vitesse maximale : 1500 tours/minute
Tension de sortie : 400 V
Fabricant : Leroy Somer
Mât
Hauteur minimale : 55 m
Hauteur maximale : 60 m
Fabricant : Petit Jean
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Comparatif entre une hydrolienne et une éolienne
Une hydrolienne coûte 4 fois plus cher qu’une éolienne de
même puissance mais elle aura un meilleur rendement qu’une
éolienne, même si le courant qui la traverse est beaucoup plus
lent que les vents traversant une éolienne.
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Une ENR plus chère que les précédentes.
Avantages :
• facile d’installation,
• peu de maintenance
Inconvénients :
• le coût (encore) très élevé,
• le caractère intermittent (production de jour
seulement) et aléatoire de la production (nuages)
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Une cellule photovoltaïque est un composant électronique
qui, exposé à la lumière (photons), génère une tension
électrique (volt) (cet effet est appelé l'effet
photovoltaïque).
Principe de fonctionnement
Le silicium est actuellement le matériau le plus utilisé
pour fabriquer les cellules photovoltaïques disponibles à
un niveau industriel.
Fabrication
La pierre de silice est à la base de la
production de cellules photovoltaïques.
La silice est un composé chimique
(SiO2.). Le silicium (Si) est un élément de
la famille des cristallogènes.
C'est l'élément le plus abondant sur la Terre après l'oxygène
(27,6%). Il n'existe pas à l'état libre mais sous forme de
dioxyde :
- la silice (dans le sable, le quartz, la cristobalite, ...)
- les silicates (dans les feldspath, la kaolinite, …)
Fabrication
Procédé d’extraction : Divers traitements du sable
permettent de purifier le silicium qui est alors chauffé et
réduit dans un four. Le produit obtenu est un silicium dit
métallurgique, pur à 98% seulement.
Ce silicium est ensuite purifié chimiquement et aboutit au
silicium de qualité électronique
(pur à 99.999999% exactement)
qui se présente sous forme liquide.
Par la suite, ce silicium pur va être
enrichi en phosphore (qui
deviendra la «partie N») ou en
bore (qui deviendra la «partie P»)
afin de pouvoir le transformer en
semi-conducteur.
Fabrication
La production des cellules photovoltaïques nécessite de
l'énergie, et on estime qu'une cellule photovoltaïque doit
fonctionner environ 2 à 3 ans suivant sa technologie pour
produire l'énergie qui a été nécessaire à sa fabrication.
Fabrication
Silicium polycristallin Silicium monocristallin Silicium amorphe
Le rendement d’un panneau solaire s’exprime en pourcentage.
Il indique le taux de transformation de la puissance solaire en
puissance électrique. Il est compris entre 7% et 16%.
Fabrication
Panneaux
solaires
Energie
solaire
Régulateur
Energie
électrique
Site isolé
Energie
électrique
Plomb-acide
Cadmium-Nickel
Cette batterie pourrait être par exemple
une pile à combustible.
Constitution d’un système PV Isolé
Batterie
(stockage)
Photovoltaïque : Production aléatoire
des variations de puissance de plus de 80%
Installation photovoltaïque
de EDT Puurai : 60 kWc
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entdugroupe-03sept.2005
35kW
E
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G
roupeP
45
PPanneauxsolaires
Pdéchargebatteries
30kW
P_groupe
Préseau
25kW
15kW
10kW
5kW
heure
22:00
23:00
20:00
21:00
18:00
19:00
16:00
17:00
14:00
15:00
12:00
13:00
9:00
10:00
11:00
7:00
8:00
5:00
6:00
4:00
2:00
3:00
kW
0:00
1:00
Puissance(kW)
20kW
Le coprah carburant ou l’huile de coco.
Son fonctionnement dans des moteurs est prouvé, mais
- il reste coûteux par rapport à du gasoil,
- Il n’existe pas suffisamment de
ressources : toute la production
de Polynésie Française ne suffirait
pas à satisfaire les besoins
en électricité de l’île de Moorea,
10 fois moindre que Tahiti.
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•Centrale de Tagabe (UNELCO VANUATU, île de EFATE)
•Mélange à 20%, d’huile de coprah avec du gasoil
•Deux groupes électrogènes de base à Moteur M.A.N de 4MW unitaire
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OTEC Cycle fermé
26°C
Eau de mer
froide
Eau de mer
chaude
5°C
Turbogénérateur
Evaporateur
Vapeur (NH3)
Condenseur
21°C - 7 bars
23°C
9°C
Liquide (NH3)
11°C - 5 bars
Pompe d'alimentation
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Hydrolienne MCT de 2 x 600 kW
Hydrolienne Sabella 30 kW de 3m
de diamètre
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Hydrolienne : projet HAO
Principe d’un catamaran tuyère de
9m de largeur et 20 m de
longueur
• Puissance de 50 kW
• Rendement de 15 %
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Générateur électrochimique
d'énergie permettant de
transformer directement
l'énergie chimique d'un
combustible (hydrogène,
hydrocarbures, alcools,...)
en énergie électrique sans
passer par l'énergie
thermique.
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Le rendement
Le rendement d'une pile à combustible varie
selon le type de pile et peut être supérieur à
50%. A titre de comparaison, le rendement
d'un moteur à combustion interne est en
moyenne de 15%. De plus, l'énergie non
convertie en énergie électrique est émise
sous forme de vapeur d'eau (donc de
chaleur) qui est utilisée à des fins de
cogénération: chauffage, eau chaude...
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Un nouveau prototype de scooter, doté d'une pile à combustible à
hydrogène, a été présenté récemment au Royaume-Uni : il s'agit
du Suzuki Burgman Fuel Cell zéro émission.
Il est rechargé en quelques minutes et affiche une autonomie de
350 km.
Ce scooter s'inscrit dans un programme d'expérimentation cette
année au Royaume Uni. Il pourra ainsi être testé en conditions
réelles sur les routes britanniques.
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• Une centrale nucléaire est avant tout une centrale
thermique.
• Transformer une énergie calorifique (chaleur) libérée par
le combustible (uranium enrichi) en énergie mécanique
(mise en mouvement d'une turbine), puis en énergie
électrique (grâce à un alternateur).
L’ énergie nucléaire
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Dans le domaine de l'énergie, le terme de biomasse regroupe
l'ensemble des matières organiques pouvant devenir des sources
d'énergie. L’énergie peut être utilisée soit directement (bois énergie) soit
après une méthanisation de la matière organique (biogaz) ou de
nouvelles transformations chimiques (biocarburant). Elles peuvent
aussi être utilisées pour le compostage
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Le bilan carbone de cette technologie est globalement
neutre : la production énergétique rejette autant de CO2
dans l’atmosphère que
les végétaux en ont absorbé
durant leur croissance.
L’énergie que l’on tire de la
biomasse est considérée comme une énergie
renouvelable et soutenable tant que l’on ne
surexploite pas cette ressource.
L’homme utilise la biomasse depuis qu’il sait utiliser le feu.
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Le solaire thermodynamique utilise le soleil en concentrant
ses rayons. Il désigne la production d'électricité réalisée
grâce à des cycles thermodynamiques (chaudières à gaz, à
vapeur, à cycles combinés).
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Les miroirs sont concentrés sur des tubes où un liquide
caloporteur est porté à haute température. Ce liquide
caloporteur envoyé dans une chaudière transforme de
l'eau en vapeur. La vapeur fait tourner des turbines qui
entrainent des alternateurs produisant de l'électricité.
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Les installations de centrales thermodynamiques
dans le monde
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Alba Nova 1, en Corse en France (12MW)
Solar 3, à Alméria en Espagne (15 MW)
La Cassacia, à proximité de Rome (20 MW)
Andasol I Aldeire près de Grenade en Espagne (50 MW)
Sanlucar la Major à proximité de Séville en Espagne (302 MW) ; dont 11 MW mis en
service en 2007
Victorville en Californie (500 MW)
à proximité de Los Angeles dans le désert de Mojave (500 MW)
Phoenix en Arizona (300 MW)
Abou Dhabi (500 MW)
Beni Mathar, Oujda, Maroc ( 470 MW )
Désertec, projet visant à produire une grande partie de l'électricité des pays d'Afrique du
nord et du moyen Orient et 50 % de la consommation électrique de l'Europe avant 2050
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Energie humaine
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