Les sources d`énergies électriques

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Date : .......................
Les sources
d’énergies électriques
Nom : ....................
Réf. : Réal009
Savoir visé :
S1 : Distribution de l’énergie électrique.
 Production.
Mise en situation :
Mr Dupond s’est fait conseiller par son voisin pour installé un nouveau système
permettant d’alimenter différents appareils de la maison pour économiser
l’énergie.
De ce fait, Mr Dupond vous demande de le conseiller sur les différents moyens
de production de l’énergie.
Problème posé :
Vous devrez expliquer à Mr Dupond tous les moyens de production d’énergie,
lui faire part des avantages et inconvénients.
Objectif : Vous devrez être capable d’énoncer les différents principes de
fonctionnement pour tous ces moyens de production.
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Les sources
d’énergies électriques
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Réf. : Réal009
Les différentes énergies
La consommation annuelle d’électricité d’un ménage moyen (hors chauffage, eau
chaude et cuisson) est d’environ 3 000 kWh
La France compte environ 63 213 894 habitants, ce qui demande une très forte
demande en énergie électrique.
Nous allons donc voir les différentes sources d’énergie électrique qui fonctionnent
tous à partir de déplacement d’électrons. La seule différence qu’il existe entre ces
sources sont les énergies utilisées, renouvelables ou pas.
On retrouve :
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2  ……………………………………………………………….
3  ……………………………………………………………….
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5  ……………………………………………………………….
6  ……………………………………………………………….
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1- Les centrales thermiques nucléaires
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Les sources
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Réf. : Réal009
Une centrale nucléaire est une centrale thermique qui utilise l'énergie fournie par un
réacteur nucléaire (fonctionnant avec de …………….. ou du …………………). Ce
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 à une tour de
refroidissement et/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.
2- Les centrales thermiques à flamme
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Réf. : Réal009
Une centrale thermique à flamme utilise l'énergie fournie par la combustion d'un
combustible (charbon, pétrole, gaz naturel, gaz issus de hauts-fourneaux). Cette
combustion a lieu dans une chaudière.
La combustion dégage une grande quantité de chaleur utilisée pour chauffer de l'eau
dans la chaudière (ou générateur de vapeur). On dispose alors de vapeur d'eau sous
pression.
Cette vapeur sous pression 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
la chaudière.
Le refroidissement de la vapeur issue de la turbine est confié à une réserve d'eau
(cours d'eau) ou plus rarement à une tour de refroidissement analogue à celle d'une
centrale nucléaire.
Une centrale thermique à flamme fournit une puissance électrique de l'ordre de
quelques centaines de mégawatts (1 MW = 1 000 000 W). Les centrales en service
en France ont des puissances variant de 100 MW à 700 MW.
3- Les éoliennes
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Réf. : Réal009
Reprenant le principe de fonctionnement des moulins à vent, les éoliennes
constituent actuellement un mode de production d'énergie électrique en plein
développement. L'avantage le plus évident de ce type de centrale électrique est
évidemment le caractère inépuisable de l'énergie qu'elle utilise. On parle alors de
ressource renouvelable. Plusieurs types d'éoliennes existent, cependant, la tendance
actuelle est à la construction d'éoliennes de taille moyenne regroupées en un même
lieu.
Une éolienne de taille moyenne comporte en général une hélice à trois pales reliée à
un rotor. L'ensemble atteint généralement 30 mètres de diamètre. Les pales peuvent
être orientées en direction du vent.
Le rotor est relié à un multiplicateur (un système d'engrenages) destiné à augmenter
la vitesse de rotation. L’alternateur demande en effet une vitesse de rotation élevée
pour fonctionner.
Le multiplicateur entraîne un alternateur qui génère une tension alternative
sinusoïdale.
Une éolienne standard fournit une puissance électrique de l'ordre de la dizaine de
kilowatts (1 kilowatt = 1 000 watts). Pour obtenir une puissance satisfaisante et
réellement utilisable, un très grand nombre d'éoliennes sont regroupées sur le même
site.
Si les éoliennes constituent évidemment un moyen de production d'électricité très
"écologique" puisque non polluant et renouvelable, il reste que ces installations sont
très imposantes, et très coûteuses à la construction.
4- La centrale géothermique
Le principe consiste à extraire l’énergie géothermique contenue dans le sol pour
l’utiliser sous forme de chauffage ou pour la transformer en électricité. Il existe un
flux géothermique naturel à la surface du globe, mais il est si faible qu'il ne peut être
directement capté. En réalité on exploite la chaleur accumulée, stockée dans
certaines parties du sous-sol (nappes d'eau).
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