Production de l’énergie Electrique

(Convertisseurs statiques) Production de l’énergie Energies Primaires : Thermique (Uranium, Charbon, Gaz) Chaleur Hydraulique ( Barrage: Epotentielle = mgh) Eolienne Solaire, Chimique Energie mécanique (Alternateur) Energie électrique (Convertisseurs statiques) ENERGIE ELECTRIQUE

Un système de production électrique est constitué : - d'une turbine ( production d'énergie mécanique ) - d'un alternateur ( transformation de l'énergie mécanique en énergie électrique ) 3

Le moyen d'entraîner la turbine peut se faire par : Production Le moyen d'entraîner la turbine peut se faire par : - l'eau ( centrale hydraulique ) ; - la vapeur ( centrale thermique ) 4

Les centrales thermiques les centrales thermiques classiques : (Elles utilisent principalement le charbon, le gaz, le fioul) les centrales nucléaires : Elles utilisent la fission nucléaire de l'uranium 235 . 9

Autres moyens de production énergie éolienne énergie solaire groupe électrogène Énergie marémotrice 11

production d’énergie électrique Les principaux modes de production d’énergie électrique sont : les centrales thermiques : à flamme (62,5% de la production mondiale) nucléaire (17,5% de la production mondiale) les énergies renouvelables : les centrales hydrauliques, solaire, géothermique, éolienne, hydrolienne… (20% de la production mondiale)

production d’énergie électrique II-Les centrales thermiques 1-Les centrales thermiques à flamme a-Présentation et principe de fonctionnement : ●Dans les centrales thermiques à flamme, de l’énergie fossile est convertie en énergie électrique. ●Les différents types d’énergie fossile utilisées sont : -le charbon -le pétrole -le gaz

production d’énergie électrique II-Les centrales thermiques 2-Les centrales thermiques nucléaires a-Présentation et principe de fonctionnement : ● Dans les centrales nucléaires, de l’énergie fossile est convertie en énergie électrique. ● Les différents types d’énergie fossile utilisées sont l’ uranium et le plutonium .

production d’énergie électrique Centrale au charbon Les centrales au charbon sont tributaires d’un accès au combustible avantageux au plan logistique et émettent de très grandes quantités de CO2 Etat de la technologie et développement futur Les centrales thermiques au charbon utilisent la chaleur générée par la combustion du charbon réduit en poussière pour produire de l’électricité via des turbines à vapeur. En règle générale, les nouvelles constructions sont composées d’importantes unités d’une puissance de 600 à 1200 MW. Les centrales au charbon modernes offrent un taux de rendement de 45%, des taux plus élevés (jusqu’à 50%) sont envisageables.

production d’énergie électrique Centrale au charbon Le charbon a été le combustible quasi unique de la révolution industrielle du I9 ème siècle avec le développement du moteur à vapeur et l’accroissement des besoins de l’industrie sidérurgique. Depuis, le pétrole puis le nucléaire et le gaz sont venus compléter l’arsenal énergétique disponible et, aujourd’hui le charbon ne représente plus que 25 % de l’approvisionnement en énergie primaire de la planète La production de charbon mondiale est de 3,5 milliards de tonnes. 50% du charbon produit sert à la production d’électricité, 16 % à la sidérurgie, 5 % aux cimenteries. Le solde, 29 %, au chauffage et aux autres industries, dont la carbochimie.

production d’énergie électrique Centrale au charbon Les réserves sont considérables, de l‘ordre de 1000 milliards de tonnes, soit 150 (250) ans de consommation au rythme actuel, mais leur exploitation future pourrait être fortement concurrencée par l’existence d’autres sources d ‘énergie moins gourmandes en main d’œuvre et donc peut être moins onéreuses à terme, ainsi que par les limites imposées aux émissions de gaz à effet de serre.

production d’énergie électrique Centrale au charbon Il reste que le charbon demeure irremplaçable pour certaines de ses applications, pour la réduction du minerai de fer en haut-fourneaux ou la carbochimie par exemple. Le charbon reste le premier producteur d’électricité malgré le handicap constitué par une teneur en hydrogène de 4 % inférieure à celui des produits pétroliers, qui a pour conséquence une émission de CO2 plus importante pour un même pouvoir calorifique. Des solutions existent, et sont progressivement mise en œuvre, pour réduire de façon très significative les rejets polluants.

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production d’énergie électrique Centrale au charbon Les plus grands bassins sont les suivants en ordre d’importance décroissant : Bassin de Russie , du Kazakhstan et de Sibérie Bassin de l’Ouest Américain et du Canada Plateforme chinoise et Mongolie Bassin Nord Européen Charbon du Gondwana , d’Australie, du sud de l’Inde, de l’Afrique et du Brésil Bassins de Colombie – Vénézuela et du Chili.

production d’énergie électrique Centrale au charbon Unité = million tonnes   Charbon Lignite Total Réserves (source IEA 2000) Amérique du Nord 116707 139770 256477 Amérique du sud et centrale 7839 13735 21574 Europe centrale 41664 80368 122032 Ex URSS 97476 132702 230178 Moyen Orient 193 Afrique 61162 250 61412 Australie 47300 43100 90400 Chine 62200 52300 114500 Autres Asie Pacifique 74950 12495 87445 Total Monde t. métriques brutes 509491 474720 984211 Ressources tonnes métriques brutes 5508118 1160000 6668118 Ratio réserves/ressources 9% 41% 15% Contrairement aux ressources on constate que ces réserves sont équitablement réparties géographiquement à l’exception notable du Moyen Orient qui, il est vrai, dispose d’autres ressources !

production d’énergie électrique Centrale au charbon PRODUCTION   En 1999 la production mondiale de charbon s’est élevée à 4345 Mt (2146 Mtep), dont 879 Mt de lignite, 520 Mt de charbon industriel et 2946 Mt de charbon vapeur. Après avoir cru régulièrement depuis le début du siècle, la production semble être passée par un maximum de 4765 Mt en 1989 pour se stabiliser, aux aléas de la croissance près, depuis.. Cette décroissance relative affecte surtout l’Europe (coûts excessifs), la Chine (restructuration) et l’ex URSS (demande moindre et dénationalisation) la production des autres pays du monde continuant à croître

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production d’énergie électrique Centrale au charbon LES CENTRALES THERMIQUES A CHARBON   Les centrales charbon ont réalisé une production mondiale de 4000 TWh et cette production devrait croître parallèlement à l’augmentation du PIB mondial à la concurrence près des autres énergies primaires. La grande majorité des centrales utilisent le procédé d’injection de charbon pulvérisé (PCI), dans lequel le charbon est broyé, puis séché dans un courant d’air à 100° avant d’être injecté dans le foyer. L’investissement est typiquement de 1500 $ par KW, mais il varie suivant les pays (800 à 1000$/KW en Chine), et peut atteindre 1800 $ pour les centrales les plus modernes dotées de moyens d’épuration des rejets gazeux les plus efficaces.

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