Chaînes énergétiques des centrales électriques : thermique, nucléaire, hydraulique, éolienne
3ème · Physique-Chimie 3ème
À retenir
• Dans la grande majorité des centrales électriques industrielles, le principe de fonctionnement repose sur la même chaîne de conversion : Source d'énergie primaire TURBINE ALTERNATEUR Réseau électrique • Spécificités des grandes filières de production : - Centrale thermique à flamme (charbon, gaz) : Énergie chimique du combustible combustion vapeur d'eau sous pression turbine alternateur. - Centrale nucléaire : Énergie nucléaire (fission de l'uranium) réacteur vapeur d'eau sous haute pression turbine alternateur. - Centrale hydroélectrique : Énergie potentielle de pesanteur de l'eau retenue énergie cinétique de l'eau en chute turbine hydraulique alternateur. - Centrale éolienne : Énergie cinétique du vent pales (faisant office de turbine) multiplicateur alternateur. • Seule exception notable : les panneaux solaires photovoltaïques, qui convertissent directement l'énergie lumineuse en électricité continue sans pièce mobile ni alternateur.
Le cours
Chaînes énergétiques des centrales électriques : thermique, nucléaire, hydraulique, éolienne • Dans la grande majorité des centrales électriques industrielles, le principe de fonctionnement repose sur la même chaîne de conversion : Source d'énergie primaire TURBINE ALTERNATEUR Réseau électrique • Spécificités des grandes filières de production : - Centrale thermique à flamme (charbon, gaz) : Énergie chimique du combustible combustion vapeur d'eau sous pression turbine alternateur. - Centrale nucléaire : Énergie nucléaire (fission de l'uranium) réacteur vapeur d'eau sous haute pression turbine alternateur. - Centrale hydroélectrique : Énergie potentielle de pesanteur de l'eau retenue énergie cinétique de l'eau en chute turbine hydraulique alternateur. - Centrale éolienne : Énergie cinétique du vent pales (faisant office de turbine) multiplicateur alternateur. • Seule exception notable : les panneaux solaires photovoltaïques, qui convertissent directement l'énergie lumineuse en électricité continue sans pièce mobile ni alternateur. Astuce et méthode clé Pour modéliser une centrale : dessine les réservoirs d'énergie (combustible, eau en hauteur, vent) dans des ovales et les convertisseurs (turbine, alternateur) dans des rectangles, reliés par des flèches qui représentent les transferts d'énergie. Piège classique à éviter Ne confonds pas la turbine et l'alternateur : la turbine transforme l'énergie d'un fluide en mouvement mécanique de rotation ; l'alternateur transforme cette rotation mécanique en électricité.
Dans ce chapitre
- Sources d'énergie renouvelables et non renouvelables de 5ème
- Tension électrique continue fournie par les piles de 4ème
- La puissance électrique et ses unités de 3ème
- Découverte de l'induction électromagnétique : aimant en mouvement et bobine de cuivre
- Constitution fondamentale d'un alternateur : rotor (aimant) et stator (bobine fixe)
- Caractéristique de la tension produite par un alternateur : tension alternative périodique
- Représentation temporelle d'une tension alternative sinusoïdale sur un oscilloscope
- Période T d'une tension alternative : définition, mesure sur graphique et unité seconde (s)
- Fréquence f d'un signal périodique : relation f = 1 / T et unité le Hertz (Hz)
- Tension maximale Umax et tension efficace Ueff d'une tension sinusoïdale
- Caractéristiques de la tension du secteur en France (230 V efficaces, 50 Hz)
- Chaînes énergétiques des centrales électriques : thermique, nucléaire, hydraulique, éolienne
- Rendement d'une chaîne énergétique et pertes inévitables sous forme thermique
- Bilan : Synthèse et méthode sur la production d'électricité et les tensions alternatives