En tant que plus grande source d’énergie renouvelable, l’énergie hydroélectrique représente 22% de l’électricité mondiale et produit plus d’énergie que d’autres sources renouvelables comme systèmes d'énergie solaire , vent, sources géothermiques.
Ce sont les deuxièmes plus grandes centrales électriques après les centrales à combustible. La centrale hydroélectrique est construite pour produire de l'énergie électrique pour les charges de base ou de pointe et dans certains cas, elle supporte les deux charges.
Ces centrales fournissent une électricité fiable en raison de la grande variété de caractéristiques telles que la capacité de suivi de la charge, l'alimentation de pointe, un fonctionnement plus rapide dès le démarrage, etc.
Fonctionnement de la centrale hydroélectrique
L'hydroélectricité est produite à partir de l'eau qui coule des rivières ou de certaines constructions artificielles dans lesquelles l'eau est disponible ou stockée. Les centrales hydroélectriques comprennent le réservoir avec un barrage, une conduite forcée, une turbine, Générateur et les lignes de transmission.
Un barrage est construit près d'un lac ou d'une grande rivière pour stocker l'eau dans un réservoir. Le barrage retient l'eau et augmente la pression de l'eau au niveau du fond. Il est construit à des hauteurs plus élevées pour augmenter le débit.
fonctionnement de la centrale hydroélectrique
L'eau des réservoirs est transportée par des conduites forcées qui sont d'énormes tunnels pour transporter l'eau. Dans ces usines, la chute d'eau sert à faire tourner l'arbre du moteur.
Lorsque l'eau est acheminée depuis le réservoir à travers des tunnels sur les aubes de la turbine, la turbine commence à tourner dans le sens de la force de l'eau. Puisque cette turbine est couplée à l'arbre de l'alternateur, énergie électrique est produit par l'alternateur.
Ici, l'énergie cinétique de l'eau courante est convertie en électricité qui est ensuite transmise aux sous-stations via des lignes de transmission, comme indiqué sur la figure ci-dessus.
La quantité d'électricité dépend de deux facteurs qui sont
1. Tête d'eau
2. Débit d'eau de rejet de l'eau
La hauteur d'eau indique la distance entre la surface de l'eau et la surface de la turbine et cela dépend de l'eau disponible dans le réservoir et de la taille du réservoir. Si la hauteur de la tête est plus élevée, l'eau d'une plus grande hauteur tombe avec plus de force, ce qui augmente la rotation de la turbine.
Il en résulte plus de résultats en plus la production d'énergie. De même, si le taux de rejet de l'eau est plus élevé, une puissance élevée est générée car la quantité d'eau qui tombe est plus importante et le débit d'eau dépend des capacités des rivières telles que l'eau énorme ou plus d'eau s'écoulant dans les plus grandes rivières.
Pièces / composants de la centrale hydroélectrique
La construction d'une centrale hydroélectrique nécessite un coût initial élevé pour construire un barrage, des réservoirs et une centrale électrique. Mais une fois qu'il est démarré, il faut moins de frais d'entretien que les centrales à combustible.
Certaines des principales parties ou composants des centrales hydroélectriques sont décrites ci-dessous.
Endiguer :
Endiguer
Ce sont les structures construites sur les rivières pour arrêter l'écoulement de l'eau et pour stocker l'eau dans le réservoir. Le barrage recueille et stocke l'eau pendant la saison des pluies et permet un fonctionnement continu de l'usine même pendant les saisons estivales. Il soulève la tête de l'eau de sorte que la hauteur de chute d'eau augmente.
Portes d'admission ou de contrôle :
Ceux-ci sont utilisés pour libérer ou arrêter l'eau du barrage. L'eau du réservoir est libérée par ces portes vers l'unité de turbine. L'eau obtient du potentiel ainsi que des énergies cinétiques lorsqu'elle traverse les portes de contrôle.
La conduite forcée :
Conduites forcées
Il aide à augmenter la vitesse de l'eau à un taux plus élevé pour entraîner les turbines. Ce sont de longs tuyaux qui transportent l'eau du réservoir à la turbine.
Turbines à eau:
turbine à eau
L'énergie potentielle et cinétique de l'eau du réservoir alimenté par la turbine hydraulique est convertie en mouvement de rotation. Lorsque l'eau heurte les pales de turbine, elle commence à tourner dans le sens de la force nette de l'eau.
Différents types de turbines comprennent les turbines à roues Kaplan, Francis et Pelton. La turbine Francis est la turbine la plus couramment utilisée dans diverses centrales hydroélectriques. Le type de turbine dépend de la hauteur ou de la quantité d'eau et de la capacité de la production d'énergie électrique.
Générateurs:
Ceux-ci sont également appelés alternateurs où l'arbre du rotor est couplé à l'arbre de la turbine. Par conséquent, pendant que la turbine tourne, elle provoque faire tourner le générateur arbre. Cette rotation génère l'énergie électrique qui est ensuite transmise aux sous-stations via des lignes de transmission.
Types de centrales hydroélectriques
Les centrales hydroélectriques sont classées en trois types de base en fonction de leur mode de fonctionnement. Ces méthodes de génération sont des usines au fil de l'eau, de stockage et de pompage et sont brièvement expliquées ci-dessous.
Centrales hydroélectriques au fil de l'eau
Il est également appelé type d'usine de détournement. En cela, une partie de l'eau est détournée dans les canaux de la rivière. Ces types de plantes peuvent ne pas nécessiter de barrage pour le stockage de l'eau. La conception et l'apparence de ces centrales sont différentes des centrales hydroélectriques conventionnelles. Ceux-ci sont utilisés pour alimenter la charge de base.
Centrale hydroélectrique au fil de l'eau
Ces plantes utilisent un petit bassin d'eau appelé Forebay pour répondre aux charges immédiates pendant moins de périodes. Forebay régule le débit d'eau vers l'unité de turbine de sorte que la puissance nette générée varie également. Cela réduit le besoin de construire de grands réservoirs pour une hauteur de chute ou une poussée d'eau élevée, de sorte que le coût initial est réduit par rapport aux usines de stockage.
Centrales hydroélectriques de stockage
C'est le type de centrale hydroélectrique le plus courant qui nécessite un barrage pour stocker l'eau dans le réservoir. Dam facilite l'augmentation de la hauteur de la tête ainsi que la vitesse de l'eau.
Les conduites forcées transportent l'eau du barrage vers l'unité de turbine de sorte que la puissance produite dépend de l'approvisionnement en eau du réservoir. Ceux-ci sont utilisés comme base ainsi que comme centrales de pointe. La puissance nette produite est plus que le courant des centrales fluviales.
Installations de stockage par pompage
En cela, l'agencement pompe-turbine réversible et conduite forcée échange l'eau entre la tête (réservoir supérieur) et les réservoirs de queue. Dans le cas d'une faible consommation d'électricité, l'eau à la demande est pompée vers le bassin de fond vers le bassin de tête par des machines hydrauliques. Cela se fait en utilisant l'énergie produite par les centrales à combustible.
Usine de stockage pompée
Pendant les heures de pointe ou les charges, l'eau est rejetée du bassin principal vers le bassin arrière par des conduites forcées. L'efficacité énergétique de ces installations varie de 70 à 80%. En raison de la charge de pointe fournissant de l'énergie à un faible coût, les revenus sont augmentés.
Avantages des centrales hydroélectriques
• Faible coût opérationnel : Une fois le barrage construit, l'électricité est produite à un rythme constant car aucun combustible n'est nécessaire.
• Pas de pollution: une centrale hydroélectrique ne produit pas de déchets nocifs ni de gaz à effet de serre, ce qui réduit la pollution de l’atmosphère par rapport aux centrales thermiques et nucléaires.
• Puissance économique : l'énergie est produite avec de l'énergie renouvelable, donc aucun coût de carburant n'est requis lors de sa production. Cela rend le faible coût de l'électricité par rapport à la hausse des prix des combustibles fossiles.
• Stockage de l'eau: La construction de cette usine facilite également l’eau à des fins d’irrigation et réduit les inondations, les sécheresses en stockant l’eau. Ceci est très utile car il permet d'éviter le gaspillage inutile d'eau.
J'espère que vous avez bien compris les connaissances de base sur l'énergie hydroélectrique et son fonctionnement. En outre, toute question concernant les projets électriques et électroniques, veuillez écrire vos suggestions et commentaires sur cet article dans la section commentaires ci-dessous. Et répondez à cette question si vous êtes intéressé - En fonction de la capacité, comment les centrales hydroélectriques sont-elles classées?
Crédits photo:
Barrage sur la rivière par wikimedia
Penstocks par wikimedia
Construction de turbines à eau par snowyhydro
Plantes au fil de l'eau par wikimedia
Station de stockage pompé par T.V.A.
