Moyens traditionnels et alternatifs de produire de l'électricité

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27

Actuellement, l'humanité utilise tous les moyens possibles pour générer de l'électricité. Il est difficile de surestimer l'importance de cette ressource. Et sa consommation augmente chaque jour. Pour cette raison, de plus en plus d'attention est accordée aux méthodes non traditionnelles de production d'électricité. Dans le même temps, ces sources, à ce stade de développement, ne peuvent pas pleinement satisfaire les besoins de la population mondiale. Cet article passe brièvement en revue les principaux moyens traditionnels et alternatifs de produire de l'électricité.

Obtenir de l'électricité à partir de centrales thermiques

Cette méthode de production d'électricité est la plus courante. Par exemple, en Fédération de Russie, les sources de chaleur représentent près de 80% de la production totale de la ressource nécessaire. Les années passentles écologistes crient déjà pratiquement sur l'impact négatif de telles structures d'ingénierie sur l'environnement et la santé humaine, mais les stations construites au milieu du siècle dernier (ou même pré-révolutionnaires) continuent d'alimenter en électricité les villes peuplées et les grandes entreprises industrielles.

Les sources de chaleur sont des méthodes traditionnelles de production d'électricité. Et maintenant, depuis trois ou quatre décennies, ils occupent une position de leader dans le classement en termes de production. Et ce, malgré le développement rapide de méthodes alternatives de production d'électricité.

Parmi tous les projets d'ingénierie, on distingue un type particulier de structure. Il s'agit de centrales de production combinée de chaleur et d'électricité, dont la fonction supplémentaire est d'approvisionner en chaleur les maisons et les appartements des citoyens. Selon les experts, l'efficacité de ces centrales électriques est extrêmement faible et le transfert de la ressource générée sur de longues distances est associé à des pertes importantes.

La génération d'énergie s'effectue comme suit. Un combustible solide, liquide ou gazeux est brûlé, chauffant l'eau de la chaudière à des températures importantes. La force de la vapeur entraîne les aubes de la turbine, ce qui fait tourner le rotor du turbogénérateur et génère de l'électricité.

Les centrales hydroélectriques sont un moyen prometteur de produire de l'électricité

La construction de structures d'ingénierie complexes conçues pour convertir l'énergie de l'eau en électricité a commencé dans l'Empire russe. De nombreuses années se sont écoulées depuis lors, et cette source est toujours active.utilisé. Pendant les années d'industrialisation de l'URSS (années 1930), des centrales hydroélectriques géantes se sont développées dans tout le pays. Toutes les forces d'un pays jeune et fragile ont été jetées dans la construction de ces géants (qui ne valent qu'une seule centrale hydroélectrique de Zaporizhzhya !). Les structures d'ingénierie de ces années sont toujours en activité et génèrent une quantité importante d'électricité.

Actuellement, l'État parie sur le développement de moyens "verts" pour produire de l'électricité. Par conséquent, la construction de centrales hydroélectriques modernes et très productives dans tout le pays est activement financée. La stratégie de construction d'ouvrages de taille moyenne sur de petits affluents des fleuves s'est pleinement justifiée. Une telle station peut pleinement satisfaire les besoins en électricité des petites agglomérations adjacentes. À l'échelle nationale, cela entraînera une augmentation de l'efficacité de l'économie nationale et de la compétitivité des fabricants nationaux de biens industriels.

Les inconvénients de cette technologie incluent le coût élevé de tels objets et des délais de récupération très longs. Les principaux coûts concernent la construction du barrage. Mais il faut ériger le bâtiment lui-même (bâtiments administratifs et machines), construire un dispositif d'évacuation de l'eau, etc. Les paramètres et la composition de l'ouvrage dépendent de nombreux facteurs: la puissance installée des générateurs et la pression de l'eau, le type de centrale (barrage, canal, dérivation, stockage, marémotrice). Les centrales hydroélectriques sur les grandes rivières navigables ont également des écluses et des canaux navigables complexes pour assurer la migration des poissons vers les frayères.

Industrie de l'énergie nucléaire

La centrale nucléaire aujourd'hui ne surprend plus personne. De telles installations ont commencé à être activement érigées en URSS. Par conséquent, cette technologie appartient aux méthodes traditionnelles de production d'électricité.

Des centrales nucléaires sont toujours activement construites non seulement en Russie, mais aussi dans des pays proches et lointains à l'étranger. Par exemple, une entreprise d'origine russe Rosatom finance la construction d'une telle source en République de Biélorussie. Soit dit en passant, cette station sera la première sur ce territoire.

L'attitude du monde vis-à-vis de l'énergie nucléaire est très ambiguë. L'Allemagne, par exemple, a sérieusement décidé d'abandonner complètement l'atome pacifique. Et cela à un moment où la Fédération de Russie investit activement dans la construction de nouvelles installations de dernière génération.

Les scientifiques ont établi de manière fiable que les dépôts de combustible nucléaire dans les entrailles de la terre sont beaucoup plus importants que toutes les réserves de matières premières d'hydrocarbures (pétrole et gaz). La demande toujours croissante d'hydrocarbures entraîne leur hausse de prix. C'est pourquoi le développement de l'énergie nucléaire porte ses fruits.

Énergie éolienne

L'industrie de l'énergie éolienne à l'échelle industrielle est apparue relativement récemment et s'est ajoutée à la liste des moyens non traditionnels de produire de l'électricité. Et c'est une technologie très prometteuse. Avec un haut degré de probabilité, on peut affirmer que dans un avenir lointain, les éoliennes produiront autant d'électricité que l'humanité en aura besoin. Et ce ne sont pas de vains mots, car selon les estimations les plus modestesscientifiques, la force totale du vent à la surface du globe est au moins cent fois supérieure à la puissance de toutes les ressources en eau.

Le principal problème est l'incohérence des flux d'air, ce qui rend difficile la prévision de la production d'énergie. Les vents soufflent constamment sur le vaste territoire de la Russie. Et si vous apprenez à utiliser efficacement et efficacement cette ressource inépuisable, vous pourrez alors plus que satisfaire tous les besoins de l'industrie lourde et de la population du pays.

Malgré les avantages évidents de l'utilisation de l'énergie éolienne, la quantité d'électricité produite par les parcs éoliens ne dépasse pas un pour cent du total. L'équipement à ces fins est très coûteux, de plus, de telles installations ne seront pas efficaces dans tous les domaines et le transport de l'électricité sur de longues distances est associé à de grandes pertes.

Géothermie

Le développement des sources géothermiques a marqué une nouvelle étape dans l'histoire du développement des méthodes alternatives de production d'électricité.

Le principe de la production d'électricité est la fourniture d'énergie cinétique et potentielle de vapeur d'eau chaude provenant d'une source souterraine aux aubes d'une turbine de générateur, qui produit du courant par des mouvements de rotation. En théorie, la différence de température à la surface et dans les profondeurs de la croûte terrestre est caractéristique de toute zone. Cependant, il est généralement minime et il n'est pas possible de l'utiliser pour produire de l'électricité. La construction de telles stations n'est justifiée qu'encertaines zones de notre planète (sismiquement actives). L'Islande est pionnière dans le développement de cette méthode. Les terres du Kamtchatka russe peuvent également être utilisées à ces fins.

Le principe d'obtention de l'énergie est le suivant. L'eau chaude des entrailles de la terre remonte à la surface. La pression y est beaucoup plus faible, ce qui fait bouillir l'eau. La vapeur séparée est dirigée à travers le pipeline et fait tourner les pales des turbines du générateur. Il est difficile de prédire l'avenir de cette manière moderne de produire de l'électricité. Peut-être que de telles stations seront massivement construites sur le territoire de la Fédération de Russie, ou peut-être que cette idée s'éteindra avec le temps et que personne ne s'en souviendra.

Développement de l'énergie thermique des mers

Les océans du monde sont incroyables par leur échelle. Les spécialistes ne peuvent même pas donner une estimation approximative de la quantité d'énergie thermique qui y est accumulée. Une chose est claire: une quantité colossale de ressources reste inutilisée. À l'heure actuelle, des prototypes de centrales électriques ont déjà été construits pour convertir l'énergie thermique des eaux océaniques en courant. Cependant, ce sont des projets pilotes, et il n'y a aucune certitude que ce domaine de l'énergie sera davantage développé.

Flux et reflux au service de l'industrie électrique

Transformer la force puissante du flux et du reflux en dérivés précieux est une nouvelle façon de générer de l'électricité. La nature de ces phénomènes est maintenant connue et ne provoque pas cette crainte respectueuse qui a surgi parmi nos ancêtres. Ceci est dû à l'influence du champ magnétiquesatellite fidèle de la planète - la lune.

Les courants de marée et de reflux les plus notables sont observés dans les eaux peu profondes des mers et des océans, ainsi que dans les lits des rivières.

La première gare qui a vraiment donné un résultat a été construite en 1913 au Royaume-Uni près de Liverpool. Depuis, de nombreux pays ont tenté de renouveler l'expérience, mais ont finalement abandonné cette aventure pour diverses raisons.

Énergie solaire

En fait, tous les combustibles fossiles naturels se sont formés il y a des millions d'années avec la participation et sous l'influence de la lumière du soleil. Ainsi, nous pouvons dire que l'humanité utilise depuis longtemps et activement les produits obtenus à partir du soleil. En effet, on doit la présence des rivières et des lacs à cette source intarissable qui assure la circulation de l'eau. Cependant, ce n'est pas ce que l'on entend par énergie solaire moderne. Relativement récemment, les scientifiques ont pu développer et produire des batteries spéciales. Ils génèrent de l'électricité lorsque la lumière du soleil frappe leur surface. Cette technologie fait référence à une autre façon de produire de l'électricité.

Le soleil est peut-être la source la plus puissante de toutes celles actuellement connues. En trois jours, la planète Terre reçoit autant d'énergie que n'en contiennent tous les gisements explorés et potentiels de tous types de ressources thermiques. Cependant, seulement 1/3 de cette énergie atteint la surface de la croûte terrestre, et la majeure partie est dissipée dans l'atmosphère. Et pourtant on parle de volumes colossaux. Selon les experts, un petit réservoirreçoit autant d'énergie qu'une centrale thermique assez grande.

Il existe des installations dans le monde qui utilisent l'énergie du soleil pour produire de la vapeur. Il entraîne un générateur et produit de l'électricité. Cependant, de telles installations sont très rares.

Indépendamment du principe de production de l'électricité, l'installation doit être équipée d'un collecteur - un dispositif de concentration de la lumière solaire. Beaucoup ont sûrement vu des panneaux solaires de leurs propres yeux. Il semble qu'ils soient sous verre foncé. Il s'avère qu'un tel revêtement est le collecteur le plus simple. Le principe de son fonctionnement repose sur le fait qu'un matériau transparent sombre transmet les rayons du soleil, mais retarde et réfléchit les rayonnements infrarouges et ultraviolets. À l'intérieur de la batterie, il y a des tubes avec une substance de travail. Étant donné que le rayonnement thermique n'est pas transmis à travers le film noir, la température des fluides de travail est bien supérieure à la température ambiante. Il convient de noter que de telles solutions ne fonctionnent efficacement que sous les latitudes tropicales, où il n'est pas nécessaire de tourner le collecteur après le soleil.

Un autre type de revêtement est un miroir concave. Un tel équipement est une solution très coûteuse, il n'a donc pas trouvé une large application. Un tel collecteur peut chauffer jusqu'à trois mille degrés Celsius.

Cette direction se développe rapidement. En Europe, vous ne surprendrez personne avec des maisons déconnectées des réseaux électriques. Cependant, à l'échelle industriellel'électricité n'est pas produite par cette méthode. Des panneaux solaires s'étalent sur les toits de ces maisons. C'est un investissement très discutable. Dans le meilleur des cas, l'installation d'un tel équipement ne sera payante qu'après dix ans de fonctionnement.

Utiliser les courants marins

C'est une façon très inhabituelle de produire de l'électricité. En raison de la différence de température dans les régions nord des océans et dans le sud (équatorial), de puissants courants apparaissent dans tout le volume. Si une turbine est immergée dans l'eau, un courant puissant la fera tourner. C'est la base du principe de fonctionnement de telles centrales.

Cependant, cette source d'énergie n'est actuellement pas activement utilisée. De nombreux défis techniques restent à résoudre. Seuls des travaux expérimentaux sont menés. Les Britanniques sont les plus actifs dans ce sens. Il est possible que dans un avenir proche des colonies de centrales électriques apparaissent au large des côtes de la Grande-Bretagne, dont les pales seront mises en mouvement par les courants marins.

Comment avoir de l'électricité à la maison

L'électricité peut également être produite à la maison. Et si vous prenez ce problème au sérieux, vous pouvez même répondre aux besoins en électricité du ménage.

Tout d'abord, il convient de noter que certaines des méthodes énumérées de production d'électricité sont tout à fait applicables dans une économie privée. Ainsi, de nombreux agriculteurs et juste propriétaires de domaines ruraux installent des moulins à vent sur leurs parcelles. De plus, on voit de plus en plus souvent des panneaux solaires sur les toits des maisons de campagne.

Il y en a d'autresmanières de produire de l'électricité, mais leur application pratique est hors de question. C'est plus pour le plaisir ou dans le but d'expérimenter.