HPP : principe de fonctionnement, schéma, équipement, puissance

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

Presque tout le monde imagine le but des centrales hydroélectriques, mais seuls quelques-uns comprennent vraiment le principe de fonctionnement des centrales hydroélectriques. Le principal mystère pour les gens est de savoir comment cet énorme barrage génère de l'énergie électrique sans aucun carburant. Parlons-en.

Qu'est-ce qu'une centrale hydroélectrique ?

La centrale hydroélectrique est un complexe complexe composé de diverses structures et d'équipements spéciaux. Des centrales hydroélectriques sont construites sur les rivières, où il y a un débit constant d'eau pour remplir le barrage et le réservoir. Des structures similaires (barrages) créées lors de la construction d'une centrale hydroélectrique sont nécessaires pour concentrer un flux constant d'eau, qui est converti en énergie électrique à l'aide d'équipements spéciaux pour centrales hydroélectriques.

À noter que le choix d'un lieu de construction joue un rôle important quant à l'efficacité de la CHE. Deux conditions sont nécessaires: un approvisionnement en eau inépuisable garanti et une forte pente du fleuve.

Principe de fonctionnement HPP

Le fonctionnement d'une centrale hydroélectrique est assez simple. Ouvrages hydrauliques érigésfournir une pression d'eau stable qui pénètre dans les aubes de la turbine. La pression met la turbine en mouvement, à la suite de quoi elle fait tourner les générateurs. Ces derniers produisent de l'électricité, qui est ensuite livrée au consommateur via des lignes de transport à haute tension.

La principale difficulté d'un tel ouvrage est d'assurer une pression d'eau constante, ce qui est obtenu par la construction d'un barrage. Grâce à cela, une grande quantité d'eau est concentrée en un seul endroit. Dans certains cas, un écoulement naturel de l'eau est utilisé, et parfois un barrage et une dérivation (écoulement naturel) sont utilisés ensemble.

Dans le bâtiment lui-même, il y a des équipements pour une centrale hydroélectrique, dont la tâche principale est de convertir l'énergie mécanique du mouvement de l'eau en énergie électrique. Cette tâche est assignée au générateur. Des équipements supplémentaires sont également utilisés pour contrôler le fonctionnement de la station, des appareils de distribution et des postes de transformation.

L'image ci-dessous montre un diagramme schématique de la HPP.

Comme vous pouvez le voir, le flux d'eau fait tourner la turbine du générateur, qui génère de l'énergie, la fournit au transformateur pour la conversion, après quoi elle est transportée par des lignes électriques jusqu'au fournisseur.

Puissance

Il existe différentes centrales hydroélectriques qui peuvent être divisées en fonction de la puissance générée:

1. Très puissant - plus de 25 MW.
2. Moyenne – jusqu'à 25 MW.
3. Petit - avec une production jusqu'à 5 MW.

La puissance d'une centrale hydroélectrique dépend principalement du débit d'eau et de l'efficacité du générateur lui-même, qui y est utilisé. Mais même le plusune installation performante ne pourra pas produire de grandes quantités d'électricité avec une faible pression d'eau. Il convient également de considérer que la puissance d'une centrale hydroélectrique n'est pas constante. En raison de causes naturelles, le niveau d'eau dans le barrage peut augmenter ou diminuer. Tout cela a un impact sur le volume d'électricité produite.

Le rôle du barrage

L'élément le plus complexe, le plus grand et généralement le principal de toute centrale hydroélectrique est un barrage. Il est impossible de comprendre ce qu'est une centrale hydroélectrique sans comprendre l'essence du fonctionnement d'un barrage. Ce sont d'immenses ponts qui retiennent le débit d'eau. Selon la conception, ils peuvent différer: il existe des structures gravitationnelles, arquées et autres, mais leur objectif est toujours le même: retenir une grande quantité d'eau. C'est grâce au barrage qu'il est possible de concentrer un flux d'eau stable et puissant, en le dirigeant vers les pales d'une turbine qui fait tourner une génératrice. Il produit à son tour de l'énergie électrique.

Technologie

Comme nous le savons déjà, le principe de fonctionnement d'une centrale hydroélectrique est basé sur l'utilisation de l'énergie mécanique de l'eau qui tombe, qui est ensuite convertie en énergie électrique à l'aide d'une turbine et d'un générateur. Les turbines elles-mêmes peuvent être installées soit dans le barrage, soit à proximité. Dans certains cas, un pipeline est utilisé à travers lequel l'eau sous le niveau du barrage passe sous haute pression.

Il existe plusieurs indicateurs de puissance pour toute centrale hydroélectrique: le débit d'eau et la charge hydrostatique. Le dernier indicateur est déterminé par la différence de hauteur entre les points de départ et d'arrivée.chute libre de l'eau. Lors de la création d'une conception de station, toute la conception est basée sur l'un de ces indicateurs.

Les technologies connues aujourd'hui pour la production d'électricité permettent d'obtenir un rendement élevé lors de la conversion de l'énergie mécanique en énergie électrique. Elle est parfois plusieurs fois supérieure à celle des centrales thermiques. Une telle efficacité élevée est obtenue grâce à l'équipement utilisé à la centrale hydroélectrique. Il est fiable et relativement facile à utiliser. De plus, en raison du manque de carburant et de la libération d'une grande quantité d'énergie thermique, la durée de vie de ces équipements est assez longue. Les pannes sont extrêmement rares ici. On pense que la durée de vie minimale des groupes électrogènes et des structures en général est d'environ 50 ans. Bien qu'en fait, même aujourd'hui, les centrales hydroélectriques construites dans les années trente du siècle dernier fonctionnent assez bien.

Centrales hydroélectriques russes

Aujourd'hui, environ 100 centrales hydroélectriques fonctionnent en Russie. Bien sûr, leur capacité est différente et la plupart d'entre elles sont des stations d'une capacité installée allant jusqu'à 10 MW. Il existe également des centrales telles que Pirogovskaya ou Akulovskaya, qui ont été mises en service en 1937, et leur capacité n'est que de 0,28 MW.

Les plus grandes sont les centrales hydroélectriques de Sayano-Shushenskaya et de Krasnoïarsk avec une capacité de 6 400 et 6 000 MW, respectivement. Les stations suivent:

1. Bratskaïa (4500 MW).
2. CHP Ust-Ilimskaya (3840).
3. Bochuganskaya (2997 MW).
4. Volzhskaya (2660 MW).
5. Zhigulevskaya (2450 MW).

Malgré le grand nombre de ces centrales, elles ne génèrent que 47 700 MW, ce qui équivaut à 20 % du volume total de toute l'énergie produite en Russie.

En conclusion

Vous comprenez maintenant le principe de fonctionnement des centrales hydroélectriques, qui convertissent l'énergie mécanique du débit d'eau en énergie électrique. Malgré l'idée assez simple d'obtenir de l'énergie, la complexité des équipements et des nouvelles technologies rend ces structures complexes. Cependant, comparées aux centrales nucléaires, elles sont vraiment primitives.