Chapitre 6: Les atouts de l’électricité

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Trois méthodes permettent d’obtenir de l’énergie électrique sans nécessiter de combustion : la conversion d’énergie mécanique, soit directe (dynamos, éoliennes, hydroliennes, barrages hydroélectriques), soit indirecte à partir d’énergie thermique (centrales nucléaires, centrales solaires thermiques, géothermie); la conversion de l’énergie radiative reçue du Soleil (panneaux photovoltaïques); la conversion électrochimique (piles ou accumulateurs conventionnels, piles à hydrogène).	Décrire des exemples de chaînes de transformations énergétiques permettant d’obtenir de l’énergie électrique à partir de différentes ressources primaires d’énergie. Calculer le rendement global d’un système de conversion d’énergie.
Ces méthodes sans combustion ont néanmoins un impact sur l’environnement et la biodiversité ou présentent des risques spécifiques (pollution chimique, déchets radioactifs, accidents industriels…).	Analyser des documents présentant les conséquences de l’utilisation de ressources géologiques (métaux rares, etc.).
Pour faire face à l’intermittence liée à certains modes de production ou à la consommation, l’énergie électrique doit être convertie sous une forme stockable : énergie chimique (accumulateurs); énergie potentielle (barrages); énergie électromagnétique (super- capacités).	Comparer différents dispositifs de stockage d’énergie selon différents critères (masses mises en jeu, capacité et durée de stockage, impact écologique).

Trois méthodes permettent d’obtenir de l’énergie électrique sans nécessiter de combustion :

la conversion d’énergie mécanique, soit directe (dynamos, éoliennes, hydroliennes, barrages hydroélectriques), soit indirecte à partir d’énergie thermique (centrales nucléaires, centrales solaires thermiques, géothermie);
la conversion de l’énergie radiative reçue du Soleil (panneaux photovoltaïques);
la conversion électrochimique (piles ou accumulateurs conventionnels, piles à hydrogène).

Décrire des exemples de chaînes de transformations énergétiques permettant d’obtenir de l’énergie électrique à partir de différentes ressources primaires d’énergie.

Calculer le rendement global d’un système de conversion d’énergie.

Ces méthodes sans combustion ont néanmoins un impact sur l’environnement et la biodiversité ou présentent des risques spécifiques (pollution chimique, déchets radioactifs, accidents industriels…).

Analyser des documents présentant les conséquences de l’utilisation de ressources géologiques (métaux rares, etc.).

Pour faire face à l’intermittence liée à certains modes de production ou à la consommation, l’énergie électrique doit être convertie sous une forme stockable :

énergie chimique (accumulateurs);
énergie potentielle (barrages);
énergie électromagnétique (super- capacités).

Comparer différents dispositifs de stockage d’énergie selon différents critères (masses mises en jeu, capacité et durée de stockage, impact écologique).

L’énergie électrique présente de nombreux avantages : une distribution aisée, sûre et à faible impact écologique; l’existence de réseaux de distribution très étendus; la disponibilité de convertisseurs de bon rendement permettant de transformer l’énergie électrique en d’autres formes d’énergie ou, symétriquement, d’obtenir de l’énergie électrique. L’existence de procédés d’obtention d’énergie électrique sans combustion justifie le rôle central que cette forme d’énergie est amenée à jouer à l’avenir.

La centrale solaire espagnole d'Andasol est une centrale thermodynamique, elle utilise l'énergie solaire et la stocke afin de produire une énergie propre de façon quasi-continue.

1 Comment produire de l’énergie électrique sans combustion?

Trois méthodes permettent d’obtenir de l’énergie électrique sans nécessiter de combustion :

la conversion d’énergie mécanique,
- soit directe (dynamos, éoliennes, hydroliennes, barrages hydroélectriques),
- soit indirecte à partir d’énergie thermique (centrales nucléaires, centrales solaires thermiques, géothermie);
la conversion de l’énergie radiative reçue du Soleil (panneaux photovoltaïques);
la conversion électrochimique (piles ou accumulateurs conventionnels, piles à hydrogène).

2 Rendement de conversion

Rendement: À puissance constante, le rendement $r$ est le rapport entre l’énergie (ou la puissance) après conversion et l’énergie (ou la puissance) avant conversion.

$r=\frac{E_{sortie}}{E_{entrée}}=\frac{P_{sortie}}{P_{entrée}}$

Le rendement a toujours une valeur comprise entre 0 et 1. On l’exprime souvent en pourcentage.

Application

Chantier du réacteur EPR de Flamanville en 2010. Celui-ci devait être mis en service en 2012, mais n'est toujours pas en service en 2022.

Le réacteur EPR(dit aussi de troisième génération) de Flamanville 3 est dimensionné avec une puissance thermique de 4 300 MW, pour une puissance électrique délivrée sur le réseau de 1 630 MW.

Calculer son rendement.
Le comparer au rendement des réacteurs de Flamanville 1 et 2 de deuxième génération puissance thermique de 3817 MW, pour une puissance électrique délivrée sur le réseau de 1 330 MW.

Article Wikipédia

3 Comment stocker l’énergie électrique ?

Pour faire face à l’intermittence liée à certains modes de production ou à la consommation, l’énergie électrique doit être convertie sous une forme stockable :

énergie chimique (accumulateurs),
énergie potentielle (barrages),
énergie électromagnétique (super-capacités).