Sources primaires d'énergie électrique

Nous pouvons produire de l'énergie électrique en convertissant différentes énergies disponibles dans la nature. Nous devrions donc examiner divers sources d'énergie naturelles que nous utilisons pour produire de l'électricité. Certaines sources d’énergie communes sont

1. Le soleil
2. Le vent
3. La tête de l'eau
4. Le carburant
5. L'énergie nucléaire

Sur cinq énumérés ci-dessus sources d'énergie nous n'utilisons pas les deux premiers à très grande échelle. C'est parce qu'il y a quelques limitations. Mais à l’heure actuelle, la consommation d’eau, le combustible et l’énergie nucléaire sont les trois principales sources d’énergie naturelles utilisées pour la production d’électricité. Nous appelons collectivement ces trois sources conventionnelles sources d'énergie.

Énergie du soleil

Le soleil est la source d'énergie de base. Le soleil est la source de chaleur et de lumière. Nous pouvons utiliser à la fois de la chaleur et de la lumière pour produire de l'électricité.

Énergie de la chaleur du soleil

Nous concentrons les rayons du soleil sur une petite zone avec l'aidede miroir concave. La chaleur des rayons du soleil concentrés pour chauffer l'eau dans la chaudière. La vapeur produite dans la chaudière fait tourner une turbine. La turbine fait tourner un alternateur pour générer de l'électricité. Bien que le coût de production de l’électricité soit assez faible ici, aucun combustible comme le charbon ou le diesel n’est requis. Cependant, la production d'électricité n'est pas très populaire. Parce que la superficie nécessaire à l’établissement de cette centrale est assez grande, même pour une production d’énergie électrique réduite. Ceci est également dû au fait que le soleil n'est pas disponible la nuit et par temps nuageux. De plus, la lumière du soleil varie de temps en temps au cours d'une journée. De manière générale, la technique de production d’électricité n’est pas du tout économique.

Énergie de la lumière du soleil

Nous pouvons utiliser la lumière du soleil directement pour produireélectricité. Ceci est fait par cellule photovoltaïque. Ici, la lumière du soleil frappe directement la surface de la cellule voltaïque. Les cellules photovoltaïques sont essentiellement des cellules à jonction p n à semi-conducteurs. La différence de potentiel ou la tension apparaît à la jonction de la cellule en raison de la lumière solaire incidente. Cette différence de potentiel ou tension crée de l'électricité dans le circuit connecté au système de panneau solaire. Les panneaux solaires destinés à la production d’électricité sont de plus en plus populaires en raison des limites imposées par d’autres ressources conventionnelles.

Énergie du vent

Nous pouvons utiliser l'énergie éolienne pour produire de l'électricité. Lorsque suffisamment de vent est disponible pendant de longues périodes, nous pouvons construire une éolienne efficace pour produire de l'électricité. Ici, l'éolienne fait tourner un générateur électrique. Comme la vitesse du vent n'est pas fixe, nous ne devrions pas utiliser l'énergie électrique produite par une éolienne directement à la charge. Au lieu de cela, nous chargeons une batterie connectée au système. Nous alimentons la sortie de la batterie à charger via un onduleur. Le principal avantage du système est qu’il a un coût d’exploitation très bas, en raison du coût zéro du carburant et des coûts de maintenance négligeables. Les principaux inconvénients du système sont le rendement variable, peu fiable en raison de la pression variable du vent tout au long d’une journée et d’une année à l’autre, et le taux de production d’électricité est également très faible par rapport aux systèmes classiques. sources d'énergie.

Énergie de la tête de l'eau

Lorsque nous obstruons l'écoulement naturel de l'eau deen amont en aval d'une rivière en construisant un barrage sur la rivière, une tête est créée dans cette eau. Lorsque nous permettons à cette eau stockée de manière contrôlée de passer à travers le barrage, l'énergie potentielle stockée dans cette eau à haute teneur en énergie est libérée sous forme d'énergie cinétique. Cette énergie cinétique fait tourner une turbine à eau. Un alternateur couplé à l'arbre de la turbine génère de l'énergie électrique. Les centrales électriques qui utilisent de l’eau de tête pour produire de l’électricité sont appelées centrales hydroélectriques. La tête d’eau est la source d’électricité la plus acceptable car elle est propre, elle ne pollue pas l’atmosphère, sa construction est simple, elle est robuste et demande très peu d’entretien. En plus de ces raisons, le barrage aide à l'irrigation dans les localités et contrôle les inondations. Mais la construction d'un barrage nécessite un investissement financier considérable et une ingénierie complexe. Un autre inconvénient du système est que nous ne pouvons pas construire une centrale hydroélectrique au centre de charge, nous pouvons seulement la construire en aval d'une rivière qui peut être éloignée du centre de charge.

Énergie de carburant

Jusqu'à ce jour, les carburants sont les principaux source d'électricité. Nous pouvons utiliser trois types de carburant à cette fin. Combustible solide tel que le charbon, combustible liquide tel que le diesel et gazeux tel que le gaz naturel. Quelle que soit la forme de combustible, solide, liquide ou gazeux, les principes de base sont les mêmes dans ce système. Ici, la chaleur générée par la combustion de combustible dans le four crée de la vapeur en faisant bouillir de l'eau dans un récipient appelé chaudière. Cette vapeur est ensuite autorisée à se dilater à travers les buses d'une turbine. Cela crée de l’énergie cinétique sur les aubes de la turbine qui fait tourner l’arbre de la turbine. L'alternateur couplé à l'arbre de la turbine génère de l'énergie électrique. Nous désignons ce système de production d’électricité comme une centrale thermique. Bien que jusqu’à ce jour, le carburant soit la principale source de production d’électricité, mais il existe une limitation de la disponibilité dans la nature et il est vrai que la disponibilité diminue de jour en jour.

Énergie du nucléaire

La fission nucléaire libère une quantité énorme deénergie. Cette énergie est utilisée pour produire de la vapeur qui fait tourner une turbine couplée à un alternateur. L'alternateur produit de l'énergie électrique. En réaction nucléaire, le besoin en matière radioactive est assez faible pour produire une grande quantité d’énergie. Bien que le coût du combustible nucléaire soit assez élevé, mais jusqu'à ce que ce soit un processus rentable de production d'énergie électrique car la quantité de combustible nucléaire utilisée dans le processus est très petite. On constate qu'un kilo d'uranium (matière radioactive qui est un combustible nucléaire) équivaut à 4 500 kg de combustible à base de charbon. Les centrales où la réaction nucléaire est la source d’énergie pour faire bouillir de l’eau pour produire de la vapeur s’appelle des centrales nucléaires. Les centrales nucléaires présentent deux inconvénients majeurs.

1. Les coûts d’établissement, de maintenance et d’exploitation des centrales sont supérieurs à ceux d’autres centrales thermiques conventionnelles.
2. L'élimination des déchets nucléaires est un autre problème important pour les centrales nucléaires.