Une centrale hydroélectrique convertit l'énergie potentielle d'un cours d'eau, naturel ou artificiel, en électricité propre. L'hydroélectricité désigne l'électricité produite grâce à l'énergie contenue dans l'eau en mouvement. On parle également d'énergie hydroélectrique. Ce type d'énergie provient du mouvement de l'eau par une roue ou un autre mécanisme permettant d'effectuer diverses tâches. Par exemple, l'eau courante actionnait le moulin grec qui moulait le blé en farine.
Principe de fonctionnement d'une centrale hydroélectrique
En général, le schéma d’une centrale électrique consiste à endiguer une rivière pour créer un réservoir.
Les canaux, les canaux d'adduction, les galeries de dérivation, les conduites forcées et la rotation de l'eau fonctionnent grâce à la production d'énergie mécanique dans des générateurs électriques rotatifs. Les turbines produisent de l'énergie mécanique en tournant grâce à l'eau. Cette eau est renvoyée au cours d'eau par le canal de décharge.
Un alternateur rotatif transforme l'énergie mécanique produite par une turbine en énergie électrique. L'électricité ainsi obtenue doit être transformée pour être transportée sur de longues distances via un transformateur qui réduit l'intensité du courant et augmente la tension avant d'être injectée dans les lignes de transport.
L'énergie atteint ensuite un deuxième transformateur à son arrivée à son point d'utilisation, avant d'être déployée, ce qui augmente l'intensité du courant mais diminue la tension pour la rendre appropriée à des fins industrielles, commerciales ou domestiques.
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Types de centrales hydroélectriques
Il existe trois types d'installations hydroélectriques : les barrages de retenue, les barrages de dérivation et les barrages-turbinages. Certains de ces barrages sont associés à des centrales hydroélectriques, d'autres non.
1. Mise en fourrière
Une centrale hydroélectrique à retenue est le type de centrale le plus répandu. Un barrage est utilisé pour créer une zone de stockage artificielle où l'eau du fleuve est retenue dans un réservoir jusqu'à ce qu'elle soit nécessaire. La turbine est actionnée par la rotation de l'eau, ce qui entraîne la production d'électricité. Le débit d'eau peut être relâché pour répondre aux variations de la demande en électricité ou à d'autres fins, telles que la protection contre les inondations, les loisirs, la migration des poissons, ainsi que d'autres impératifs environnementaux et de qualité de l'eau.
2. Détournement
Parfois, dans ces conditions, une petite portion de la rivière est déviée vers un canal ou une conduite forcée afin d'exploiter la pente du lit et produire de l'électricité. Ce procédé, appelé dérivation, est également connu sous le nom de centrale au fil de l'eau en hydrologie . Les conduites forcées sont des conduits fermés qui acheminent un débit d'eau contrôlé pour actionner une vanne, un robinet ou une turbine. Cependant, toutes les dérivations ne nécessitent pas forcément de barrage.
3. Accumulation par pompage
Il existe un autre type d'énergie hydroélectrique, appelé centrale de pompage-turbinage (ou CPT), qui fonctionne comme une gigantesque batterie. Une centrale CPT permet de stocker l'électricité produite par d'autres sources d'énergie, telles que le solaire, l'éolien et le nucléaire, en vue d'une utilisation ultérieure. Ces centrales pompent l'eau d'un barrage situé en contrebas vers un barrage situé en amont, stockant ainsi l'énergie.
En cas de baisse de la demande d'électricité, une installation de stockage d'énergie est utilisée. L'eau est pompée d'un réservoir inférieur vers un réservoir supérieur. L'eau est stockée dans un réservoir supérieur et renvoyée vers le réservoir inférieur en période de forte demande électrique, ce qui fait tourner une turbine qui produit l'électricité.
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Tailles des centrales hydroélectriques
Les centrales électriques peuvent être classées en grandes centrales fournissant de l'électricité à de nombreux consommateurs, et en moyennes et petites centrales produites par des utilisateurs personnels pour leur usage ou pour la vente aux services publics.
- Grande hydroélectricité:Cependant, il n’existe pas de définition unique des grands projets hydroélectriques ; dans ce contexte, le DOE fait référence à ceux de plus de 30 mégawatts (MW).
- petite centrale hydroélectrique:Le ministère de l'Énergie (DOE) définit une petite centrale comme une centrale dont la capacité se situe entre 100 kW et 10 MW.
- Micro hydroélectricitéUne microcentrale hydroélectrique a une puissance d'environ 100 kilowatts. Les systèmes hydroélectriques de petite taille, ou microcentrales hydroélectriques, peuvent produire suffisamment d'électricité pour alimenter une résidence, une ferme, un ranch ou un village.
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