Énergie et environnement

Tous les systèmes de production d'énergie du monde en une seule liste

Tous les systèmes de production d'énergie du monde en une seule liste


La production d'énergie utilise aujourd'hui une grande variété de sources de combustibles. Ceux-ci peuvent être classés comme Combustion / Thermique, Nucléaire ou Renouvelable / Alternative. La technologie employée varie également en fonction des exigences techniques de la traduction ou de la conversion de la source de combustible en travail utile. C'est généralement sous forme d'électricité.

Cette liste vous offre une compréhension unique des principaux systèmes énergétiques du monde. Du bien connu au controversé, ces types d'énergie font littéralement fonctionner notre monde.

Tout d'abord un peu de clarification. Nous utiliserons les termes puissance et énergie dans cet article, mais quelle est exactement la différence?

Qu'est-ce que l'énergie?

L'énergie, en termes simples, est la capacité de travailler. Il peut exister sous des formes potentielles, cinétiques, thermiques, électriques, chimiques, nucléaires ou sous d'autres formes diverses. Par exemple, vous pourriez dire que l'énergie est ce qui permet de faire bouger les choses.

L'énergie est mesurée dans de nombreuses unités différentes, mais les exemples courants incluent joules, BTU, newton-mètres, et même calories. En ce qui concerne l'énergie électrique, l'unité la plus couramment utilisée est la saintewatt-heure.

[Source de l'image: Pixabay]

Qu'est-ce que le pouvoir?

Alors que l'énergie mesure la «quantité» de travail effectué, la puissance indique à quelle vitesse le travail peut être effectué. La puissance est définie comme le taux de production ou de consommation d'énergie.

L'unité standard de puissance électrique est le watt. Ceci est défini comme un courant d'un ampère, poussé par une tension d'un volt. (Ce n'est pas si simple pour AC, mais nous allons passer sous silence pour l'instant.)

Pour la plupart des lecteurs, la distinction est évidente, mais il est très courant que l'énergie et la puissance soient utilisées de manière interchangeable. En termes simples, la puissance est une énergie par unité de temps. La puissance est en watts. L'énergie est en wattheures.

Évolution de la production d'énergie

Historiquement, la production d'énergie était effectuée par le travail humain ou animal, la combustion de la biomasse ou la conversion mécanique pour fournir un travail utile pour une tâche. La plupart sont encore utilisés aujourd'hui (moulins à vent, chevaux, incendies domestiques, etc.) mais ne sont pas aussi efficaces ou évolutifs que les systèmes de production d'énergie à grande échelle tels que les centrales électriques.

Le monde moderne dépend fortement de l'électricité pour les opérations quotidiennes et nous limiterons donc l'article aux systèmes de production d'énergie électrique de masse.

La plupart de la production d'énergie aujourd'hui provient de centrales électriques de conception variable en fonction de la source de combustible utilisée. Dans la plupart des cas, les centrales électriques consomment du carburant pour produire de l'électricité à distribuer à grande échelle. Presque toutes les centrales électriques auront un générateur AC ou un alternateur et un transformateur pour produire et transporter l'électricité, parfois sur de très longues distances.

Les alternateurs sont en fait une machine tournante qui convertit le travail mécanique en électricité grâce au mouvement relatif des champs magnétiques et des conducteurs. La source d'énergie exploitée pour faire tourner l'arbre du générateur varie considérablement et dépend principalement du type de carburant utilisé.

L'Agence internationale de l'énergie (AIE) estime que la consommation mondiale d'énergie en 2014 était de 13699 Mtep ou 5,74 × 1020 joules. Mtoe signifie Million Tonnes of Oil Equivalent. Les graphiques à secteurs suivants, rassemblés par l'AIE, montrent la consommation d'énergie estimée dans le monde entre 1973 et 2014.

Comparaison entre la consommation mondiale d'énergie de 1973 et 2014 [Source de l'image: IEA]

Types de centrales électriques

Étant donné que les centrales électriques sont conçues pour la production d'énergie en gros, trois types sont généralement utilisés aujourd'hui. Les trois sources primaires et fiables sont thermiques, nucléaires et hydroélectriques avec un quatrième type en constante amélioration et en croissance - renouvelable ou alternative.

Centrale thermique

De loin le type de système de production d'énergie le plus conventionnel, les centrales thermiques, produisent de l'électricité avec un rendement élevé raisonnable. Ces types d'usines brûlent des combustibles fossiles, tels que le charbon, pour faire bouillir de l'eau et produire de la vapeur surchauffée pour produire de l'électricité dans une turbine. La vapeur fait tourner les pales de la turbine, qui est couplée mécaniquement à un rotor d'alternateur générant de l'électricité utile pour l'exportation.

[Source de l'image: Pixabay]

Centrale nucléaire

Les centrales nucléaires ne sont en fait pas si différentes des centrales thermiques. Une différence évidente est la source de carburant. La principale différence est que les hydrocarbures sont remplacés par des éléments radioactifs tels que l'uranium ou le thorium. Le four et la chaudière sont également remplacés par le réacteur et la tubulure d'échange thermique.

Lorsque la source de combustible subit une fission nucléaire à l'intérieur des réacteurs, la chaleur générée est ensuite transférée à l'eau dans les échangeurs de chaleur. Comme pour les centrales thermiques, la vapeur surchauffée est ensuite utilisée pour produire et exporter de l'électricité via une turbine, un alternateur et un transformateur.

Centrale hydroélectrique

Exploitant l'énergie de l'eau sous l'influence de la gravité au lieu de la vapeur, les centrales hydroélectriques utilisent souvent un barrage ou une rivière pour «stocker» l'eau dans un réservoir. Au fur et à mesure que l'eau est libérée et s'écoule à travers la turbine, les aubes de la turbine sont tournées et l'électricité est produite de la même manière que les centrales thermiques ou nucléaires.

Les réservoirs sont soit reconstitués naturellement par le cycle de l'eau, soit mécaniquement «chargés» en pompant de l'eau d'un réservoir inférieur à un réservoir supérieur prêt pour la future génération d'énergie.

Un système électrique petit ou micro-hydroélectrique peut produire suffisamment d'électricité pour une maison, une ferme ou un ranch.

La production d'énergie hydroélectrique a une capacité bien inférieure par rapport à l'énergie nucléaire ou thermique. Pour cette raison, ils sont principalement utilisés pour soutenir les centrales thermiques et nucléaires pendant les périodes de pointe.

Aux États-Unis, l'hydroélectricité représente environ 10 pourcent de la production d'énergie du pays.

Barrage Hoover [Source de l'image: Pixabay]

Production d'énergie alternative ou renouvelable

Comme mentionné précédemment, la charge de travail globale pour le globe provient des centrales thermiques, nucléaires ou hydroélectriques. Les dernières décennies ont vu la croissance des technologies de production alternatives à plus petite échelle. Ils sont souvent employés pour répondre à des demandes discrètes ou dans le cadre d'une politique énergétique plus large pour réduire le besoin de consommer des sources de carburant plus polluantes.

Ceux-ci entrent dans les catégories générales suivantes:

1. Production d'énergie solaire. (en utilisant l'énergie solaire disponible)

2. Production d'énergie géothermique. (Énergie disponible dans la croûte terrestre)

3. Production d'énergie marémotrice (Exploiter la puissance de la mer)

4. Production d'énergie éolienne (énergie fournie par les éoliennes)

À mesure que les ressources naturelles s'épuisent au fil du temps, les décennies et les siècles à venir verront probablement une croissance et un développement massifs de ces formes de production d'énergie. Cela peut provenir d'améliorations progressives de la technologie existante ou de la création de méthodes complètement nouvelles et nouvelles. De grands progrès sont réalisés dans d'autres systèmes de production d'énergie et nous voyons bien la fusion nucléaire s'ajouter «bientôt» à notre mix énergétique.

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