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Qu'est-ce qu'une centrale thermique ? Fonctionnement et types

Qu'est-ce qu'une centrale thermique ? Fonctionnement et types

Une centrale thermique est une centrale électrique qui convertit l' énergie thermique en énergie électrique. La différence entre un type de plante et un autre réside dans la manière dont la chaleur est obtenue.

Les sources de chaleur d'une centrale thermique sont :

Les deux premières sont des sources d'énergie non renouvelables. D'autre part, la biomasse et l'énergie solaire sont considérées comme des énergies renouvelables même si la première émet des gaz à effet de serre et pas les centrales solaires thermiques.

Comment fonctionne une centrale thermique conventionnelle ?

Une centrale thermique conventionnelle est une centrale thermoélectrique qui peut utiliser du charbon, du pétrole ou du gaz naturel comme combustible. Ce sont les centrales thermiques les plus utilisées malgré l'impact environnemental et l'émission de dioxyde de carbone et autres gaz à effet de serre qu'elles produisent.

Le fonctionnement du cycle des centrales thermoélectriques classiques est le même quel que soit le mode d'obtention de la chaleur. 

La centrale thermique typique est divisée en plusieurs segments : une chaudière, une turbine, un alternateur et un condenseur.

Dans la chaudière, le combustible est brûlé pour obtenir de l'énergie thermique. Avec cette énergie, un fluide est chauffé pour obtenir de la vapeur d'eau. La vapeur est utilisée pour entraîner une turbine à vapeur de cette manière, l'énergie interne de la vapeur est convertie en énergie mécanique.

Enfin, la turbine à vapeur est reliée à un alternateur qui transforme l'énergie en électricité. La vapeur résultante passe dans un condenseur pour redémarrer le cycle.

Que sont les centrales à cycle combiné ?

Les centrales thermiques à cycle combiné sont des centrales thermoélectriques qui combinent des centrales à cycle conventionnel avec une turbine à gaz. L'utilisation combinée des cycles gaz et vapeur améliore l'efficacité énergétique et des rendements proches de 55 % sont atteints.

Le combustible de ce type de centrale est le gaz naturel, le diesel et même le charbon s'il est préparé de façon particulière.

La principale caractéristique du cycle des gaz est qu'il n'y a pas de changement de phase du fluide. Le processus est le suivant :

  • Compression de gaz.
  • Chauffage au gaz.
  • Détente du gaz dans une turbine à gaz. Dans ce cas, la turbine est connectée à un générateur électrique pour produire de l'électricité.

Le gaz qui sort de la turbine à gaz est encore à très haute température donc il est utilisé pour générer de la vapeur et activer un cycle conventionnel en parallèle.

Les centrales thermiques peuvent-elles fonctionner à l'énergie solaire ?

Les centrales solaires peuvent fonctionner à l'énergie solaire. Dans ce cas, les capteurs solaires sont placés sur une grande surface qui sont des miroirs qui dirigent le rayonnement solaire vers le même point.

Qu'est-ce qu'une centrale thermique ? Fonctionnement et typesLa concentration de toute l'énergie solaire à cet endroit génère des températures très élevées qui sont utilisées pour générer de la vapeur.

A partir de là, le fonctionnement est le même que dans n'importe quelle centrale thermique classique.

Quels effets les centrales thermiques ont-elles sur l'environnement ?

Les centrales thermiques qui utilisent des combustibles fossiles génèrent du dioxyde de carbone et d'autres gaz à effet de serre. Les excès de gaz dans l'atmosphère sont très nocifs car ils favorisent le réchauffement climatique de la planète.

Actuellement, les centrales thermoélectriques sont obligées de contrôler leurs émissions. Cette obligation est particulièrement pertinente pour les grandes centrales électriques où il existe une section importante pour réduire les polluants.

Auteur :

Date de publication : 19 février 2019
Dernier examen : 18 septembre 2021