1. Combustion de carburant ou source d'énergie : Dans les centrales électriques conventionnelles, les combustibles fossiles tels que le charbon, le gaz naturel ou le pétrole sont brûlés dans une chaudière pour produire de la vapeur à haute pression. Dans certaines centrales électriques, des systèmes de chauffage alternatifs, comme l'énergie solaire ou éolienne, ou la chaleur géothermique, peuvent être utilisés pour générer de la vapeur ou entraîner directement le générateur.
2. Turbine à vapeur : La vapeur à haute pression est dirigée vers une turbine à vapeur, constituée d'aubes rotatives disposées par étages. Lorsque la vapeur traverse les aubes de la turbine, elles tournent rapidement en raison de la force de la vapeur qui se dilate et change de direction.
3. Couplage du générateur : L'arbre de la turbine à vapeur est couplé au rotor du générateur, ce qui fait tourner le rotor.
4. Induction électromagnétique : À l’intérieur du générateur, le rotor en rotation est entouré d’un ensemble fixe de conducteurs appelés enroulements de stator. Lorsque le rotor tourne dans le stator, il crée un champ magnétique changeant en raison du mouvement des aimants ou du courant électrique traversant les enroulements du rotor.
5. Génération de courant électrique : Le champ magnétique changeant généré par le rotor en rotation induit une force électromotrice (FEM) dans les enroulements du stator selon la loi de Faraday sur l'induction électromagnétique. Cette FEM provoque la circulation d'un courant alternatif (AC) dans les enroulements du stator.
6. Régulation de tension : La tension alternative produite par le générateur est généralement de l'ordre de quelques milliers de volts, mais elle doit être augmentée à des niveaux de tension plus élevés pour une transmission efficace sur de longues distances. Par conséquent, le générateur est connecté à un transformateur élévateur qui augmente la tension jusqu'au niveau souhaité.
7. Synchronisation : Avant de connecter le générateur au réseau électrique, il doit être synchronisé avec la fréquence et la tension du réseau pour garantir un fonctionnement stable. Ce processus consiste à ajuster la vitesse et la tension du générateur en fonction des paramètres du réseau.
Une fois le générateur synchronisé et connecté au réseau, il continue de convertir l’énergie mécanique de la turbine à vapeur en énergie électrique, contribuant ainsi à l’alimentation électrique du réseau. La puissance de sortie du générateur est déterminée par divers facteurs, notamment l'apport de carburant, la pression et la température de la vapeur, l'efficacité de la turbine et la conception du générateur.
Pour résumer, un générateur dans une centrale électrique joue un rôle essentiel dans le processus de production d’électricité en convertissant l’énergie mécanique d’une turbine rotative en énergie électrique par induction électromagnétique, qui alimente le réseau électrique.
