Les centrales de combustibles fossiles convertissent l'énergie chimique stockée dans des combustibles fossiles (charbon, pétrole ou gaz naturel) en électricité. Voici une ventilation des transferts d'énergie impliqués:
1. Énergie chimique à l'énergie thermique:
* combustion: Les combustibles fossiles sont brûlés dans une chaudière, libérant l'énergie thermique par une réaction chimique avec l'oxygène. Ce processus convertit l'énergie chimique stockée dans les liaisons du carburant en énergie thermique.
2. Énergie thermique à l'énergie mécanique:
* Génération de vapeur: La chaleur de la combustion bouille l'eau dans la vapeur, augmentant sa température et sa pression. Ce processus transfère l'énergie thermique à la vapeur.
* rotation de la turbine: La vapeur à haute pression se développe à travers une turbine, poussant ses lames et la faisant tourner. Ce processus convertit l'énergie thermique dans la vapeur en énergie mécanique de la turbine rotative.
3. Énergie mécanique à l'énergie électrique:
* générateur: L'arbre de turbine rotative est connecté à un générateur qui convertit l'énergie mécanique de la turbine en énergie électrique. Ce processus implique une induction électromagnétique, où les conducteurs en mouvement du générateur créent un courant électrique.
4. Transmission d'énergie électrique:
* lignes de transmission: L'électricité générée est ensuite transmise par des lignes de transmission haute tension aux sous-stations de distribution et finalement aux consommateurs.
pertes d'énergie tout au long du processus:
* inefficacité de la combustion: Toute l'énergie chimique du carburant n'est pas convertie en chaleur pendant la combustion. Une certaine énergie est perdue sous forme de carburant non brûlé ou comme une chaleur s'échappant de la chaudière.
* condensation à la vapeur: Une certaine énergie de vapeur est perdue pendant le processus de condensation lorsque la chaleur est libérée dans l'environnement.
* Friction mécanique: Le frottement dans la turbine et le générateur réduit l'efficacité de la conversion mécanique de l'énergie.
* Pertes de transmission: Une certaine énergie électrique est perdue pendant la transmission en raison de la résistance dans les fils.
Efficacité globale:
L'efficacité globale d'une centrale fossile, définie comme le rapport de la production d'énergie électrique à l'apport d'énergie chimique, varie généralement entre 30% et 40%. Cela signifie qu'une partie importante de l'énergie du carburant est perdue pendant le processus de conversion.
Impact environnemental:
Les centrales à combustibles fossiles sont une source majeure d'émissions de gaz à effet de serre, y compris le dioxyde de carbone, qui contribuent au changement climatique. Ils produisent également d'autres polluants, tels que le dioxyde de soufre et les oxydes d'azote, ce qui peut entraîner des pluies acides et des problèmes respiratoires.
Alternatives renouvelables:
Les énergies renouvelables comme l'énergie solaire, le vent et l'hydroélectricité sont plus propres et plus durables aux centrales à combustibles fossiles. Ces technologies deviennent de plus en plus compétitives aux coûts des combustibles fossiles et jouent un rôle clé dans la transition vers un avenir énergétique à faible émission de carbone.
