1. Inefficacité de la combustion:
* combustion incomplète: Tout le carburant n'est pas complètement brûlé, entraînant la libération d'hydrocarbures non brûlés et de monoxyde de carbone. Il s'agit d'une perte d'énergie importante.
* Perte de chaleur: La combustion produit beaucoup de chaleur, et tout n'est pas utilisé pour produire de l'électricité. Une partie importante est perdue à travers l'échappement, les systèmes de refroidissement et le rayonnement.
2. Limites thermodynamiques:
* cycle carnot: L'efficacité de tout moteur thermique est fondamentalement limitée par le cycle Carnot. Ce cycle théorique dicte que même avec une combustion parfaite, l'efficacité maximale est déterminée par la différence de température entre les réservoirs chauds et froids. Les turbines à gaz fonctionnent à des températures élevées, mais l'efficacité est encore limitée.
* Conversion d'énergie: La conversion de l'énergie thermique en énergie mécanique (à travers les turbines) puis en énergie électrique (à travers les générateurs) entraîne également certaines pertes d'énergie.
3. Frottement et résistance:
* Friction mécanique: La friction dans les pièces mobiles comme les turbines, les générateurs et les pompes conduit à la dissipation d'énergie comme chaleur.
* Résistance électrique: La résistance électrique dans les fils et l'équipement provoque également des pertes d'énergie sous forme de chaleur.
4. Autres pertes:
* Systèmes de refroidissement: Les centrales à gaz nécessitent un refroidissement significatif pour maintenir des températures optimales, et ce processus utilise une partie de l'énergie générée.
* Systèmes auxiliaires: Des équipements comme les pompes, les compresseurs et les systèmes de climatisation consomment également de l'énergie.
5. Pertes de transmission et de distribution:
* Résistance électrique: L'énergie est perdue comme chaleur pendant la transmission de l'électricité de la centrale électrique au consommateur.
* Pertes du transformateur: Les transformateurs subissent également certaines pertes d'énergie lors de la conversion des niveaux de tension.
Dans l'ensemble, l'efficacité d'une centrale à gaz moderne peut varier de 30% à 60% selon des facteurs tels que la technologie, la charge et les conditions de fonctionnement. Les 40% restants à 70% de l'apport d'énergie sont perdus à travers ces différents processus, contribuant à son impact environnemental et à l'inefficacité énergétique.
Amélioration de l'efficacité:
* plantes à cycle combinées: Ces plantes utilisent la chaleur des déchets de la turbine à gaz pour générer de la vapeur, entraînant une turbine à vapeur séparée. Cela améliore considérablement l'efficacité, atteignant jusqu'à 60%.
* Turbines à gaz à haute efficacité: De nouvelles technologies telles que les systèmes de combustion avancés, les températures d'admission de turbine plus élevées et les conceptions de lame améliorées aident à réduire les pertes de combustion et à augmenter l'efficacité.
* Récupération d'énergie: La mise en œuvre des systèmes de récupération de chaleur des déchets peut capturer la chaleur des gaz d'échappement et l'utiliser pour le chauffage ou d'autres processus industriels.
En minimisant ces pertes d'énergie, nous pouvons rendre les centrales à gaz plus efficaces et réduire leur empreinte environnementale.
