1. Limitations thermodynamiques:
* Efficacité carnot: Aucun moteur de chaleur (comme les centrales électriques) ne peut être efficace à 100%. Le cycle Carnot définit l'efficacité maximale théorique en fonction de la différence de température entre la source de chaleur et l'environnement. Les centrales électriques du monde réel fonctionnent à des efficacités plus faibles en raison de limitations pratiques.
* Perte de chaleur: Une quantité importante de chaleur est perdue dans l'environnement pendant le processus de combustion et le cycle de vapeur. Cette perte est inévitable, car la chaleur passe toujours de plus chaude aux objets plus froids.
2. Pertes mécaniques:
* Friction: Les pièces mobiles dans les turbines, les générateurs et les pompes éprouvent des frictions, convertissant une certaine énergie en chaleur.
* Résistance au fluide: Le mouvement de la vapeur et de l'eau dans les tuyaux et les turbines provoque également une résistance, entraînant une perte d'énergie.
3. Pertes électriques:
* Résistance dans les fils: L'électricité traversant les fils rencontre une résistance, provoquant une perte d'énergie comme chaleur. Cette perte est proportionnelle à la longueur et à l'épaisseur des fils.
* Transformers: Les transformateurs, utilisés pour augmenter ou diminuer la tension, subissent également des pertes dues aux courants de Foucault et à l'hystérésis.
* lignes de transmission: Les lignes de transmission à longue distance subissent une perte d'énergie due à la résistance et aux fuites.
4. Autres facteurs:
* combustion incomplète: Si le carburant n'est pas complètement brûlé, une partie de son énergie reste inutilisée.
* Systèmes de refroidissement inefficaces: Les systèmes de refroidissement inefficaces peuvent entraîner des températures de fonctionnement plus élevées, réduisant l'efficacité.
* Usure de l'équipement: À mesure que les machines vieillissent, son efficacité diminue en raison de l'usure.
Exemple:
Une centrale électrique au charbon typique pourrait avoir une efficacité globale d'environ 35 à 40%. Cela signifie que pour les 100 unités d'entrée d'énergie (du charbon brûlant), seules 35 à 40 unités sont converties en électricité. Le reste est perdu sous forme de chaleur, de frottement et d'autres formes de dissipation d'énergie.
Conclusion:
Alors que les centrales électriques s'efforcent de maximiser l'efficacité, elles perdent inévitablement une quantité importante d'énergie pendant le processus de génération en raison de contraintes physiques et d'ingénierie. La poursuite en cours de technologies et de conception améliorées vise à minimiser ces pertes et à augmenter l'efficacité globale de la production d'électricité.
