Centrale nucléaire Isar, Allemagne

Piscine de combustible nucléaire usé

Turbine d'une centrale nucléaire

Production de l'électricité

Production de l'électricité

Après la Seconde Guerre mondiale, l'utilisation principale de l'énergie nucléaire était la production d'énergie électrique. L'électricité, dans ce cas, est générée dans les centrales nucléaires.

Selon la définition de l'énergie nucléaire, il est possible d'extraire l'énergie contenue dans le noyau des atomes pour générer de la chaleur. Grâce à l'énergie thermique obtenue, il est possible de faire fonctionner une centrale thermoélectrique.

Production d'électricité par l'énergie nucléaire

Le processus d'obtention d'électricité par le biais de l'énergie nucléaire est le résultat d'un processus thermodynamique et mécanique.

Une centrale nucléaire a pour objectif de transformer l'énergie interne des atomes d'uranium en énergie électrique. Ce processus est effectué en suivant certaines étapes:

Dans un premier temps, le réacteur nucléaire génère des réactions de fission émettant une grande quantité de chaleur. Avec toute cette énergie thermique, la vapeur est obtenue à haute pression. La vapeur, grâce à sa haute pression, entraîne les turbines à vapeur de l'usine. De cette manière, on obtient de l'énergie mécanique, énergie de rotation d'un axe. Enfin, le responsable de la transformation de l'énergie mécanique en énergie électrique est le générateur électrique.

Autres formes de production d'électricité

À l'exception de la production d'électricité grâce à l'utilisation de l'énergie solaire photovoltaïque, le reste des sources de production d'énergie électrique repose sur le même principe. Dans la majorité du chaos, l'objectif est d'obtenir de l'énergie mécanique pour la convertir en énergie électrique au moyen d'un générateur d'électricité.

Sources d'énergie non renouvelables

Nous nous référons aux systèmes de production d'électricité utilisant des systèmes d'énergie non renouvelables qui utilisent des combustibles qui s'épuisent. Autrement dit, le taux de consommation de ces carburants est plus rapide que celui auquel ils sont générés.

Outre les centrales nucléaires, il existe des centrales thermiques pour produire de l'électricité. Dans ces centrales, le processus de production d'électricité est pratiquement le même. Les centrales thermiques, qui utilisent le charbon et d'autres combustibles fossiles, tirent également parti de la valeur calorifique de leur combustible pour générer de la vapeur à haute pression, faire fonctionner des turbines et réactiver le générateur électrique. Tandis que les centrales nucléaires obtiennent de la chaleur par le biais de réactions nucléaires, les centrales thermiques captent l'énergie thermique de la combustion de combustibles fossiles.

Dans cette catégorie, nous devons également mentionner l'électrochimie. L'électrochimie est la transformation directe de l'énergie chimique en électricité, comme dans une batterie. La production d'électricité électrochimique est importante dans les applications portables et mobiles. Actuellement, la majeure partie de l'énergie électrochimique provient de batteries. Les systèmes électrochimiques ouverts, appelés piles à combustible, peuvent être utilisés pour extraire de l'énergie à partir de combustibles naturels ou synthétiques.

Production d'électricité à partir d'énergies renouvelables

Nous nous référons aux sources d'énergie renouvelables provenant de sources inépuisables ou pratiquement inépuisables ( rayonnement solaire, vent, etc.).

Dans ce type de production d'électricité, la turbine ressemble à la production d'énergie nucléaire. C'est-à-dire que dans les centrales électriques au moyen de différentes techniques (combustion du charbon, énergie nucléaire, etc.), un axe de rotation est obtenu à un moment donné. Dans le cas de nombreuses énergies renouvelables (énergie éolienne, hydraulique, etc.), un axe de rotation est également obtenu à un moment donné. A partir de là, le processus est le même: convertir l'énergie cinétique de l'axe en rotation de l'énergie électrique à travers les générateurs d'électricité.

Une mention particulière doit être faite de l'énergie photovoltaïque. Dans cette variante de l'énergie solaire, l'électricité n'est pas obtenue à partir d'un générateur mais à partir d'une cellule photovoltaïque. Les cellules photovoltaïques permettent la conversion du rayonnement solaire en énergie électrique. Lors de la réception du rayonnement solaire, l'effet photovoltaïque génère un petit mouvement d'électrons.

Malgré le coût, l'utilisation de ce type d'énergie est très bien acceptée par les secteurs de l'environnement car elle ne contribue ni à l'effet de serre ni au réchauffement de la planète. Du point de vue de l'environnement, il offre beaucoup plus d'avantages que les sources d'énergie fossiles.

Coût de la production d'électricité

Le coût de la production d'électricité et sa viabilité économique varient en fonction de la demande et de la région. L'économie varie considérablement à travers le monde, ce qui fait aussi varier le coût de la production d'électricité. L'énergie hydroélectrique, l'énergie nucléaire, les centrales thermiques et d'autres sources renouvelables et non renouvelables ont leurs propres avantages et inconvénients. Généralement, le choix de la meilleure option est basé sur l'exigence de puissance locale et les fluctuations de la demande. Tous les réseaux électriques ont des charges variables, mais le minimum quotidien est la charge de base, fournie par les centrales en fonctionnement continu.

L'énergie thermique est économique dans les zones à forte densité industrielle, car une forte demande ne peut être satisfaite par des sources d'énergie renouvelables. Ces installations peuvent également supporter les variations de charge et de consommation d'énergie en ajoutant d'autres unités ou en réduisant temporairement la production de certaines unités. Les centrales nucléaires peuvent produire une grande quantité d'énergie à partir d'un seul réacteur nucléaire.

Cependant, les accidents nucléaires survenus au cours de l'histoire, tels que l'accident nucléaire de Fukushima au Japon, ont suscité des préoccupations pour la sécurité de l'énergie nucléaire. En outre, le coût en capital des centrales nucléaires est très élevé. Les centrales hydroélectriques sont situées dans des zones où l'énergie potentielle de la chute d'eau peut être utilisée pour déplacer les turbines et générer de l'énergie.

En raison des progrès de la technologie et de la production de masse, les sources d'énergie renouvelables autres que l'hydroélectricité (énergie solaire, éolienne, énergie marémotrice, etc.) ont connu une baisse du coût de production et de la De nombreux cas sont comparés en coûts avec les combustibles fossiles.

De nombreux gouvernements dans le monde accordent des subventions pour compenser le coût plus élevé de toute nouvelle production d'énergie et pour que l'installation de systèmes d'énergie renouvelable soit économiquement viable. Cependant, l'utilisation de sources renouvelables est souvent limitée par leur nature intermittente.

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Références

Dernier examen: 4 avril 2019