L'hydroélectricité est une technologie d'énergie renouvelable qui utilise l'énergie cinétique de l'eau pour produire de l'électricité. C'est une source d'énergie propre largement utilisée qui présente de nombreux avantages, tels que le caractère renouvelable, les faibles émissions, la stabilité et la contrôlabilité. Le principe de fonctionnement de l'hydroélectricité repose sur un concept simple : utiliser l'énergie cinétique du débit d'eau pour entraîner la turbine, qui à son tour fait tourner le générateur pour produire de l'électricité. Les étapes de la production hydroélectrique sont les suivantes : la dérivation de l'eau d'un réservoir ou d'une rivière, ce qui nécessite une source d'eau, généralement un réservoir (réservoir artificiel) ou une rivière naturelle, qui fournit l'électricité ; le guidage du débit d'eau, où l'eau est dirigée vers les pales de la turbine via un canal de dérivation. Ce canal permet de contrôler le débit d'eau afin d'ajuster la capacité de production d'électricité ; la turbine est en marche et le débit d'eau heurte les pales de la turbine, la faisant tourner. La turbine est similaire à l'éolienne dans la production d'énergie éolienne ; le générateur produit de l'électricité, et le fonctionnement de la turbine fait tourner le générateur, qui produit de l'électricité grâce au principe de l'induction électromagnétique ; Le transport d'électricité consiste à acheminer l'énergie produite vers le réseau électrique et à l'alimenter en électricité par les villes, les industries et les ménages. Il existe de nombreux types d'hydroélectricité. Selon leurs principes de fonctionnement et leurs applications, on peut la diviser en deux catégories : la production d'électricité par les rivières, la production d'électricité par les réservoirs, la production d'électricité par les marées et les océans, et la petite hydroélectricité. L'hydroélectricité présente de nombreux avantages, mais aussi des inconvénients. Les principaux avantages sont les suivants : l'hydroélectricité est une source d'énergie renouvelable. Reposant sur la circulation de l'eau, elle est renouvelable et ne s'épuisera pas ; c'est une source d'énergie propre. L'hydroélectricité ne produit pas de gaz à effet de serre ni de polluants atmosphériques, et a un faible impact sur l'environnement ; elle est contrôlable. Les centrales hydroélectriques peuvent être ajustées en fonction de la demande pour fournir une alimentation de base fiable. Les principaux inconvénients sont les suivants : les projets hydroélectriques à grande échelle peuvent endommager l'écosystème et engendrer des problèmes sociaux tels que l'exode rural et l'expropriation des terres ; l'hydroélectricité est limitée par la disponibilité des ressources en eau, et la sécheresse ou la baisse du débit peuvent affecter la capacité de production d'électricité.
L'hydroélectricité, en tant que forme d'énergie renouvelable, a une longue histoire. Premières turbines et roues hydrauliques : Dès le IIe siècle avant J.-C., les hommes ont commencé à utiliser des turbines et des roues hydrauliques pour actionner des machines telles que des moulins et des scieries. Ces machines utilisent l'énergie cinétique du débit d'eau pour fonctionner. L'avènement de la production d'électricité : À la fin du XIXe siècle, les hommes ont commencé à utiliser des centrales hydroélectriques pour convertir l'énergie hydraulique en électricité. La première centrale hydroélectrique commerciale au monde a été construite dans le Wisconsin, aux États-Unis, en 1882. Construction de barrages et de réservoirs : Au début du XXe siècle, l'hydroélectricité s'est considérablement développée avec la construction de barrages et de réservoirs. Parmi les projets de barrages célèbres, citons le barrage Hoover aux États-Unis et le barrage des Trois Gorges en Chine. Progrès technologiques : Au fil du temps, la technologie hydroélectrique a été continuellement améliorée, notamment avec l'introduction de turbines, d'hydrogénérateurs et de systèmes de contrôle intelligents, qui ont amélioré l'efficacité et la fiabilité de l'hydroélectricité.
L'hydroélectricité est une source d'énergie propre et renouvelable, et sa filière couvre plusieurs maillons clés, de la gestion des ressources en eau au transport d'électricité. Le premier maillon de la filière hydroélectrique est la gestion des ressources en eau. Celle-ci comprend la programmation, le stockage et la distribution des débits afin de garantir un approvisionnement stable en eau aux turbines pour la production d'électricité. La gestion des ressources en eau nécessite généralement la surveillance de paramètres tels que les précipitations, la vitesse et le niveau d'eau afin de prendre des décisions appropriées. Une gestion moderne des ressources en eau privilégie également la durabilité afin de garantir le maintien de la capacité de production d'électricité même dans des conditions extrêmes comme la sécheresse. Les barrages et les réservoirs sont des installations clés de la filière hydroélectrique. Les barrages servent généralement à élever le niveau de l'eau et à créer une pression, augmentant ainsi l'énergie cinétique de l'écoulement. Les réservoirs servent à stocker l'eau afin de garantir un débit suffisant lors des pics de demande. La conception et la construction des barrages doivent tenir compte des conditions géologiques, des caractéristiques de l'écoulement et des impacts écologiques afin de garantir la sécurité et la durabilité. Les turbines sont les éléments clés de la filière hydroélectrique. Lorsque l'eau traverse les pales de la turbine, son énergie cinétique est convertie en énergie mécanique, ce qui entraîne la rotation de la turbine. La conception et le type de turbine peuvent être choisis en fonction de la vitesse, du débit et de la hauteur de l'eau afin d'obtenir une efficacité énergétique optimale. Lorsque la turbine tourne, elle entraîne le générateur qui lui est connecté pour produire de l'électricité. Le générateur est un dispositif clé qui convertit l'énergie mécanique en énergie électrique. Son principe de fonctionnement consiste généralement à induire un courant via un champ magnétique rotatif pour générer du courant alternatif. La conception et la capacité du générateur doivent être déterminées en fonction de la demande d'électricité et des caractéristiques du débit d'eau. L'électricité produite par le générateur est du courant alternatif, qui doit généralement être traité par une sous-station. Les principales fonctions d'une sous-station sont l'élévation de tension (augmentation de la tension pour réduire les pertes d'énergie lors du transport) et la conversion du courant (conversion du courant alternatif en courant continu ou inversement) pour répondre aux besoins du réseau de transport d'électricité. Le dernier maillon est le transport d'électricité. L'électricité produite par la centrale est acheminée aux utilisateurs en zones urbaines, industrielles ou rurales par des lignes de transport. Les lignes de transport doivent être planifiées, conçues et entretenues pour garantir un acheminement sûr et efficace de l'électricité jusqu'à sa destination. Dans certaines régions, il peut également être nécessaire de la traiter à nouveau via une sous-station pour répondre aux exigences des différentes tensions et fréquences.
Date de publication : 12 novembre 2024
