Le rôle de la turbine est de transformer l'énergie de l'eau, de la vapeur ou du vent en énergie mécanique, de manière à faire tourner un alternateur. L'alternateur, à son tour, transforme l'énergie mécanique en énergie électrique.
Une turbine est une machine tournante qui récupère l'énergie cinétique d'un fluide pour mettre en mouvement l'arbre de transmission. La turbine est constituée : D'une partie mobile comprenant un arbre sur lequel sont fixées les roues à aubes du compresseur et de la turbine.
La production d'électricité
La vapeur fait tourner une turbine qui entraîne à son tour un alternateur. Grâce à l'énergie fournie par la turbine, l'alternateur produit un courant électrique alternatif.
fém. A. − Dispositif rotatif destiné à utiliser la force d'un fluide et à transmettre le mouvement au moyen d'un arbre. Arbre, aubage, rotor, tuyère d'une turbine; turbine à gaz, à vapeur; turbine hydraulique; rendement, vitesse d'une turbine.
En tournant, ses turbines font à leur tour fonctionner un alternateur, qui va produire un courant électrique alternatif avec l'énergie crée par les turbines. Ce courant est ensuite transmis sur des lignes à très haute tension grâce à un transformateur.
La chaleur. dégagée chauffe un circuit d'eau qui est transformé en vapeur et envoyée sous pression vers une série de turbines. Celles-ci mettent en rotation l'alternateur tandis que la vapeur est évacuée et retransformée en eau grâce à un condenseur dans lequel circule de l'eau froide.
À la sortie de la conduite, dans la centrale, la force de l'eau fait tourner une turbine qui fait à son tour fonctionner un alternateur. Grâce à l'énergie fournie par la turbine, l'alternateur produit un courant électrique alternatif. La puissance de la centrale dépend de la hauteur de la chute et du débit de l'eau.
turbine[ClasseHyper.] turboréacteur[DomainDescrip.] roue[DomainDescrip.] moteur rotatif[Hyper.]
Benoît Fourneyron (1802-1867) est l'un des principaux inventeurs de la turbine, incontournable pour la production de l'énergie électrique.
Une turbine est constituée d'un rotor comprenant un arbre sur lequel sont fixées des aubes et, d'un stator constitué d'un carter portant des déflecteurs fixes, généralement constitué de deux parties assemblées selon un plan axial.
Dans ce générateur de vapeur, l'eau chaude du circuit primaire chauffe l'eau du circuit secondaire qui se transforme en vapeur. La pression de cette vapeur fait tourner une turbine qui entraîne à son tour un alternateur. Grâce à l'énergie fournie par la turbine, l'alternateur produit de l'électricité.
La turbine à action a des tuyères fixes qui orientent le débit de vapeur en jets à haute vitesse. Ces jets contiennent une importante énergie cinétique, qui est convertie en rotation de l'arbre par la forme des aubes du rotor, lorsque les jets de vapeur changent de direction.
Le principe est simple :
Les gaz sortent à très grande vitesse car ils traversent un réacteur dont la forme se rétrécit. De plus, en sortant du réacteur, les gaz font tourner une turbine, située sur le même axe que le compresseur, juste après la chambre de combustion.
Le rendement faible de la turbine à combustion (25 à 35 %) est dû au fait que, comme dans un moteur à pistons, une partie de l'énergie fournie par le combustible est nécessaire pour entraîner le compresseur et une autre perdue sous forme de chaleur dans les gaz d'échappement.
Un alternateur est constitué d'une bobine et d'un aimant. Dans un alternateur de vélo, l'aimant tourne devant la bobine. La rotation de l'aimant devant la bobine permet d'obtenir une tension alternative aux bornes de la bobine. L'alternateur transforme une énergie mécanique en énergie électrique.
L'alternateur reçoit de l'énergie mécanique et la convertit en énergie électrique et en d'autres formes comme de l'énergie thermique qui ne sont pas utiles. Le principe de l'alternateur est utilisé dans la plupart des productions électriques.
Au sein de l'alternateur, la mise en mouvement du rotor crée un courant par induction. Au sein du rotor, l'énergie mécanique est convertie en énergie électrique.
Techniquement, l'énergie hydroélectrique fonctionne sur le même principe que l'éolien. L'eau emprunte une conduite, puis son mouvement entraîne la rotation d'une roue ou d'une turbine, laquelle combinée à un générateur produit un courant continu.
Principe de fonctionnement de la turbine Kaplan
Les aubes de la roue (similaires à une hélice) et aubes directrices de la turbines sont ajustables. Les aubes directrices assurent que l'eau entre en contact avec les aubes de la roue à un angle optimal et transfèrent l'énergie au mieux.
Le barrage s'oppose à l'écoulement naturel de l'eau pour former un lac de retenue. Ce lac est alimenté par l'eau des torrents, la fonte des neiges et des glaciers. En France, la plus grande hauteur de chute est celle de Portillon en Haute-Garonne (1 420 m).
Si on peut faire sauter les électrons libres d'un conducteur dans la même direction et en même temps, on produit alors un flux, ou courant, d'électrons. Il s'agit d'un courant électrique. Dans un fil électrifié, les électrons libres sautent entre les atomes et créent un courant électrique d'une extrémité à l'autre.
L'histoire de la centrale hydroélectrique
La production d'hydroélectricité a vu le jour en 1882, lorsque Thomas Edison a conçu la toute première centrale hydroélectrique. Il utilisait alors plusieurs dynamos pour produire de l'électricité.
Associé à une centrale hydroélectrique ayant une capacité de 3 600 MW, le barrage de Jinping I, le plus haut du monde, est situé en Chine, à proximité de la rivière Yalong.