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CONVERSION PHOTOVOLTAÏQUE -CONVERSION ÉOLIENNE- COMPATIBILITÉ ÉLECTROMAGNÉTIQUE

CONVERSION PHOTOVOLTAÏQUE -CONVERSION ÉOLIENNE- COMPATIBILITÉ ÉLECTROMAGNÉTIQUE Responsable du cours Dr. DAOUDA Abdourahimoun Partie 1 Généralité sur les énergies INTRODUCTIION Quelles sont les sources d'énergie dites non-renouvelables ? Pourquoi les appelle-t-on non-renouvelables ? Pourquoi appelle-t-on fossiles, certaines de ces énergies ? Quelles sont les sources d'énergie renouvelables ? Pourquoi les appelle-t-on renouvelables ? Quelle est la principale cause du réchauffement du climat ? Pourquoi utiliser les énergies renouvelables ? Quels sont les avantages et les inconvénients des énergies non-renouvelables et des énergies renouvelables ? Courant électrique? La guerre des courants a commencé en 1888, 6 ans après la découverte du courant continu par Thomas Edison. C’est une controverse technique et industrielle opposant d’une part Thomas Edison qui prône le système de distribution en courant continu et d’autre part Westinghouse et Tesla, adeptes du système à courant alternatif. La guerre s'est "terminée" vers 1891, lorsque le courant alternatif a gagné en tant que principal moyen d'approvisionnement en électricité. La clé du succès en courant alternatif a été l'invention du transformateur qui pouvait facilement passer de la moyenne tension à la haute et à la très haute tension pour le transfert d'énergie sur de longues distances d'une centrale de production à courant alternatif éloignée à des centres de charge situés à des centaines de kilomètres avec des pertes de transmission réduites. De plus, les transformateurs peuvent également ramener la haute tension à la basse tension aux postes de charge pour alimenter l'équipement basse tension. Les grands changements qui se sont produit dans l’industrie d’apprivoisement d’électricité pendant les derniers 10 ou 20 ans Privatisation et libéralisation : la transmission et la distribution ont été séparées l’une de l’autre. Pour cela une autre structure d’interaction et communication est nécessaire pour garantir la stabilité du réseau ; un manquement de cela peut engendrer des blackouts. Des incitatives pour garder les réseaux stables ne sont pas évidents. L’intégration des énergies renouvelables dans les marchés d’électricité augmente: cela rende la gestion du réseau plus difficile, parce que la production par des sources renouvelables est très volatile. En cas de manquement de production les stockages doivent être activés et la surproduction par des énergies renouvelables doit également être gérée pour éviter une surcharge du réseau. C’est quoi le projet DESERTEC? C’était un projet qui cherchait à lier l’Afrique du Nord et la méditerrané par des câbles de transmission à haut voltage en sous de la méditerrané pour assurer l’apprivoisement de l’Europe avec l’énergie solaire. Néanmoins le projet était abandonné, à cause de deux raisons : la capacité du réseau européen de pouvoir absorber toute cette énergie n’était pas sûre (face aux difficultés qui arrivent déjà avec l’énergie renouvelable produite en Europe) ; la rentabilité du projet est mise sous question à cause de l’insécurité des prix d’énergie en Europe. Tous les sponsors sont finalement sortis du projet. Le courant alternatif à haute tension s’est développé considérablement, cependant il est bien connu qu'une ligne de transmission (de même taille) peut transférer plus de puissance avec moins de pertes en courant continu qu'en courant alternatif en raison des limites thermiques et de stabilité. Les avantages des réseaux HTDC sont définis par des puissances nominales plus élevées pour une ligne donnée et un meilleur contrôle des flux d'électricité, particulièrement dans des conditions transitoires et d'urgence qui peuvent souvent entraîner des pannes. De nombreux ingénieurs électriciens ont étudié la possibilité d'ajouter des micro-réseaux en courant continu dans les réseaux de distribution locaux. Une solution favorable est de construire un réseau hybride courant continu et courant alternatif au niveau de la distribution, de coupler les sources de courant continu avec les charges en courant continu et les sources de courant alternatif avec les charges en courant alternatif. Le système énergétique est constitue par l’ensemble des transformations et des moyens associes permettant de transférer l’energie depuis les sources d’approvisionnement rencontrées dans la nature jusqu’aux usages utiles a l’homme. Le premier niveau du système énergétique se compose de toutes les sources énergétiques disponibles dans la nature, qui pour la plupart ne peuvent être directement utilisées au niveau final qu’après une série de transformations et de transports. Elles sont bien connues et sont dénommées énergies primaires. Il convient de les classer en deux catégories : • les énergies primaires épuisables ou non-renouvelables : ce sont les combustibles minéraux solides (charbon, lignite, tourbe), le pétrole (conventionnel ou contenu dans les schistes bitumineux et les sables aspartiques), le gaz naturel, l’uranium, auquel on peut ajouter le thorium ; • les énergies primaires renouvelables : elles revêtent des formes aussi diverses que l’hydraulique (de barrage ou au fil de l’eau), le solaire thermique ou photovoltaïque, l’energie éolienne, la biomasse (le bois, certains végétaux et déjections animales), la géothermie, l’energie des marées ou encore l’energie thermique des mers. Transformation de l’énergie les formes d’énergie libre 1) Transformation de l’energie rayonnante en énergie thermique : elle est réalisée, par exemple, par les capteurs de rayonnement solaire fournissant l’eau sanitaire pour une habitation ou pour échauffer un fluide en vue d’une production d’électricité. 2) Transformation de l’energie rayonnante en énergie électrique : cela est réalise dans les convertisseurs photovoltaïques, par exemple les panneaux solaires d’un satellite artificiel ou a usage domestique. 3) Transformation de l’energie thermique en énergie mécanique : c’est que ce réalisent la machine a vapeur et, plus généralement, les turbines et moteurs thermiques, tels ceux des voitures automobiles. 4) Transformation de l’energie thermique en energie électrique : cette conversion directe est realisee dans les convertisseurs thermoélectriques (par exemple, les thermocouples utilises pour des mesures de température) et thermoïoniques. (Industriellement, on passe plus souvent par l’intermédiaire de l’energie mécanique, par exemple dans les centrales électriques classiques ou nucléaires.) 5) Transformation de l’energie mécanique en energie électrique : ce sont les générateurs électriques (dynamos, alternateurs) qui réalisent cette transformation. Le Mécanisme de développement propre C’est un principe du protocole de Kyoto qui permet le « développement » de moyens dans les pays en développement ou en transition tout en encourageant la réduction des émissions de CO2 d’où le « propre ». On peut dire que c’est un mécanisme de compensation carbone cachant un marché économique car il fonctionne sur des quotas d’émissions globaux. On part de l’idée où le CO2 se mélange dans l’air et contribue à l’effet de serre peu importe l’endroit où il est émis. Donc, les entreprises des pays développés (qui sont soumises à des quotas maximum d’émissions) vont financer des projets réducteurs de CO2 dans les pays en transition afin de bénéficier d’un crédit d’émission supplémentaire à la hauteur des émissions évitées s’il n’y avait pas de projet. Dans un contexte de changements climatiques avérés et d’une baisse rapide des coûts de production des énergies renouvelables, un virage mondial est observé quant à la part de ces dernières dans le portfolio global de production électrique. ces production renouvelables variables moderne ne sont pas synchronisés au réseau électrique, la puissance produite transitant entièrement ou partiellement par l’intermédiaire de convertisseurs courant continu-courant alternatif (CC-CA). Ils ne peuvent donc pas soutenir le réseau de la même manière que les productions traditionnelles et doivent être différemment protégés contre les effets de tout événement anormal sur le réseau. Centrale nucléaire Qu’entend-on par fission /fusion nucleaire ? Fission nucléaire: C’est l’éclatement d’un gros noyau radioactif (instable) comme l’uranium pour former 2 noyaux plus légers + quelques particules élémentaires (neutrons) afin de créer de l’énergie par dégagement de chaleur. On va faire percuter un neutron sur le noyau afin de le déséquilibrer. Pour se rééquilibrer il va donc se scinder en deux et expulser des neutrons qui a leur tour irons éclater d’autres noyaux réaction en chaine qui dégage une quantité gigantesque d’énergie. Fusion nucléaire: C’est l’inverse de la fission, c’est-à-dire qu’on va unir 2 petites noyaux en 1 seul plus lourd. Pour cela on va donc devoir apporter de l’énergie sous forme de chaleur. C’est une technique qui se produit naturellement dans la nature mais qui est difficilement contrôlable au niveau nucléaire. LE PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DES CENTRALES NUCLEAIRES DE TYPE REB & REP ? REP = Réacteur à eau sous pression (50%) On va avoir 2 circuits séparés. Le cœur du réacteur va se trouver dans une enceinte fermée et va chauffer l’eau sous pression circulant dans les tuyaux. Cette eau chauffée va ensuite passée dans le circuit secondaire sous forme de vapeur, ce qui permettra de faire tourner une turbine et un alternateur afin de produire de l’électricité. La vapeur être recondensée afin de repasser dans le circuit primaire. L’avantage de ce type de réacteur est qu’il contient la radioactivité au niveau du cœur. Il y aura ainsi moins de danger pour la santé humaine lors des opérations de maintenance. REB = Réacteur à eau bouillante (25%) Ce type de réacteur fonctionne sur le même principe de REP afin de produire de l’électricité, cependant celui-ci se fera en circuit unique. C’est-à-dire que le cœur du réacteur va baigner directement dans un bain d’eau bouillante dégageant de la vapeur « radioactive » faisant tourner les turbines. HYDROGENE QUELS SONT LES OBSTACLES A L’UTILISATION uploads/Ingenierie_Lourd/ cours-conversion-photovoltaiue-1.pdf