Il est toujours là chaque fois que vous retournez un interrupteur ou branchez un cordon. Nous dépendons tous de l’électricité pour nous maintenir tous les jours, que ce soit pour faire bouillir de l’eau pour notre café du matin, utiliser notre ordinateur pour le travail ou recharger notre téléphone. Vous êtes-vous déjà demandé comment l’électricité arrive chez vous? L’électricité parcourt une longue distance pour se rendre directement à votre maison. La station où votre électricité est produite pourrait être à des centaines de kilomètres! Tous les poteaux et les fils que vous voyez devant votre maison et le long de l’autoroute sont appelés système de distribution électrique ou transmission.
Aujourd’hui, les centrales à travers le pays sont connectées au système électrique (parfois appelé « réseau électrique »).
FONCTIONNEMENT DU RÉSEAU ÉLECTRIQUE
Le réseau électrique est un système multiforme et vital. L’une des réalisations d’ingénierie les plus remarquables de l’ère moderne. Il transmet l’énergie produite dans diverses installations et la distribue aux utilisateurs finaux, souvent sur de grandes distances. En outre, il fournit de l’électricité aux installations industrielles, aux bâtiments, aux écoles et aux maisons. Et il le fait chaque minute de chaque jour et toute l’année.
Le réseau national est essentiel à la production d’énergie car il garantit que l’électricité et le gaz sont transportés en toute sécurité. Aussi que la demande et l’offre sont bien équilibrées. Le but du réseau national est d’acheminer la chaleur, la lumière et l’électricité dont les clients ont besoin dans leurs différentes maisons. Mais aussi important que soit le réseau, il devra également répondre à la demande croissante à laquelle il sera confronté à l’avenir avec le passage à des sources à faible teneur en carbone.
Environ 40% de l’énergie de toutes les ressources énergétiques est utilisée pour produire de l’électricité, plus que pour tout autre usage unique. La compréhension technique et scientifique de l’énergie nous a permis de produire, de transmettre et d’utiliser de l’électricité pour chauffer des maisons, recharger des téléphones, éclairer des rues et bien plus encore. L’électricité arrive à nos maisons en trois étapes: la production, le transport et la distribution. C’est une procédure d’ingénierie complexe.
Le processus nécessite d’énormes investissements et une main-d’œuvre expérimentée. Les bases de la production d’électricité restent les mêmes dans toutes les formes d’électricité, telles que l’électricité produite au charbon, les barrages hydroélectriques, les centrales nucléaires, les sources d’énergie renouvelables, comme l’éolien et le solaire. Laissez-nous comprendre en détail.
PRODUCTION D’ÉLECTRICITÉ
L’électricité commence son parcours à la centrale, où elle est mise en place via des combustibles fossiles ou des ressources renouvelables allant du charbon et du gaz naturel à l’énergie hydroélectrique et éolienne. Dans la plupart des cas, ces ressources sont utilisées pour alimenter les turbines par la force (s) du gaz, de la vapeur, du vent, de l’eau, du solaire, de la biomasse, de la géothermie et même de la fission nucléaire.
Il existe différentes sources d’énergie, ainsi que différentes façons de générer de l’énergie. La chose centrale à méditer est que l’électricité est un produit fabriqué par l’homme, créé dans un générateur électrique. La production d’énergie commence par une source d’énergie qui peut être contrôlée et transformée pour créer de l’énergie électrique, puis délivrée par un courant électrique via des lignes électriques. La production d’électricité est la première étape de la production et de la distribution d’énergie produite.
Énergies renouvelables
L’ensemble des énergies renouvelables utilisées pour constituer notre électricité a augmenté au fil des ans, les combustibles fossiles étant progressivement éliminés. L’énergie renouvelable est composée de plusieurs sources, telles que le solaire, l’hydroélectricité, l’énergie éolienne, l’énergie houlomotrice, la biomasse et la marine. Une fois l’énergie produite par des sources d’énergie renouvelables, elle est dirigée vers le réseau à distribuer.
Combustibles fossiles
Les combustibles fossiles dominent encore aujourd’hui les sources d’électricité. Ils sont composés de gaz naturel, de charbon et de pétrole. Ils génèrent cette énergie en brûlant des combustibles fossiles, tels que le pétrole, le charbon et le gaz, qui décomposent ensuite les liaisons carbone et commencent à créer de l’énergie. De la vapeur est ensuite produite, qui entraîne d’énormes turbines pour produire de l’électricité via un aimant rotatif de haute puissance. Les centrales électriques à charbon sont reconnues comme le pire pollueur industriel en raison du volume important d’émissions de carbone, qui constitue une menace pour notre environnement et notre santé.
Énergie nucléaire
Dans les centrales nucléaires, l’énergie produite par un réacteur nucléaire produit de la chaleur à partir de métaux radioactifs, tels que l’uranium. L’énergie nucléaire reste un choix beaucoup plus propre pour la production d’énergie que les combustibles fossiles, car ils produisent moins de dioxyde de carbone.
En résumé, l’électricité est produite par la rotation ou la rotation des turbines. Ces turbines peuvent être commutées par tous les moyens – charbon, énergie nucléaire, vapeur, énergie renouvelable comme l’énergie solaire, etc. Dans différentes centrales électriques, les turbines sont mises en rotation par la pression de la vapeur, qui est créée en faisant bouillir de l’eau en brûlant du charbon dans de grandes chaudières. La pression de la vapeur est telle qu’elle fait tourner les turbines, qui à leur tour génèrent de l’électricité. L’hydroélectricité utilise la force de l’eau courante en aval d’un barrage de réservoir d’eau artificiel. La grande force de l’eau courante fait tourner les turbines. L’objectif est de faire tourner les turbines par tous les moyens.
TRANSMISSION D’ÉLECTRICITÉ
Il s’agit du transfert de masse d’énergie électrique des centrales de production où elle commence vers différentes sous-stations électriques. L’électricité est transportée sur une distance étendue à des tensions élevées, ce qui minimise la perte d’électricité. Les lignes de transmission sont des ensembles de fils, appelés conducteurs qui transportent l’énergie électrique des centrales électriques aux sous-stations qui fournissent de l’énergie aux clients. Tous ces éléments combinés forment un réseau connu sous le nom de « réseau électrique. »Ce réseau comprend des installations de production, des lignes de transmission, des lignes de sous-transmission, des lignes de distribution et des sous-stations. Le processus de transmission de l’électricité est décrit ci-dessous:
L’électricité est produite dans une centrale ou une centrale électrique. Le générateur convertit ensuite l’énergie mécanique en énergie électrique en poussant le courant électrique à traverser un circuit externe. Typiquement, un conducteur électrique, comme le cuivre, tourne à l’intérieur d’un champ magnétique pour créer de l’électricité. L’énergie utilisée pour tourner le conducteur peut provenir du charbon, du gaz naturel, de l’énergie nucléaire et des ressources renouvelables telles que l’énergie éolienne et solaire. Dans les centrales, l’électricité est généralement produite à moins de 30 000 volts (30 kV). Avant de s’écouler dans les câbles / lignes de transmission, l’électricité est « augmentée » à des tensions élevées par des transformateurs (ce sont des dispositifs qui augmentent et diminuent également la tension sur un circuit).
Les lignes de transport transportent l’électricité sur de longues distances, de l’installation de production à différentes zones où elles sont nécessaires. L’électricité dans les lignes de transmission est acheminée à des tensions supérieures à 200 kV pour amplifier le rendement. Des tensions d’environ 220 kV à 500 kV sont standard. En outre, les lignes de transmission sont généralement attachées à de grandes tours en acier à treillis ou à des poteaux en acier tubulaire.
Une sous-station de transmission relie deux lignes de transmission ou plus, et elle est composée d’interrupteurs à haute tension qui permettent de connecter ou d’isoler des lignes pour la maintenance. On peut également parler de poste de commutation. La sous-station peut avoir des transformateurs pour convertir entre deux tensions de transmission ou des équipements tels que des régulateurs pour contrôler le flux de puissance entre deux systèmes d’alimentation adjacents. Une grande sous-station de transmission peut couvrir plusieurs hectares avec plusieurs niveaux de tension et une grande quantité d’équipements de protection et de contrôle (condensateurs, relais, commutateurs, disjoncteurs, transformateurs de tension et de courant).Les lignes de sous-transmission
transportent de l’électricité à des tensions inférieures à 200 kV; généralement 66 kV ou 115 kV. Ils sont généralement suspendus à de grands poteaux en bois ou en acier léger. Ils peuvent également être placés sous terre.
DISTRIBUTION D’ÉLECTRICITÉ
L’électricité est distribuée par une sous-station de distribution électrique. Au poste, l’électricité à haute tension des lignes de transmission à haute tension est acheminée par des transformateurs abaisseurs qui abaissent la tension. L’électricité est ensuite transmise au réseau de lignes de distribution électrique locales. Avant que l’électricité n’entre dans une maison, la tension est à nouveau abaissée à l’aide de transformateurs abaisseurs. Dans la plupart des pays, la tension est de 220 V CA ou 110 V CC. L’électricité est le plus souvent distribuée par courant alternatif, bien que le courant continu soit parfois utilisé pour une transmission haute tension longue distance.
Le courant alternatif (CA) change de direction de temps en temps. Un cycle est une période complète, où le courant circule d’abord dans une direction, puis dans l’autre. La plupart des lignes de transport transportent du courant alternatif car l’électricité est produite et utilisée comme courant alternatif, et un transformateur peut être utilisé pour changer la tension si nécessaire.
Le courant continu (CC) circule dans un sens et est utile pour transmettre de l’électricité sur des distances considérables car l’électricité CC ne cycle pas, elle peut être utilisée pour connecter deux réseaux qui ne sont pas à la même fréquence ou synchronisés. Cependant, les transformateurs ne peuvent pas modifier la tension du courant continu; elle doit être reconvertie en courant alternatif pour être abaissée pour la distribution.
VOTRE MAISON
Dans une maison, l’électricité est attribuée à différentes prises par un réseau de fils via un câblage électrique. Votre électricité passe par la goutte de service et est enregistrée à votre compteur. Le compteur suit la quantité d’électricité que vous utilisez. À votre standard, votre électricité est divisée en circuits pour chaque zone de votre maison. Enfin, l’électricité se déplace à travers des fils derrière vos murs vers des prises de courant et des interrupteurs, où vous actionnez vos lumières et vos appareils.