Les réseaux d'énergie électrique. 3B , Centrales électriques et production alternative d'électricité

Traduction de : Elektrische Energieversorgung.

Auteur(s) :

Crastan, Valentin Découvrir l'auteur

Résumé

Une approche de la modélisation des centrales hydroélectriques, thermoélectriques et à combustibles fossile et nucléaire. Les méthodes alternatives de production d'électricité comme les énergies éolienne et solaire, ainsi que les piles à combustibles sont aussi évoquées.

Éditeur(s)
- Hermès science publications
- Lavoisier
Date
- impr. 2009
Notes
- Trad. des chapitres 4 à 7 du vol. 2 de la deuxième éd. allemande de 2009
- Bibliogr. p. 247-249. Index
Langues
- Français
Description matérielle
- 1 vol. (XII-253-V p.) : ill. ; 24 cm
Collections
- Collection dirigée par Jean-Claude Sabonnadière
Titre(s) en relation
- Elektrische Energieversorgung.
Sujet(s)
- Électricité -- Production
ISBN
- 978-2-7462-2340-0
Indice
- 621.31 Énergie électrique (production, transport, distribution)
Quatrième de couverture
- Les réseaux d'énergie électrique présente des systèmes techniques complexes dont le comportement peut être prédit de façon fiable par des processus de simulation. Ces derniers sont aujourd'hui implémentés dans de courts délais grâce aux progrès des méthodes par ordinateur. C'est pourquoi l'ouvrage présente une modélisation rigoureuse de la dynamique de toutes les parties de l'installation.
  La libéralisation du marché de l'énergie électrique et la forte concurrence qui l'accompagne conduisent les entreprises à exploiter les réseaux jusqu'à leurs limites.
  Ce volume étudie les centrales classiques hydroélectriques et celles thermoélectriques à combustibles fossile et nucléaire. Il traite également des méthodes alternatives de production de courant électrique par les énergies éolienne et solaire, des perspectives de la fusion nucléaire et des piles à combustible.
Tables des matières
- - Centrales électriques et production alternative d'électricité
  - Les réseaux d'énergie électrique 3B
  - Valentin Crastan
  - Lavoisier
  - Partie II Centrales électriques Conversion de l'énergie 1
  - Chapitre 4. Centrales hydroélectriques 3
  - 4.1 Bases hydrologiques3
  - 4.2 Centrales au fil de l'eau5
  - 4.2.1 Aménagement des eaux6
  - 4.2.2 Exécution6
  - 4.2.3 Dimensionnement8
  - 4.3 Centrales à accumulation8
  - 4.3.1 Accumulation journalière et hebdomadaire8
  - 4.3.2 Accumulation annuelle (centrales saisonnières)10
  - 4.3.3 Centrales de pompage-turbinage14
  - 4.4 Turbines hydrauliques15
  - 4.4.1 Turbine Pelton16
  - 4.4.1.1 Diamètre du jet et débit18
  - 4.4.1.2 Vitesse périphérique optimale19
  - 4.4.1.3 Diamètre, nombre de tours spécifique19
  - 4.4.2 Turbines à réaction22
  - 4.4.2.1 Phénomène de cavitation24
  - 4.4.2.2 Diagramme des énergies25
  - 4.4.2.3 Chiffres de débit et de pression25
  - 4.4.2.4 Relations entre n_q, Phi_i et Psi26
  - 4.4.2.5 Dimensionnement de la turbine27
  - 4.4.2.6 Types de turbines à réaction et types de pompes30
  - 4.4.3 Choix de la turbine31
  - 4.5 Dynamique34
  - 4.5.1 Galerie en pression34
  - 4.5.2 Chambre d'équilibre36
  - 4.5.3 Conduite forcée rigide37
  - 4.5.4 Modèle complet du système hydraulique38
  - 4.5.4.1 Schéma fonctionnel non linéaire38
  - 4.5.4.2 Fonction de transfert38
  - 4.5.5 Onde de pression élastique (coup de bélier)40
  - 4.5.5.1 Modèles de la conduite forcée avec élasticité41
  - 4.5.5.2 Fonction de transfert de la conduite forcée élastique44
  - 4.5.6 Modèle complet du système hydraulique avec élasticité45
  - 4.5.6.1 Fonction de transfert45
  - 4.5.6.2 Schéma fonctionnel non linéaire45
  - 4.5.7 Modèle de la turbine et de la centrale hydroélectrique45
  - 4.5.7.1 Equations per unit (p.u.)46
  - 4.5.7.2 Linéarisation des équations de la turbine48
  - 4.5.7.3 Fonction de transfert de la turbine50
  - Chapitre 5. Centrales thermoélectriques, thermopompe 53
  - 5.1 Cycle de travail de la vapeur53
  - 5.1.1 Cycles de Rankine et de Clausius-Rankine54
  - 5.1.2 Surchauffe intermédiaire et préchauffage de l'eau56
  - 5.2 Cycles des turbines à gaz57
  - 5.2.1 Turbine à gaz à cycle ouvert (cycle de Joule)57
  - 5.2.1.1 Cycle idéalisé58
  - 5.2.1.2 Cycle réel58
  - 5.2.1.3 Rendement, puissance61
  - 5.2.2 Récupération62
  - 5.2.3 Cycles à deux étages63
  - 5.3 Installations à cycle combiné64
  - 5.4 Cogénération67
  - 5.4.1 Cogénération par soutirage de vapeur67
  - 5.4.2 Cogénération par contre-pression69
  - 5.4.3 Turbines à gaz70
  - 5.4.4 Petites centrales à énergie totale71
  - 5.4.5 Cogénération et rejets de CO₂71
  - 5.5 Centrales à vapeur à combustible fossile72
  - 5.5.1 Circuit air-combustible-fumées/cendres72
  - 5.5.2 Circuit eau-vapeur, pertes72
  - 5.5.3 Circuit de refroidissement74
  - 5.5.4 Réglage de tranche (Heinrich Kleinen)76
  - 5.5.5 Dynamique79
  - 5.6 Centrales nucléaires82
  - 5.6.1 Energie provenant de la fission82
  - 5.6.1.1 La fission de l'uranium82
  - 5.6.1.2 Processus de conversion84
  - 5.6.2 Types de réacteurs85
  - 5.6.2.1 Réacteurs à eau légère (PWR, BWR)85
  - 5.6.2.2 Réacteurs à eau lourde87
  - 5.6.2.3 Réacteurs modérés au graphite88
  - 5.6.2.4 Réacteurs rapides surgénérateurs88
  - 5.6.3 Cycle à vapeur et réglage89
  - 5.6.4 Sécurité et cycle du combustible89
  - 5.6.4.1 Sécurité du réacteur89
  - 5.6.4.2 Cycle du combustible et gestion des déchets89
  - 5.6.5 Les risques du nucléaire91
  - 5.6.5.1 Sécurité de la centrale92
  - 5.6.5.2 Cycle du combustible92
  - 5.6.5.3 Gestion des déchets93
  - 5.6.5.4 Armes nucléaires93
  - 5.6.6 Effets de la radioactivité94
  - 5.6.6.1 Activité95
  - 5.6.6.2 Dose de rayonnement absorbé95
  - 5.6.6.3 Dose équivalente95
  - 5.6.6.4 Radioactivité naturelle96
  - 5.7 Centrales à cycle combiné (Heinrich Kleinen)97
  - 5.7.1 Centrales à cycle combiné proprement dit97
  - 5.7.1.1 Généralités97
  - 5.7.1.2 Exécution technique98
  - 5.7.1.3 Fonctionnement98
  - 5.7.2 Cycle combiné avec combustion auxiliaire dans la chaudière de récupération99
  - 5.7.3 Centrale à cycle combiné charbon/turbine à gaz avec récupération100
  - 5.7.4 Centrale à charbon combinée avec turbine à gaz dont les gaz d'échappement sont utilisés pour la combustion du charbon100
  - 5.7.5 Centrales avec conversion du charbon sous pression101
  - 5.7.6 Comportement dynamique103
  - 5.8 La pompe à chaleur104
  - 5.8.1 Importance pour l'économie énergétique104
  - 5.8.1.1 Comparaison exergétique104
  - 5.8.1.2 Comparaison des degrés d'utilisation de l'énergie107
  - 5.8.2 Principe et structure de la thermopompe110
  - 5.8.2.1 Le cycle idéalisé110
  - 5.8.2.2 Le cycle réel112
  - 5.8.2.3 Efficacité énergétique114
  - 5.8.3 Applications114
  - 5.8.3.1 Aspects climatiques115
  - 5.8.3.2 Dimensionnement de la distribution de chaleur116
  - Partie III Production alternative d'électricité 119
  - Chapitre 6. Energie éolienne 121
  - 6.1 L'énergie cinétique du vent121
  - 6.1.1 Puissance théorique du vent121
  - 6.1.2 Vitesse du vent122
  - 6.1.3 Le potentiel énergétique123
  - 6.1.4 La distribution de Weibull124
  - 6.2 Types d'éoliennes et leur puissance126
  - 6.3 Eoliennes à axe horizontal129
  - 6.3.1 Théorie de Betz129
  - 6.3.2 Théorie de l'aile portante131
  - 6.4 Installations modernes à axe horizontal133
  - 6.5 Autres types d'éoliennes134
  - 6.5.1 L'éolienne Darrieus134
  - 6.5.1.1 Géométrie du rotor134
  - 6.5.1.2 Forces agissant sur les éléments de la pale136
  - 6.5.1.3 Théorie de l'aile portante137
  - 6.5.2 Le rotor Savonius138
  - 6.5.2.1 Structure138
  - 6.5.2.2 Puissance fournie138
  - 6.5.2.3 Couple moteur140
  - 6.6 Opération et réglage, conception de la centrale140
  - 6.6.1 Puissance et mode de fonctionnement140
  - 6.6.2 Réglage de la puissance142
  - 6.6.3 Marche en parallèle avec le réseau142
  - 6.6.4 Marche en îlot143
  - Chapitre 7. Energie photovoltaïque 145
  - 7.1 Bases physiques, effet photoélectrique145
  - 7.1.1 La photoconduction146
  - 7.1.2 La jonction P-N148
  - 7.2 Effet photovoltaïque, courant photoélectrique149
  - 7.3 Cellule solaire, rendement total156
  - 7.3.1 Caractéristique et schéma équivalent156
  - 7.3.2 Tension à vide158
  - 7.3.3 Facteur de remplissage160
  - 7.3.4 Rendement global161
  - 7.3.5 Possibilités d'amélioration du rendement162
  - 7.3.6 Types de cellules solaires163
  - 7.4 Le Soleil comme source d'énergie165
  - 7.4.1 Intensité de rayonnement extraterrestre165
  - 7.4.2 Mouvement apparent du Soleil autour de la Terre166
  - 7.4.3 Calcul de la position du Soleil169
  - 7.4.4 Calcul de l'intensité de rayonnement169
  - 7.4.5 Energie de rayonnement journalière171
  - 7.4.6 Effet de l'atmosphère173
  - 7.4.7 Intensité de rayonnement avec atmosphère174
  - 7.5 Systèmes photovoltaïques177
  - 7.5.1 Modules et générateurs solaires177
  - 7.5.2 Systèmes PV en îlot177
  - 7.5.3 Installations PV couplées au réseau178
  - 7.5.4 Onduleur179
  - 7.5.5 Modélisation des modules et générateurs solaires181
  - Chapitre 8. Piles à combustible 185
  - 8.1 Structure et types185
  - 8.2 Principe et modèle187
  - 8.2.1 Bases électro-chimiques187
  - 8.2.2 Modèle linéaire189
  - 8.3 Piles à combustible pour applications stationnaires190
  - 8.3.1 Pile à combustible à l'acide phosphorique (PAFC)190
  - 8.3.2 Pile à combustible céramique (SOFC)191
  - 8.3.3 Systèmes et centrales à pile à combustible192
  - Chapitre 9. La fusion thermonucléaire 193
  - 9.1 Bases du processus de fusion193
  - 9.1.1 Réacteurs à fusion193
  - 9.1.2 Distribution de l'énergie194
  - 9.2 Le réacteur à fusion195
  - 9.2.1 Principe du réacteur (d-t)195
  - 9.2.1.1 Réaction de fusion dans le plasma197
  - 9.2.1.2 Réactions dans la couverture198
  - 9.2.2 Bilan énergétique du plasma198
  - 9.2.3 Le problème du confinement201
  - 9.2.3.1 Le confinement magnétique202
  - 9.2.3.2 Le confinement inertiel205
  - 9.3 Etat actuel et perspectives de la fusion nucléaire205
  - 9.3.1 Programme international de recherche205
  - 9.3.2 Avantages de la fusion, problèmes technologiques206
  - Annexes 207
  - Annexe I Thermodynamique 209
  - I.1 Notions de base209
  - I.1.1 Grandeurs d'état209
  - I.1.2 Transformations thermodynamiques210
  - I.1.3 Premier principe, bilan énergétique211
  - I.1.3.1 Systèmes fermés211
  - I.1.3.2 Ecoulements (systèmes ouverts)212
  - I.1.4 Entropie, deuxième principe214
  - I.2 Cycles thermodynamiques215
  - I.2.1 Cycle de Carnot215
  - I.2.2 Exergie, rendements216
  - I.2.3 Cycle thermodynamique général217
  - I.3 Transformations partielles218
  - I.3.1 Transformation isotherme218
  - I.3.2 Transformation isobare219
  - I.3.3 Transformation isochore219
  - I.3.4 Transformation adiabate220
  - I.3.4.1 Transformation isentrope (adiabate réversible)221
  - I.3.4.2 Transformation isoenthalpe (étranglement adiabate)221
  - I.3.5 Changement d'état polytrope222
  - I.4 Cycles thermodynamiques techniques222
  - Annexe II Eléments de physique nucléaire 225
  - II.1 Structure de l'atome et énergie de liaison225
  - II.2 Isotopes228
  - II.3 Radioactivité229
  - II.4 Réactions nucléaires230
  - II.5 Section efficace et taux de réaction230
  - II.6 La fission nucléaire232
  - II.6.1 La fission de l'uranium 235 (U²³⁵)232
  - II.6.2 Matières fissiles et matières fertiles234
  - Annexe III Fonction gamma 237
  - Annexe IV Diagramme de Mollier, fluides frigorigènes 239
  - Annexe V Solutions des exercices 243
  - Bibliographie 247
  - Index 251
Origine de la notice:
- BNF