Centrales au charbon

Centrale thermique

Centrale thermique et éoliennes. Peine, Basse-Saxe, Allemagne

Une centrale thermique est une centrale électrique qui produit de l'électricité à partir d'une source de chaleur. Cette source peut être un combustible brûlé (tels gaz naturel, certaines huiles minérales, charbon, déchets industriels, déchets ménagers), la fission de noyaux d'uranium 235 ou de plutonium 239.

Fonctionnement

La source de chaleur chauffe un fluide (souvent de l'eau) qui passe de l'état liquide à l'état gazeux (vapeur par exemple), gaz qui entraîne une turbine accouplée à un alternateur qui transforme l'énergie cinétique de la turbine en énergie électrique.

Pour entraîner la turbine, il faut que la pression soit plus faible à sa sortie qu'à l'entrée. La baisse de pression à la sortie de la turbine est obtenue en condensant le gaz, en aval de la turbine, à l'aide d'une source froide^[1].

Le fluide condensé est en général réutilisé comme source de vapeur et effectue un cycle thermodynamique fermé.

La cogénération consiste à produire conjointement de la chaleur pour un procédé industriel ou le chauffage urbain, afin d'améliorer le rendement global.

Rotor d’une turbine à vapeur.

Types

Les centrales thermiques se répartissent en trois grandes catégories, selon la nature de leur source de chaleur :

• Centrales nucléaires
• Centrales à flamme (charbon, fioul ou gaz)
• Centrales récupérant de la chaleur pré-existante (solaire, géothermique...)

Centrale nucléaire

Article détaillé : Centrale nucléaire.

Centrale à flamme

Centrale à gaz

Article détaillé : Centrale au gaz.

Centrale à charbon

Les centrales aux charbons ont connu quelques progrès techniques au XX^e siècle, dont la combustion sur lit fluidisé, puis les cycles supercritiques, qui ont permis d'en améliorer les rendements (passant d'environ 35 % pour les centrales mises en service dans les années 1970 à 46 % pour des procédés supercritiques disponibles au début des années 2000, tout en diminuant leur pollution. En France, Le charbon n'est plus produit, mais reste en périodes de pointe et de semi-base le combustible fossile majoritaire pour la production électrique thermique. En 2007, Mme Papalardo estimait que 80 % des kWh marginaux étaient encore produits par des centrales à charbon.^[2]. Les centrales au charbon ont toutefois été parmi les premières sources de pollution de l'air et le restent en Chine. Mercure (naturellement accumulé dans certains charbons), soufre, (sources de pluies acides) et CO₂ posent les principaux problèmes.

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Diagramme d'une centrale à charbon « standard »

1. Tour de refroidissement	10. Valve de contrôle de vapeur	19. Surchauffeur
2. Pompe de la tour de refroidissement	11. Turbine vapeur à haute pression	20. Ventilateur d'air primaire
3. Ligne de transmission triphasée	12. Dégazeur	21. Ressurchauffeur
4. Transformateur élévateur de tension	13. Préchauffeur d'eau de chaudière	22. Prise d'air de combustion
5. Alternateur	14. Convoyeur à charbon	23. Économiseur
6. Turbine vapeur à basse pression	15. Trémie à charbon	24. Réchauffeur d'air
7. Pompe d'extraction des condensats	16. Broyeur à charbon	25. Electro-filtre
8. Condenseur	17. Ballon de la chaudière	26. Ventilateur de tirage
9. Turbine à vapeur à pression intermédiaire	18. Trémie à mâchefers	27. Cheminée

Centrale au fioul

Ce type de centrale brule du fioul dans une chaudière et en tire la chaleur destinée à produire de la vapeur. Cette vapeur fait tourner une turbine qui entraine un alternateur et produit de l'électricité.

Centrale solaire

Article détaillé : Centrale solaire.

Centrale géothermique

Article détaillé : Centrale géothermique.

Notes et références

1. ↑ La thermodynamique, qui étudie les échanges de chaleur, démontre qu'une source chaude et une source froide sont absolument nécessaires pour échanger un travail avec une machine thermique.
2. ↑ Source : [Commission « Énergie » Michèle Pappalardo, présidente du groupe 1 et Aude Bodiguel, rapporteur ; Perspectives énergétiques de la France à l’horizon 2020-2050 Rapport d’orientation « Les enseignements du passé »], Centre d'analyse stratégique, Avril 2007, page 31/91 et 33/91

Liens internes

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• Énergie thermique

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