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Sciences de la Terre et Géographiques

Infrastructures de Gestion de l'Eau

barrage

Ens. Scient.853Mis à jour 23 sept. 20264 pages

Fonctionnement d'un Barrage Hydroélectrique PDF: Schéma Simple et Calcul de Rendement

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Le barrage hydroélectrique est un système complexe de production d'électricité utilisant l'énergie de l'eau. Ce document explique en détail le fonctionnement d'un barrage hydroélectrique , ses composants principaux et le calcul de son rendement énergétique. Points clés : Description des étapes de conversion d'énergie dans une centrale hydroélectrique Analyse des rendements de chaque composant : turbine, alternateur, transformateur Calcul détaillé du rendement global d'une installation hydroélectrique Schémas explicatifs du fonctionnement d'une centrale hydraulique
le fonctionnement d'un barrage et calcul rendement – page 1

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Page 2 : Convertisseurs d'énergie dans une centrale hydroélectrique

Cette page détaille les trois principaux convertisseurs d'énergie dans une centrale hydroélectrique : la turbine, l'alternateur et le transformateur. Chaque convertisseur est représenté par un schéma simple montrant les entrées et sorties d'énergie.

Exemple : La turbine convertit l'énergie cinétique (Ec) de l'eau en énergie mécanique (Em). L'alternateur transforme ensuite cette énergie mécanique en énergie électrique (Eélec), avec une perte sous forme d'énergie thermique (Eth).

Highlight : Le transformateur est le dernier maillon de la chaîne, ajustant les caractéristiques de l'énergie électrique pour sa distribution sur le réseau.

Vocabulaire : Le "canal de fuite" est mentionné, il s'agit du conduit par lequel l'eau s'écoule après avoir traversé la turbine.

le fonctionnement d'un barrage et calcul rendement – page 2

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Page 3 : Calcul des rendements des composants

Cette page présente les calculs de rendement pour chaque composant principal d'une centrale hydraulique : la turbine, l'alternateur et le transformateur. Les formules et les étapes de calcul sont détaillées pour chaque élément.

Exemple : Pour la turbine, avec une énergie cinétique initiale de 5 MWh et un rendement de 70%, l'énergie mécanique produite est calculée : Em = 70∗570 * 5 / 100 = 3,5 MWh.

Définition : Le rendement est le rapport entre l'énergie utile produite et l'énergie fournie à un système, exprimé en pourcentage.

Highlight : Les calculs montrent comment l'énergie se transforme et diminue à chaque étape du processus, illustrant l'importance de l'efficacité de chaque composant.

le fonctionnement d'un barrage et calcul rendement – page 3

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Page 4 : Calcul du rendement total

Cette dernière page conclut l'analyse en calculant le rendement total de la centrale hydroélectrique. Elle montre comment combiner les rendements individuels de chaque composant pour obtenir l'efficacité globale du système.

Formule : Le rendement total est calculé en multipliant les rendements de la turbine, de l'alternateur et du transformateur : rtotal = rturbine * ralternateur * rtransformateur

Exemple : Avec les valeurs données (70% pour la turbine, 98% pour l'alternateur, 99% pour le transformateur), le rendement total est calculé : r = 0,70 * 0,98 * 0,99 * 100 = 68%

Highlight : Ce calcul final démontre que malgré des rendements élevés pour chaque composant, le rendement global d'une centrale hydroélectrique est significativement inférieur, soulignant l'importance de l'optimisation de chaque étape du processus.

le fonctionnement d'un barrage et calcul rendement – page 4

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Page 1 : Schéma général d'un barrage hydroélectrique

Cette page présente un schéma de centrale hydroélectrique détaillant les différentes étapes de conversion d'énergie dans un barrage. On y voit les principaux éléments d'une centrale hydraulique : le lac de retenue, le barrage, la conduite forcée, la turbine, le générateur, le transformateur et la ligne à haute tension.

Vocabulaire : Les différentes formes d'énergie sont indiquées : énergie mécanique (Em), énergie potentielle (Ep), énergie cinétique (Ec), énergie électrique (Eélec) et énergie thermique (Eth).

Highlight : Le schéma montre les rendements estimés pour chaque étape de conversion, qui varient selon les installations. Par exemple, la turbine a un rendement de 70%, l'alternateur 98% et le transformateur 99%.

Definition : Le barrage hydroélectrique est une installation qui convertit l'énergie potentielle de l'eau en énergie électrique à travers une série de transformations énergétiques.

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