Considéré comme une énergie verte, l'énergie hydroélectrique provient de la puissance de l'eau, une ressource renouvelable, qui coule à produire de l'électricité. stations hydroélectriques ne créent pas de pollution ou de contaminer l'environnement. Aux États-Unis, environ 96 pour cent de l'énergie renouvelable et environ 10 pour cent de l'électricité globale produite provient de l'énergie hydroélectrique. Les éléments d'une centrale hydroélectrique sont l'eau qui coule, une turbine, un générateur et des lignes de transmission qui conduisent l'électricité aux points utilisateurs.
Formes d'énergie
L'énergie ne peut être créée ni détruite dans la nature, mais elle peut être transformée d'une forme à une autre. Une centrale hydroélectrique utilise le mouvement, ou cinétique, l'énergie de l'eau qui coule pour faire tourner les pales de l'hélice comme d'une turbine, la transformant en énergie mécanique. A l'intérieur du générateur, l'énergie mécanique est transformée en énergie électrique lorsque la turbine tourne le rotor du générateur. La plupart des grandes centrales hydroélectriques sont situées à proximité des barrages, qui créent une masse d'eau qui obtient libéré d'une hauteur à écouler au-delà des aubes de turbine.
Turbines hydroélectriques
Généralement situé au-dessous de la centrale électrique, la turbine hydraulique comporte une soupape d'admission, également appelée une conduite forcée, qui la relie à la source de l'eau qui tombe. La vanne dirige l'eau sur les pales incurvées de la turbine, ce qui les rend pivotent. Pendant que l'eau passe à travers les aubes de la turbine, il sort par la vanne de sortie, déchargeant à une partie inférieure du corps de l'eau. Les aubes de turbine sont reliées à un arbre central, ce qui fait tourner les rotors à l'intérieur des générateurs à turbine dans la centrale électrique. Parfois, l'eau de décharge est réutilisée par pompage de l'eau de l'étang bas du dos jusqu'à l'eau qui alimente la soupape d'admission.
Principes de Faraday
générateurs hydroélectriques changent l'énergie mécanique en énergie électrique en utilisant les principes découverts par le scientifique anglais Michael Faraday. En 1831, il a décrit l'induction électromagnétique, ce qui a permis le développement de l'électricité en un outil utile plutôt que juste une curiosité scientifique. Son expérience a consisté à faire une bobine de fil en l'enveloppant autour d'un cylindre de papier. Raccordement de la bobine de fil à un galvanomètre, qui détecte des courants électriques, il a bougé un aimant avant et en arrière à l'intérieur du cylindre de papier. Lorsque l'aimant déplacé, le galvanomètre enregistré un courant électrique induit dans la bobine de fil. Faraday avait créé un courant électrique en déplaçant un aimant à l'intérieur d'une bobine de cuivre. Aujourd'hui encore, les parties essentielles d'un générateur hydroélectrique sont enroulé fil et un champ électromagnétique mobile.
Générateurs hydroélectriques
Les générateurs sont constitués d'une partie extérieure fixe appelé le stator et une partie intérieure mobile, le rotor, qui est attaché à l'arbre de la turbine. Comme mentionné précédemment, l'arbre de turbine tourne le rotor à l'intérieur du générateur. Électroaimants recouvrent la surface extérieure du rotor et la surface intérieure du stator est constitué d'enroulements de cuivre. Lorsque le rotor se déplace les électro-aimants devant les enroulements de cuivre, les électrons vibrent en cuivre pour produire un courant électrique alternatif. La fréquence du courant alternatif, exprimée en cycles par seconde ou Hertz, est déterminée par le nombre de fois par seconde que les aimants du rotor passent devant les enroulements de cuivre du stator. L'électricité va du générateur dans les transformateurs qui augmentent la tension de sorte que le électricité peut voyager sur de longues distances par des lignes électriques. Avant cela va à l'utilisateur final, l'électricité va à nouveau à travers les transformateurs dans les postes pour réduire la tension. Ensuite, il passe par plusieurs lignes électriques et par pôle transformateurs dans les foyers et les entreprises.