Électricité Hydraulique et Énergie Hydraulique
Hydraulique est le terme généralisé utilisé pour décrire l’électricité générée à partir de l’eau, d’où le terme hydro. Toutefois, lorsque nous voyons le terme « électricité hydraulique », nous avons tendance à penser à l’électricité produite par les énormes centrales hydroélectriques, barrages et réservoirs situés en haute montagne.
Ces immenses murs en béton verticaux (jusqu’à 200 mètres de hauteur) retiennent l’énergie potentielle contenue dans un grand volume d’eau derrière ces grandes structures bétonnées. L’énergie est extraite de l’eau en mouvement une fois qu’elle a été libérée pour descendre, et cette énergie est convertie en énergie mécanique grâce à une turbine hydraulique.
Lorsque l’eau est stationnaire, elle est considérée comme une énergie stockée ou potentielle, mais une fois libérée et sous l’influence de la gravité, cette énergie stockée est transformée en énergie cinétique par le mouvement de l’eau. De grandes turbines hydrauliques convertissent ce mouvement en énergie électrique, qui peut ensuite être distribuée et acheminée par des câbles électriques vers des milliers, voire des millions de foyers. Utiliser la puissance de l’eau en mouvement pour générer de l’électricité est couramment désigné sous le nom d’électricité hydraulique.
Cependant, la génération d’électricité hydraulique peut également se faire à une échelle beaucoup plus petite, et aujourd’hui, les gens trouvent de nouvelles façons de créer de l’énergie hydraulique de proximité, des projets d’énergie hydraulique à petite échelle étant conçus pour fonctionner dans les rivières sans affecter significativement le flux du cours d’eau.
Les systèmes d’énergie hydraulique à petite échelle peuvent remplacer les coûteux générateurs diesel pour l’électrification rurale, fournissant à des communautés rurales entières à la fois lumière et énergie.
Traditionnellement, la génération d’énergie hydraulique à petite échelle était réalisée en détournant le flux d’eau à travers divers designs de roues hydrauliques et autres dispositifs mécaniques pour faire tourner des turbines génératrices d’électricité. Au fil des années, il y a eu de nombreuses améliorations tant pour les roues hydrauliques qui convertissent l’eau tombante en mouvement rotatif que pour les générateurs électriques eux-mêmes, allant de quelques 100 watts jusqu’à des centaines de kilowatts.
De petits barrages et seuils ont également été créés et utilisés pour stocker l’eau à des hauteurs plus élevées dans le but d’augmenter le potentiel énergétique d’un site, permettant ainsi une production d’électricité accrue en utilisant les variations saisonnières des précipitations.
Les trois types de systèmes de génération d’énergie hydraulique sont :
- Électricité Hydraulique en Cours d’Eau qui utilise l’énergie cinétique contenue dans le flux naturel d’une rivière ou d’un grand ruisseau pour générer de l’électricité. En général, les systèmes de production d’électricité en cours d’eau n’ont aucune capacité de stockage de l’eau, car ils fonctionnent directement dans la rivière, ce qui signifie qu’ils ne peuvent pas générer suffisamment d’électricité pour répondre à la demande des consommateurs. Ainsi, ils produisent plus d’énergie lorsque les pluies saisonnières et les flux de la rivière sont plus élevés et moins durant les mois secs d’été.
- Électricité Hydraulique à Haute Chute où l’eau est damée et stockée dans un réservoir derrière un grand barrage en béton pour être utilisée lorsque nécessaire. La production d’énergie électrique se fait par l’utilisation de la force gravitationnelle de l’eau tombante ou s’écoulante à travers les turbines hydrauliques. Les centrales électriques de type réservoir peuvent facilement répondre aux demandes de charge de pointe et constituent donc la forme d’énergie renouvelable la plus largement utilisée.
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Électricité Hydraulique de Stockage par Pompage est un autre type de génération d’énergie par réservoir dans laquelle deux réservoirs sont utilisés pour stocker l’énergie dans l’eau. Pendant les heures de faible coût, les assemblages de turbines/générateurs réversibles peuvent agir à la fois comme pompes et turbines, pompant l’eau d’un réservoir situé à une élévation inférieure vers un réservoir situé à une élévation supérieure pour le stockage.
Durant la journée ou pendant les périodes de forte demande électrique, l’eau stockée dans le réservoir supérieur est libérée à travers les turbines vers le réservoir inférieur. Ensuite, le stockage hydraulique pompé convertit l’électricité excédentaire moins coûteuse produite la nuit ou même l’électricité produite par des turbines éoliennes en électricité pour la charge de pointe.
La génération d’électricité hydraulique est aujourd’hui la forme d’énergie renouvelable la plus largement utilisée. Pour de nombreuses personnes, la construction de barrages et de réservoirs pour produire de l’électricité hydraulique bon marché et propre a été une bénédiction, car l’électricité hydraulique est une source d’électricité non polluante ; aucune émission nuisible n’est libérée dans l’atmosphère et aucun combustible fossile n’est brûlé durant la production d’énergie électrique. Cependant, pour certains, cela a entraîné la perte de terres, de villages entiers et la destruction de modes de vie traditionnels.
Certains affirment même que la production d’électricité hydraulique n’est pas durable à long terme pour des raisons environnementales et esthétiques, car ce qui était autrefois une belle vallée a désormais été recouvert d’eau lorsque le barrage a été construit. De plus, ils soutiennent que de nombreux barrages hydrauliques empêchent les poissons de revenir à leurs zones de frai d’origine ou peuvent être tués dans les turbines lorsque l’eau est libérée.
Construction Typique d’un Barrage Hydraulique
Malgré tout, de grands projets hydrauliques peuvent être trouvés dans de nombreux pays en développement autour du monde. La Chine, par exemple, a construit le colossal et controversé projet du barrage des Trois Gorges sur le fleuve Yangtsé.
Ce barrage et ce réservoir seraient le plus grand projet hydraulique au monde, plus d’un million de personnes ayant dû être relogées avant que les réservoirs du barrage ne puissent être entièrement inondés.
Aujourd’hui, les technologies d’énergie renouvelable constituent une part importante de nos vies et de nos besoins énergétiques. Cependant, la plupart des formes d’énergie renouvelable sont peu fiables, car le soleil ne brille pas ou le vent ne souffle pas tout le temps, rendant d’autres énergies renouvelables et alternatives à la fois intermittentes et imprévisibles. Cependant, l’électricité hydraulique est relativement uniforme dans sa capacité de production d’énergie et peut facilement être augmentée en construisant un barrage plus haut.
Par exemple, en gardant toutes choses égales, doubler la hauteur d’un barrage augmente le stockage d’eau par huit fois et le potentiel électrique par seize fois. De plus, l’énergie hydraulique est une énergie stockée prête à être utilisée jusqu’à ce que l’eau soit libérée, tandis que le coût de stockage d’autres formes d’énergie renouvelable peut être significatif.
L’électricité hydraulique est une technologie bien établie capable de produire de l’énergie 24 heures sur 24. L’un des principaux avantages de l’électricité hydraulique est qu’aucun combustible fossile n’est brûlé pour libérer des gaz à effet de serre (tels que le dioxyde de carbone et le dioxyde de soufre) dans l’atmosphère, où ils peuvent produire du brouillard et contribuer au réchauffement climatique et à la pluie acide. De plus, aucune substance chimique n’est utilisée dans la production d’électricité hydraulique qui pourrait autrement être éliminée dans l’environnement.
La génération d’électricité hydraulique est également gratuite en ce sens que le combustible utilisé pour générer l’électricité, l’eau, n’a pas besoin d’être produit, extrait ou acheté, car Mère Nature le fournit sous forme de pluie et de neige.
Bien sûr, de l’argent a été dépensé pour construire et entretenir le barrage et la centrale hydroélectrique. Il existe également des bénéfices secondaires pour les barrages hydrauliques. Ils peuvent fournir un contrôle des inondations pour protéger les villes et les champs en aval. De plus, la vaste étendue d’eau dans les réservoirs permet des activités récréatives comme la baignade et la navigation de plaisance.
Cependant, l’avenir est toujours incertain et l’énergie hydraulique fait encore face à de nombreux obstacles. Le principal inconvénient de la génération d’électricité hydraulique est que, bien qu’il existe de nombreux bons sites solaires pour des panneaux solaires, il y a moins de bons sites pour des éoliennes, et très peu de bons sites pour la production d’électricité hydraulique. Toutefois, la génération d’énergie hydraulique continuera de croître, en particulier avec les petits projets hydrauliques, tant qu’il y aura de l’eau qui coule dans les rivières.