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Concept
Centrale thermique
Résumé
Une centrale thermique est une centrale électrique qui fonctionne à partir d'une source de chaleur selon le principe des machines thermiques. Cette transformation se fait soit directement, par détente des gaz de combustion, soit indirectement, par exemple à travers un cycle eau-vapeur. Les installations à cogénération utilisent en outre une partie de la chaleur résiduelle pour d'autres applications, telles que les réseaux de chaleur.
L'origine de cette source de chaleur détermine le type technologique de centrale thermique :
centrales thermiques à flamme, utilisant l’énergie dégagée en brûlant un combustible fossile (charbon, gaz naturel, fioul, certaines huiles minérales) ou d'autres types de combustibles (déchets d'activités économiques, ménagers, bois) ;
centrale nucléaire, utilisant l'énergie dégagée par la fission de noyaux d'uranium 235 ou de plutonium 239 ;
centrale géothermique, utilisant l'énergie géothermique profonde ;
centrale solaire thermodynamique, utilisant la chaleur reçue du soleil au moyen d'un dispositif de concentration.
Les centrales thermiques sont construites autour d’une machine thermique entraînant un alternateur produisant l’énergie électrique. Ces machines thermiques peuvent être à combustion externe (turbines à vapeur, machine à vapeur) ou à combustion interne (moteur Diesel, turbine à combustion). Une turbine à vapeur et une turbine à combustion peuvent cohabiter dans une centrale à cycle combiné pour en améliorer le rendement global. Le rendement peut encore être amélioré par un procédé de cogénération ou de trigénération.
Au cœur d'une turbine à combustion, l'inflammation du combustible provoque une augmentation de pression des gaz de combustion, qui se détendent au sein de la turbine. L'énergie cinétique créée par cette expansion est transmise à la turbine, dont la rotation entraîne à son tour un alternateur accouplé. L'alternateur transforme enfin cette énergie mécanique en énergie électrique.
Centrale à turbine à vapeur
Le fonctionnement d'une centrale à turbine à vapeur est similaire, le fluide de travail étant de la vapeur d'eau au lieu de l'air.
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