Centrale électrique à turbines à gaz
Dans toutes les centrales de production d'électricité, à l'exception des centrales solaires, on utilise un alternateur pour produire de l'énergie électrique. Un alternateur est une machine tournante qui ne peut produire de l'électricité que lorsqu'elle tourne. Il faut donc un moteur principal qui aide à faire tourner l'alternateur. L'arrangement principal de toutes les centrales électriques est de faire tourner le moteur principal afin que l'alternateur puisse générer l'électricité requise. Dans une centrale au turbine à gaz, nous utilisons de l'air à haute pression et température au lieu de la vapeur à haute pression et température pour faire tourner la turbine.
Le principe fondamental de fonctionnement d'une centrale au turbine à gaz est le même que celui d'une centrale à turbine à vapeur. La seule différence réside dans le fait qu'en centrale à turbine à vapeur, nous utilisons de la vapeur comprimée pour faire tourner la turbine, tandis qu'en centrale à turbine à gaz, nous utilisons de l'air comprimé pour faire tourner la turbine.
Dans une centrale au turbine à gaz, l'air est comprimé dans un compresseur. Cet air comprimé passe ensuite par une chambre de combustion où la température de l'air comprimé augmente. Cet air à haute température et haute pression est ensuite passé à travers une turbine à gaz. Dans la turbine, l'air comprimé est soudainement dilaté, ce qui lui confère de l'énergie cinétique, et grâce à cette énergie cinétique, l'air peut effectuer un travail mécanique pour faire tourner la turbine.
Dans une centrale à turbine à gaz, l'arbre de la turbine, de l'alternateur et du compresseur d'air sont communs. L'énergie mécanique créée dans la turbine est en partie utilisée pour comprimer l'air. Les centrales à turbines à gaz sont principalement utilisées comme fournisseurs d'énergie auxiliaire de secours dans une centrale hydroélectrique. Elles génèrent de l'énergie auxiliaire pendant le démarrage d'une centrale hydroélectrique.
Avantages d'une centrale à turbine à gaz
D'un point de vue de construction, une centrale à turbine à gaz est beaucoup plus simple qu'une centrale à turbine à vapeur.
La taille d'une centrale à turbine à gaz est plus petite que celle d'une centrale à turbine à vapeur.
Une centrale à turbine à gaz n'a pas de composant tel qu'une chaudière, et par conséquent, les accessoires associés à la chaudière sont absents ici.
Elle ne traite pas de la vapeur, elle n'a donc pas besoin de condenseur, et par conséquent, aucune structure de type tour de refroidissement n'est nécessaire ici.
Comme les centrales à turbines à gaz sont beaucoup plus simples et plus petites en termes de conception et de construction, le coût initial et le coût de fonctionnement sont bien inférieurs à ceux d'une centrale à turbine à vapeur équivalente.
Les pertes constantes sont beaucoup plus faibles dans une centrale à turbine à gaz comparativement à une centrale à turbine à vapeur, car dans la centrale à turbine à vapeur, la chaudière doit fonctionner en continu, même lorsque le système ne fournit pas de charge au réseau.
Une centrale à turbine à gaz peut être démarrée plus rapidement qu'une centrale à turbine à vapeur équivalente.
Inconvénients d'une centrale à turbine à gaz
L'énergie mécanique créée dans la turbine est également utilisée pour faire fonctionner le compresseur d'air. Comme une grande partie de l'énergie mécanique créée dans la turbine est utilisée pour faire fonctionner le compresseur d'air, l'efficacité globale d'une centrale à turbine à gaz n'est pas aussi élevée qu'une centrale à turbine à vapeur équivalente.
De plus, les gaz d'échappement dans une centrale à turbine à gaz emportent une quantité significative de chaleur depuis le foyer. Cela réduit encore davantage l'efficacité du système.
Pour démarrer une centrale, il est nécessaire d'avoir de l'air pré-comprimé. Ainsi, avant le démarrage effectif de la turbine, l'air doit être pré-comprimé, ce qui nécessite une alimentation électrique auxiliaire pour démarrer une centrale à turbine à gaz. Une fois la centrale démarrée, il n'est plus nécessaire de fournir de l'énergie externe, mais au point de départ, l'énergie externe est essentielle.
La température du foyer est assez élevée dans une centrale à turbine à gaz. Cela rend la durée de vie du système plus courte que celle d'une centrale à turbine à vapeur équivalente.
En raison de son efficacité plus faible, une centrale à turbine à gaz ne peut pas être utilisée pour la production commerciale d'électricité, mais elle est généralement utilisée pour fournir de l'énergie auxiliaire à d'autres centrales conventionnelles, telles que les centrales hydroélectriques.
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