L’hydroélectricité expliquée – US Energy Information Administration (EIA)

L’hydroélectricité est l’énergie de l’eau en mouvement

Les gens utilisent depuis longtemps la force de l’eau qui coule dans les ruisseaux et les rivières pour produire de l’énergie mécanique. L’énergie hydroélectrique a été l’une des premières sources d’énergie utilisées pour la production d’électricité et, à partir de 2019, l’énergie hydroélectrique était la plus grande source de production annuelle totale d’électricité renouvelable aux États-Unis.

En 2021, l’hydroélectricité représentait environ 6,3 % de l’électricité totale à l’échelle des États-Unis.1 production d’électricité et 31,5 % de la production totale d’électricité renouvelable à grande échelle. La part de l’hydroélectricité dans la production totale d’électricité aux États-Unis a diminué au fil du temps, principalement en raison de l’augmentation de production d’électricité à partir d’autres sources.

L’énergie hydroélectrique dépend du cycle de l’eau

  • L’énergie solaire chauffe l’eau à la surface des rivières, des lacs et des océans, provoquant l’évaporation de l’eau.
  • La vapeur d’eau se condense en nuages ​​et tombe sous forme de précipitations : pluie et neige.
  • Les précipitations s’accumulent dans les ruisseaux et les rivières, qui se jettent dans les océans et les lacs, où elles s’évaporent et recommencent le cycle.

La quantité de précipitations qui s’écoule dans les rivières et les ruisseaux d’une zone géographique détermine la quantité d’eau disponible pour produire de l’énergie hydroélectrique. Les variations saisonnières des précipitations et les changements à long terme des régimes de précipitations, tels que les sécheresses, peuvent avoir des effets importants sur la disponibilité de la production hydroélectrique.

Image du cycle de l'eau.  L'énergie solaire chauffe l'eau à la surface, provoquant son évaporation.  Cette vapeur d'eau se condense en nuages ​​et retombe à la surface sous forme de précipitations.  L'eau coule à travers les rivières dans les océans, où elle peut s'évaporer et recommencer le cycle.

Source : Adapté du National Energy Education Development Project (domaine public)

Image du fonctionnement d'une centrale hydroélectrique.  L'eau s'écoule de derrière le barrage à travers des conduites forcées, faisant tourner des turbines et faisant produire de l'électricité par des générateurs.  L'électricité est acheminée jusqu'aux utilisateurs par une ligne de transmission.  D'autres eaux s'écoulent de l'arrière du barrage par les déversoirs et dans la rivière en contrebas.

Source : Tennessee Valley Authority (domaine public)

L’énergie hydroélectrique est produite avec de l’eau en mouvement.

Étant donné que la source d’énergie hydroélectrique est l’eau, les centrales hydroélectriques sont généralement situées sur ou à proximité d’une source d’eau. Le volume du débit d’eau et le changement d’élévation, ou dénivelé, et souvent appelé Tête— D’un point à un autre, déterminer la quantité d’énergie disponible dans l’eau en mouvement. En général, plus le débit d’eau est important et plus la hauteur est élevée, plus une centrale hydroélectrique peut produire d’électricité.

Dans les centrales hydroélectriques, l’eau s’écoule dans un tuyau, ou portailpuis il pousse et fait tourner les pales d’une turbine pour faire tourner un générateur et produire de l’électricité.

Installations hydroélectriques conventionnelles inclure:

  • systèmes de passage, où la force du courant de la rivière exerce une pression sur une turbine. Les installations peuvent avoir endiguer dans le cours d’eau pour dévier le flux d’eau vers les turbines hydrauliques.
  • systèmes de stockage, où l’eau s’accumule dans des réservoirs créés par des barrages sur des ruisseaux et des rivières et est libérée par des turbines hydrauliques selon les besoins pour produire de l’électricité. La plupart des installations hydroélectriques aux États-Unis ont des barrages et des réservoirs de stockage.

Centrales hydroélectriques à accumulation par pompage Il s’agit d’un type de système de stockage hydroélectrique où l’eau est pompée d’une source d’eau vers un réservoir de stockage à une altitude plus élevée et libérée du réservoir supérieur pour entraîner des turbines hydrauliques situées sous le réservoir supérieur. L’électricité pour le pompage peut être fournie par des turbines hydrauliques ou par d’autres types de centrales électriques, y compris des centrales nucléaires ou à combustibles fossiles. Ils pompent généralement l’eau pour la stocker lorsque la demande d’électricité et les coûts de production, et/ou lorsque les prix de gros de l’électricité sont relativement bas, et libèrent l’eau stockée pour produire de l’électricité pendant les périodes de pointe de la demande d’électricité lorsque les prix de gros de l’électricité sont relativement élevés. Les systèmes hydroélectriques à accumulation par pompage utilisent généralement plus d’électricité pour pomper l’eau vers les réservoirs de stockage d’eau supérieurs qu’ils n’en produisent avec l’eau stockée. Par conséquent, les installations de pompage ont des soldes nets négatifs de production d’électricité. L’Energy Information Administration des États-Unis publie la production d’électricité des centrales hydroélectriques à accumulation par pompage comme une production négative.

Histoire de l’hydroélectricité

L’énergie hydroélectrique est l’une des plus anciennes sources d’énergie pour produire de l’énergie mécanique et électrique et, jusqu’en 2019, elle était la plus grande source de production annuelle totale d’électricité renouvelable aux États-Unis. Il y a des milliers d’années, les gens utilisaient l’énergie hydroélectrique pour faire descendre les rivières à aubes moudre le grain. Avant que la vapeur et l’électricité ne deviennent disponibles aux États-Unis, les moulins à céréales et à bois étaient alimentés directement par l’énergie hydroélectrique. La première utilisation industrielle de l’hydroélectricité pour produire de l’électricité aux États-Unis a eu lieu en 1880 pour alimenter 16 lampes à arc à brosse à la Wolverine Chair Factory à Grand Rapids, Michigan. La première centrale hydroélectrique aux États-Unis à vendre de l’électricité a ouvert ses portes sur la rivière Fox près d’Appleton, dans le Wisconsin, le 30 septembre 1882.

Il y a environ 1 450 centrales hydroélectriques conventionnelles et 40 centrales hydroélectriques à accumulation par pompage en activité aux États-Unis. La plus ancienne installation hydroélectrique en activité aux États-Unis est la centrale Whiting à Whiting, Wisconsin, qui a commencé ses activités en 1891 et a une capacité de production totale d’environ 4 mégawatts (MW). La plupart de l’énergie hydroélectrique aux États-Unis est produite par de grands barrages sur les grands fleuves, et la plupart de ces barrages hydroélectriques ont été construits avant le milieu des années 1970 par des agences gouvernementales fédérales. La plus grande installation hydroélectrique des États-Unis et la plus grande centrale électrique des États-Unis en termes de capacité de production d’électricité est le barrage hydroélectrique de Grand Coulee sur le fleuve Columbia à Washington, avec une capacité de production totale de 6 765 MW.

Dernière mise à jour : 16 mars 2022

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