L'énergie est présente sous différentes formes : chimique, radiative, nucléaire, thermique, etc. Un convertisseur permet de convertir une forme d'énergie en une autre forme d'énergie.
Évaluation de l'efficacité : le rendement
Pour évaluer l'efficacité d'une conversion d'énergie, on calcule le rendement $\eta$ (sans dimension) du convertisseur.
$\color{orchid}{\boxed{\color{black}{\rm rendement = \scriptstyle\frac{\text{énergie utile en sortie}}{\text{énergie disponible en entrée}}}}}$
Les moyens de production d’énergie électrique sans combustion
Conversion d'énergie mécanique directe
Grâce au vent (éolienne) ou à de l'eau en mouvement (hydrolienne, barrages hydroélectriques), le rotor d'un alternateur est mis en rotation, permettant ainsi la production d'électricité.
Conversion d'énergie mécanique indirecte
À partir d'une source de chaleur, de l'eau est chauffée et mise en mouvement. Cette eau sous pression permet la mise en mouvement du rotor d'un alternateur et donc la production d'électricité. C'est le cas dans les centrales nucléaires ou dans les centrales géothermiques.
Conversion d'énergie radiative reçue par le Soleil
L'énergie radiative du Soleil est reçue par les panneaux photovoltaïques. De l'électricité est produite par effet photoélectrique.
Conversion d'énergie chimique
Des transformations chimiques ont lieu dans une pile. L'énergie est transférée sous forme d'énergie électrique.
Pour faire face à l'intermittence de certaines sources d'énergie (vent, Soleil, …), l'énergie électrique est convertie sous une autre forme d'énergie afin d'être stockée.
Types de stockage d'énergie
Énergie chimique dans les batteries
Énergie potentielle de pesanteur dans les STEP (station de transfert d'énergie par pompage)
Énergie électromagnétique dans les supercondensateurs
Impacts environnementaux des dispositifs de production d'énergie électrique sans combustion
Consommation d'énergie lors de la construction
La construction de ces dispositifs de production d'énergie électrique sans combustion consomme de l'énergie issue de sources non renouvelables carbonées.
Utilisation de ressources naturelles
Les matériaux utilisés nécessitent des ressources naturelles qui se raréfient (Uranium, etc.) et dont l'extraction est souvent polluante.
Autres impacts environnementaux
Il peut aussi y avoir :
des risques de pollution chimique avec les piles et batteries,
des déchets radioactifs,
des accidents industriels (Tchernobyl),
des impacts négatifs sur l'environnement et la biodiversité (paysage, bruit, oiseaux pour les éoliennes).
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