Les ressources hydroélectriques ont une valeur finie, même si elles sont considérées comme renouvelables. Ils constituent une richesse nationale, comme le pétrole, le gaz ou d'autres minéraux, et doivent être manipulés avec soin et réflexion.
Énergie hydraulique
Même dans les temps anciens, les gens ont remarqué que l'eau tombant de haut en bas pouvait effectuer certains travaux, comme faire tourner une roue. Cette propriété de l'eau qui tombe a commencé à être utilisée pour mettre en mouvement les roues du moulin. Ainsi, les premiers moulins à eau sont apparus, qui ont survécu jusqu'à nos jours presque sous leur forme originale. Le moulin à eau est la première centrale hydroélectrique.
La production manufacturière, qui est née au 17ème siècle, utilisait également des roues hydrauliques, et au 18ème siècle, par exemple, il y avait déjà environ trois mille usines de ce type en Russie. On sait que les installations les plus puissantes de telles roues ont été utilisées à la manufacture de Krenholm (rivière Narova). Les roues hydrauliques mesuraient 9,5 mètres de diamètre et développaient jusqu'à 500 chevaux.
Ressources hydroélectriques: définition, avantages et inconvénients
Dans le 19èmesiècle après les roues hydrauliques, les hydroturbines sont apparues, et après elles - les machines électriques. Cela permettait de convertir l'énergie de la chute d'eau en énergie électrique, puis de la transmettre sur une certaine distance. Dans la Russie tsariste, en 1913, il y avait environ 50 000 unités équipées de turbines hydroélectriques qui produisaient de l'électricité.
La partie de l'énergie des rivières qui peut être convertie en énergie électrique s'appelle les ressources hydroélectriques, et le dispositif qui convertit l'énergie des chutes d'eau en énergie électrique s'appelle une centrale hydroélectrique (HPP). Le dispositif de la centrale électrique comprend nécessairement une turbine hydraulique, qui entraîne en rotation un générateur électrique. Pour obtenir l'écoulement des eaux qui tombent, la construction d'une centrale électrique implique la construction de barrages et de réservoirs.
Avantages de l'utilisation de l'hydroélectricité:
- L'énergie du fleuve est renouvelable.
- Pas de pollution de l'environnement.
- Il s'avère que l'électricité est bon marché.
- Les conditions climatiques à proximité du réservoir s'améliorent.
Inconvénients de l'utilisation de l'hydroélectricité:
- Inonder une partie du terrain pour construire un réservoir.
- Changer de nombreux écosystèmes le long du lit de la rivière, diminuer les populations de poissons, perturber les sites de nidification des oiseaux, polluer les rivières.
- Danger de construction en zone montagneuse.
Le concept de potentiel hydroélectrique
Évaluer les ressources hydroélectriques d'un fleuve, d'un pays ou de la planète entière sur le MondeConférence sur l'énergie (MIREC) a défini le potentiel hydroélectrique comme la somme des capacités de toutes les sections du territoire considérées pouvant être utilisées pour produire de l'électricité. Il existe plusieurs variétés de potentiel hydroélectrique:
- Potentiel brut, qui représente les ressources hydroélectriques potentielles.
- Le potentiel technique est la partie du potentiel brut qui peut être techniquement utilisée.
- Le potentiel économique est la partie du potentiel technique dont l'utilisation est économiquement faisable.
La puissance théorique de certains courants d'eau est déterminée par la formule
N (kW)=9, 81QH, où Q est le débit d'eau (m3/sec); H est la hauteur de la chute d'eau (m).
La centrale hydroélectrique la plus puissante du monde
Le 14 décembre 1994, en Chine, sur le fleuve Yangtze, la construction de la plus grande centrale hydroélectrique, appelée les Trois Gorges, a commencé. En 2006, la construction du barrage a été achevée et la première unité hydroélectrique a été lancée. Cette centrale hydroélectrique devait devenir la centrale hydroélectrique centrale de Chine.
La vue du barrage de cette station ressemble à la conception de la centrale hydroélectrique de Krasnoïarsk. La hauteur du barrage est de 185 mètres et la longueur est de 2,3 km. Au centre du barrage se trouve un déversoir conçu pour déverser 116 000 m3 d'eau par seconde, c'est-à-dire que d'une hauteur d'environ 200 m, plus de 100 tonnes d'eau tombent dans une seconde.
Le fleuve Yangtze, sur lequel est construite la centrale hydroélectrique des Trois Gorges, est l'un des pluspuissants fleuves du monde. La construction d'une centrale hydroélectrique sur cette rivière permet d'exploiter les ressources hydroélectriques naturelles de la région. Partant du Tibet, à 5600 m d' altitude, le fleuve acquiert un important potentiel hydroélectrique. L'endroit le plus attrayant pour la construction du barrage s'est avéré être la région des Trois Gorges, où la rivière se déverse des montagnes dans la plaine.
Conception HPP
La centrale hydroélectrique des Trois Gorges dispose de trois centrales contenant 32 unités hydroélectriques, chacune d'une capacité de 700 MW, et de deux unités hydroélectriques d'une capacité de 50 MW. La capacité totale de la CHE est de 22,5 GW.
À la suite de la construction du barrage, un réservoir d'un volume de 39 km s'est formé3. La construction du barrage a entraîné la relocalisation des habitants de deux villes avec une population totale de 1,24 million de personnes vers un nouvel endroit. De plus, 1 300 objets archéologiques ont été retirés de la zone inondable. 11,25 milliards de dollars ont été dépensés pour tous les préparatifs de la construction du barrage. Le coût total de construction de la centrale hydroélectrique des Trois Gorges est de 22,5 milliards de dollars.
La construction de cette centrale hydroélectrique prévoit correctement la navigation, de plus, après la construction du réservoir, le flux de cargos a été multiplié par 5.
Les navires à passagers passent devant l'ascenseur à bateaux, qui permet le passage de navires ne pesant pas plus de 3 000 tonnes. Deux lignes d'écluses à cinq étages ont été construites pour le passage des cargos. Dans ce cas, le poids des navires doit être inférieur à 10 000 tonnes.
Yangtze HPP Cascade
Les ressources en eau et en hydroélectricité du fleuve Yangtsé permettent de capitaliser sur cela rivière a plus d'une centrale hydroélectrique, qui a été entreprise en Chine. Au-dessus de la centrale hydroélectrique des Trois Gorges, toute une cascade de centrales hydroélectriques a été construite. Il s'agit de la cascade de centrales hydroélectriques la plus puissante avec une capacité de plus de 80 GW.
La construction de la cascade évite le colmatage du réservoir des Trois Gorges, car elle réduit l'érosion du lit de la rivière en amont de la centrale hydroélectrique. Après cela, il y a moins de boues à transporter dans l'eau.
De plus, la cascade HPP vous permet de réguler le débit d'eau vers la HPP des Trois Gorges et d'obtenir une production d'énergie uniforme.
Itaipu sur le fleuve Parana
Paraná signifie "fleuve d'argent", c'est le deuxième plus grand fleuve d'Amérique du Sud et a une longueur de 4380 km. Cette rivière coule à travers un sol très dur, donc, en la surmontant, elle crée des rapides et des cascades sur son chemin. Cette circonstance indique des conditions favorables pour la construction de centrales hydroélectriques ici.
La centrale hydroélectrique d'Itaipu a été construite sur le fleuve Parana, à 20 km de la ville de Foz do Iguacu en Amérique du Sud. En termes de puissance, cette centrale hydroélectrique est la deuxième derrière la HPP des Trois Gorges. Située à la frontière du Brésil et du Paraguay, la centrale hydroélectrique d'Itaipu fournit l'intégralité de l'électricité au Paraguay et 20 % au Brésil.
La construction de la centrale hydroélectrique a commencé en 1970 et s'est terminée en 2007. Dix générateurs de 700 MW ont été installés du côté paraguayen et le même nombre du côté brésilien. Comme il y avait une forêt tropicale autour de la centrale hydroélectrique, sujette aux inondations, les animaux de ces lieux ont été déplacés vers d'autres territoires. La longueur du barrage est de 7240 mètres,et la hauteur est de 196 m, le coût de la construction est estimé à 15,3 milliards de dollars. La capacité HPP est de 14 000 GW.
Ressources hydroélectriques russes
La Fédération de Russie dispose d'un important potentiel hydrique et énergétique, mais les ressources hydroélectriques du pays sont réparties de manière extrêmement inégale sur son territoire. 25% de ces ressources sont situées dans la partie européenne, 40% - en Sibérie et 35% - en Extrême-Orient. Dans la partie européenne de l'État, selon les experts, le potentiel hydroélectrique est utilisé à 46% et l'ensemble du potentiel hydroélectrique de l'État est estimé à 2500 milliards de kWh. C'est le deuxième résultat au monde après la Chine.
Sources d'hydroélectricité en Sibérie
La Sibérie possède d'énormes réserves d'hydroélectricité, la Sibérie orientale est particulièrement riche en ressources hydroélectriques. Les rivières Lena, Angara, Yenisei, Ob et Irtysh y coulent. Le potentiel hydroélectrique de cette région est estimé à 1 000 milliards de kWh.
Sayano-Shushenskaya HPP nommé d'après P. S. Neporozhny
La capacité de cette centrale hydroélectrique est de 6400 MW. Il s'agit de la centrale hydroélectrique la plus puissante de la Fédération de Russie et elle se classe au 14e rang mondial.
La section du Ienisseï, appelée couloir de Sayan, est propice à la construction de centrales hydroélectriques. Ici, la rivière traverse les monts Sayan, formant de nombreux rapides. C'est à cet endroit que la centrale hydroélectrique de Sayano-Shushenskaya a été construite, ainsi que d'autres centrales hydroélectriques qui forment une cascade. La centrale hydroélectrique de Sayano-Shushenskaya est la plus haute étape de cette cascade.
La construction a été réalisée de 1963 à 2000. Conception des garesse compose d'un barrage d'une hauteur de 245 mètres et d'une longueur de 1075 mètres, d'un bâtiment de centrale électrique, d'un appareillage de commutation et d'un déversoir. Il y a 10 unités hydrauliques d'une capacité de 640 MW chacune dans le bâtiment HPP.
Le réservoir formé après la construction du barrage a un volume de plus de 30 km3, et sa superficie totale est de 621 km2.
Grandes centrales hydroélectriques de la Fédération de Russie
Les ressources hydroélectriques de la Sibérie sont actuellement utilisées à 20 %, bien que de nombreuses centrales hydroélectriques assez importantes aient été construites ici. La plus grande d'entre elles est la centrale hydroélectrique de Sayano-Shushenskaya, suivie des centrales hydroélectriques suivantes:
- Krasnoyarskaya HPP d'une capacité de 6000 MW (sur le Yenisei). Il dispose d'un ascenseur à bateaux, le seul de la Fédération de Russie à ce jour.
- Bratskaya HPP d'une capacité de 4500 MW (à l'Angara).
- CHP d'Ust-Ilimskaya d'une capacité de 3840 MW (à l'Angara).
L'Extrême-Orient a le potentiel le moins développé. Selon les experts, le potentiel hydroélectrique de cette région est utilisé à 4 %.
Sources d'hydroélectricité en Europe occidentale
Dans les pays d'Europe occidentale, le potentiel hydroélectrique est presque entièrement utilisé. S'il est également assez élevé, ces pays s'approvisionnent entièrement en électricité à partir de centrales hydroélectriques. Il s'agit de pays comme la Norvège, l'Autriche et la Suisse. La Norvège se classe au premier rang mondial pour la production d'électricité par habitant du pays. En Norvège, ce chiffre est de 24 000 kWh par an, et 99,6 % de cette énergie est produite par des centrales hydroélectriques.
Potentiels hydroélectriquesdifférents pays d'Europe occidentale diffèrent sensiblement les uns des autres. Cela est dû aux différentes conditions de terrain et à la formation différente du ruissellement. 80 % du potentiel hydroélectrique total de l'Europe est concentré dans les montagnes à fort débit: la partie occidentale de la Scandinavie, les Alpes, la péninsule balkanique et les Pyrénées. Le potentiel hydroélectrique total de l'Europe est de 460 milliards de kWh par an.
Les réserves de carburant en Europe sont très faibles, de sorte que les ressources énergétiques des rivières sont développées de manière très significative. Par exemple, en Suisse, ces ressources sont développées à 91 %, en France à 92 %, en Italie à 86 % et en Allemagne à 76 %.
Cascade HPP sur le Rhin
Une cascade de centrales hydroélectriques a été construite sur cette rivière, composée de 27 centrales hydroélectriques d'une capacité totale d'environ 3 000 MW.
L'une des gares a été construite en 1914. C'est HPP Laufenburg. Il a subi deux reconstructions, après quoi sa capacité est de 106 MW. De plus, la gare fait partie des monuments architecturaux et est un trésor national de la Suisse.
HPP Rheinfelden est une centrale hydroélectrique moderne. Son lancement a été réalisé en 2010, et la capacité est de 100 MW. La conception comprend 4 unités hydrauliques de 25 MW chacune. Cette centrale hydroélectrique a été construite pour remplacer l'ancienne centrale construite en 1898. L'ancienne gare est actuellement en rénovation.
Sources d'hydroélectricité en Afrique
Les ressources hydroélectriques de l'Afrique sont dues aux fleuves qui traversent son territoire: le Congo, le Nil, le Limpopo, le Niger et le Zambèze.
Fleuve Congopossède un important potentiel hydroélectrique. Une partie du cours de cette rivière a une cascade de chutes d'eau connues sous le nom de Inga Rapids. Ici, le courant d'eau descend d'une hauteur de 100 mètres à une vitesse de 26 000 m3 par seconde. Dans cette zone, 2 centrales hydroélectriques ont été construites: "Inga-1" et "Inga-2".
Le gouvernement de la République démocratique du Congo a approuvé en 2002 le projet de construction du complexe Big Inga, qui prévoyait la reconstruction des centrales hydroélectriques existantes Inga-1 et Inga-2 et la construction de le troisième - Inga-3. Après la mise en œuvre de ces plans, il a été décidé de construire le plus grand complexe Bolshaya Inga au monde.
Ce projet a fait l'objet de discussions lors de la Conférence internationale sur l'énergie. Tenant compte de l'état des ressources en eau et en hydroélectricité de l'Afrique, les représentants des entreprises et des gouvernements d'Afrique centrale et du Sud, présents à la conférence, ont approuvé ce projet et en ont fixé les paramètres: la capacité du « Big Inga » a été fixée à 40 000 MW, qui est plus que la centrale hydroélectrique la plus puissante " Trois Gorges " près de 2 fois. La mise en service de la centrale est prévue pour 2020 et les coûts de construction devraient s'élever à 80 milliards de dollars.
Une fois le projet terminé, la RDC deviendra le plus grand fournisseur d'électricité au monde.
Réseau électrique nord-africain
L'Afrique du Nord est située le long de la côte de la mer Méditerranée et de l'océan Atlantique. Cette région de l'Afrique s'appelle le Maghreb, ou l'Occident arabe.
Les ressources hydroélectriques en Afrique sont inégalement réparties. Au nord du continent se trouve le désert le plus chaud du monde - le Sahara. Ce territoire connaît une pénurie d'eau, l'approvisionnement en eau de ces régions est donc une tâche majeure. Sa solution est de construire des réservoirs.
Les premiers réservoirs sont apparus au Maghreb dans les années 30 du siècle dernier, puis beaucoup d'entre eux ont été construits dans les années 60, mais la construction particulièrement intensive a commencé au 21ème siècle.
Les ressources hydroélectriques de l'Afrique du Nord sont déterminées principalement par le Nil. C'est le plus long fleuve du monde. Dans les années 60 du siècle dernier, le barrage d'Assouan a été construit sur cette rivière, après la construction duquel un immense réservoir s'est formé, d'environ 500 km de long et d'environ 9 km de large. Le remplissage du réservoir en eau s'est déroulé sur 5 ans de 1970 à 1975.
Le barrage d'Assouan a été construit par l'Égypte en coopération avec l'Union soviétique. Il s'agissait d'un projet international, grâce auquel il est possible de produire jusqu'à 10 milliards de kWh d'électricité par an, de contrôler le niveau d'eau du Nil pendant les inondations et d'accumuler de l'eau dans le réservoir pendant une longue période. Un réseau de canaux irriguant les champs s'écarte du réservoir, et des oasis sont apparues sur le site du désert, de plus en plus de zones sont utilisées pour l'agriculture. Les ressources en eau et hydroélectricité de l'Afrique du Nord sont utilisées avec une efficacité maximale.
Partager le potentiel hydroélectrique mondial
- Asie – 42 %.
- Afrique - 21%.
- Amérique du Nord - 12 %.
- Amérique du Sud - 13 %.
- Europe - 9%.
- Australie et Océanie – 3%
Potentiel hydroélectrique mondial estimé à 10 000 milliards de kWh d'électricité.
Le XXe siècle peut être appelé le siècle de l'hydroélectricité. Le 21e siècle apporte ses propres ajouts à l'histoire de cette industrie. Le monde porte une attention accrue aux centrales à accumulation par pompage (PSPP) et aux centrales marémotrices (TPP), qui utilisent la puissance des marées pour générer de l'énergie électrique. Le développement de l'hydroélectricité se poursuit.
