Une turbine à gaz génère de l’électricité en compressant de l’air, en le mélangeant avec du gaz naturel pour combustion, puis en convertissant l’énergie thermique en énergie mécanique et électrique.
Comment une turbine à gaz génère-t-elle de l’électricité
Une turbine à gaz est un composant essentiel dans de nombreuses centrales électriques modernes. Elle est utilisée pour convertir l’énergie de la combustion du gaz naturel en électricité. Voici comment fonctionne une turbine à gaz pour produire de l’électricité.
- Compression de l’air: Tout commence par la compression de l’air. L’air ambiant est aspiré dans un compresseur. Le compresseur fonctionne comme une pompe qui augmente la pression de l’air. Ce processus de compression rend l’air plus dense et augmente sa température.
- Combustion: Ensuite, l’air comprimé est dirigé vers la chambre de combustion. Dans cette chambre, du gaz naturel est injecté et mélangé avec l’air sous haute pression. Le mélange air-gaz est ensuite enflammé par des bougies d’allumage, ce qui génère une flamme continue et de très haute température. Les gaz brûlés s’expansent rapidement, ce qui fait augmenter encore plus la pression et la température.
- Expansion et conversion d’énergie: Les gaz chauds et sous haute pression sont dirigés vers la turbine. Lorsque ces gaz traversent les aubes de la turbine, ils provoquent la rotation de la turbine. C’est cette rotation qui convertit l’énergie thermique en énergie mécanique.
- Génération d’électricité: La turbine est connectée à un générateur via un arbre. Lorsque la turbine tourne, elle fait également tourner le générateur. Ce dernier utilise le principe électromagnétique pour convertir l’énergie mécanique en électricité. Les mouvements rotatifs créent un champ magnétique changeant dans le générateur, ce qui induit un courant électrique.
Pour un rendement maximal, de nombreuses turbines à gaz fonctionnent en cycles combinés. Voici comment cela fonctionne :
- Les gaz d’échappement de la première turbine (cycle simple) sont encore très chauds et contiennent beaucoup d’énergie.
- Ces gaz chauds sont utilisés pour chauffer de l’eau dans une chaudière à récupération de chaleur, produisant ainsi de la vapeur.
- La vapeur est ensuite utilisée pour entraîner une turbine à vapeur supplémentaire, générant encore plus d’électricité avant que les gaz d’échappement ne soient finalement relâchés dans l’atmosphère.
Ce processus en deux étapes permet de maximiser l’utilisation de l’énergie contenue dans le gaz naturel et d’améliorer le rendement global de la centrale électrique.
