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L'exploitation de l'eau pour la production de l'énergie électrique
est une invention extraordinaire
qui est possible par des centrales gravitaires.
Une centrale hydroélectrique au fil de l'eau produit de l'électricité renouvelable
à partir du courant d'une rivière.
La centrale hydroélectrique comporte un barrage,
lequel permet l'accumulation de l'eau qui donne naissance un quasi-réservoir.
Plus la différence entre l'eau retenue et l'eau libre est élevée,
plus la quantité d'énergie potentielle est grande.
L'eau retenue passe par les tuyaux souterrains
pour se retrouver de l'autre côté du barrage.
Une turbine,
par exemple une turbine Kaplan, est intégrée dans la conduite.
Elle est équipée d'une roue de type hélices semblable aux hélices d'un navire.
La roue directrice possède des pales orientales
qui sont là pour diriger l'eau, qui coule vers les aubes de la roue mobile,
de manière efficace.
Le changement de l'orientation de ses pales se fait par un moteur électrique.
Une fois mise en mouvement,
la turbine entraîne un générateur électrique qui produit de l'électricité.
Le changement d'orientation des aubes et des pales
a pour but d'atteindre un haut degré d'efficacité
et pour éviter les inconvénients liés au niveau d'eau fluctuant de la rivière.
La bâche spirale accélère l'eau ...
et puis les pales de la roue directrice la dirigent vers les aubes de la roue mobile.
L'eau qui frappe les aubes fait tourner la roue mobile qui entraîne le générateur
qui transforme l'énergie mécanique en énergie électrique.
Voici les composants d'une centrale hydroélectrique au fil de l'eau
pour mieux comprendre le fonctionnement.
Plusieurs installations et le générateur se trouvent dans le bâtiment des machines.
À quelques exceptions près,
un transformateur élève la tension du courant produit
pour qu'il puisse être plus facilement transporté dans les lignes à haute tension.
En 1913, l'ingénieur Victor Kaplan invente la turbine Kaplan
et perfectionne donc le concept de la turbine Francis.
Le rendement d'une turbine Kaplan varie généralement entre 90 et 95 %.
Le phénomène de cavitation a été un problème majeur qui persiste à ce jour.
Cependant, aujourd'hui, il existe plusieurs solutions contre la cavitation
pour protéger les pales de la turbines Kaplan.