Machine à vapeurLa machine à vapeur est un moteur à combustion externe qui transforme l'énergie thermique de la vapeur d'eau (produite par une ou des chaudières) en énergie mécanique. Les évolutions les plus significatives de cette invention datent du . Comme première source d'énergie mécanique maîtrisée par l'homme (contrairement à l'énergie hydraulique, marémotrice ou éolienne, qui nécessitent des sites spéciaux et que l'on ne peut actionner facilement à la demande), elle a une importance majeure lors de la révolution industrielle.
Turbine à vapeurvignette|Le rotor d'une turbine à vapeur moderne utilisée dans une centrale électrique. Une turbine à vapeur est une machine qui extrait l'énergie thermique de la vapeur sous pression et l'utilise pour produire un travail mécanique de rotation de l'arbre de sortie. La version moderne fut inventée par Sir Charles Parsons en 1884. Parce que la turbine génère un mouvement de rotation, elle est particulièrement bien adaptée pour entraîner un générateur électrique ;– environ 90 % de la production d'électricité aux États-Unis (1996) était faite en utilisant des turbines à vapeur.
Cycle combinéUn cycle combiné (CC), expression déclinée en CCPP (de l'anglais combined cycle power plant) ou CCGT (de l'anglais combined cycle gas turbine), est un mode combiné de production d'énergie ou, par métonymie, une centrale électrique utilisant plus d'un cycle thermodynamique. Une turbine à combustion transforme une partie de l’énergie fournie par le combustible en énergie mécanique pouvant ensuite être convertie en électricité au moyen d'un générateur électrique.
Turbine à gazvignette|Une turbine à combustion de General Electric (en ). Un turbomoteur est une machine tournante thermodynamique comportant une turbine, appartenant à la famille des moteurs à combustion interne. Une turbine à gaz, ou plus exactement turbine à combustion (TAC) est une machine tournante thermodynamique appartenant à la famille des moteurs à combustion interne.
SteamSteam is a substance containing water in the gas phase, and sometimes also an aerosol of liquid water droplets, or air. This may occur due to evaporation or due to boiling, where heat is applied until water reaches the enthalpy of vaporization. Steam that is saturated or superheated (water vapor) is invisible; however, wet steam, a visible mist or aerosol of water droplets, is often referred to as "steam".
Turbinevignette|alt=|Rotors de turbines à vapeur de la centrale nucléaire de Philippsburg. Une turbine est un dispositif rotatif convertissant partiellement l'énergie interne d'un fluide, liquide (comme l'eau) ou gazeux (vapeur, air, gaz de combustion), en énergie mécanique au moyen d'aubes disposées sur un arbre tournant à grande vitesse. L'énergie entrante du fluide est caractérisée notamment par sa vitesse, sa pression, son enthalpie.
Locomotive à turbine à gazLes locomotives à turbine à gaz ont été mises au point dans plusieurs pays au . Elles utilisent une turbine à gaz analogue à celle que l'on rencontre dans les avions ou les hélicoptères pour entraîner un axe de sortie. La transmission rencontre alors à peu près les mêmes contraintes que pour les locomotives Diesel et on observe les mêmes solutions : transmission mécanique, électrique (semblable à la solution Diesel-électrique) ou hydraulique.
Cycle de Rankine400px|thumb|Diagramme entropique du cycle de Rankine avec l'eau comme fluide de travail Le cycle de Rankine est un cycle thermodynamique endoréversible qui comprend deux isobares et deux adiabatiques. C'est le cycle qui se rapproche le plus du cycle de Carnot. Il se distingue de ce dernier par la substitution de deux transformations isobares aux deux transformations isothermes, ce qui rend possible sa réalisation technique. Il fut inventé par William John Macquorn Rankine (1820-1872) qui lui donna son nom.
Solar powerSolar power is the conversion of energy from sunlight into electricity, either directly using photovoltaics (PV) or indirectly using concentrated solar power. Photovoltaic cells convert light into an electric current using the photovoltaic effect. Concentrated solar power systems use lenses or mirrors and solar tracking systems to focus a large area of sunlight to a hot spot, often to drive a steam turbine.
Turbine à gaz à cycle fermévignette|redresse|Schéma d'une turbine à gaz à cycle ferméEnsemble compresseur C et turbine Téchangeur de chaleur haute température wéchangeur de chaleur basse température ʍcharge mécanique ~, par exemple générateur électrique Une turbine à gaz à cycle fermé (en anglais: Closed-cycle gas turbine, ou CCGT) est une turbine qui utilise un gaz (par exemple de l'air, de l'azote, de l'hélium, de l'argon, etc.) comme fluide de travail dans le cadre d'un système thermodynamique fermé. La chaleur est fournie par une source externe.
Machine de WattLa machine de Watt (également connue sous le nom de moteur à vapeur Boulton & Watt) a apporté des améliorations fondamentales aux machines à vapeur précédentes. Ce fut notamment la première machine à vapeur à utiliser un condenseur séparé. Le condenseur permit de créer un vide partiel sous le piston par condensation de la vapeur d'eau. Dans un moteur « atmosphérique » tel celui de James Watt, la différence entre la pression atmosphérique au-dessus du piston et le vide partiel au-dessous, pousse le piston vers le bas du cylindre.
Énergie solaireLénergie solaire est la fraction de l'énergie électromagnétique provenant du Soleil, traversant l’atmosphère qui en absorbe une partie, et parvenant à la surface de la Terre. L'énergie solaire est à l'origine du cycle de l'eau, du vent et de la photosynthèse réalisée par le règne végétal, dont dépend le règne animal via les chaînes alimentaires. Le Soleil est à l'origine de la plupart des énergies sur Terre, à l'exception de l'énergie nucléaire et de la géothermie profonde.
Steam turbine locomotiveA steam turbine locomotive is a steam locomotive which transmits steam power to the wheels via a steam turbine. Numerous attempts at this type of locomotive were made, mostly without success. In the 1930s this type of locomotive was seen as a way both to revitalize steam power and challenge the diesel locomotives then being introduced. High efficiency at high speed. Far fewer moving parts, hence potentially greater reliability. Conventional piston steam locomotives give a varying, sinusoidal torque, making wheelslip much more likely when starting.
Turbine-electric powertrainA turbine–electric transmission system includes a turboshaft gas turbine connected to an electrical generator, creating electricity that powers electric traction motors. No clutch is required. Turbine–electric transmissions are used to drive both gas turbine locomotives (rarely) and warships. A handful of experimental locomotives from the 1930s and 1940s used gas turbines as prime movers. These turbines were based on stationary practice, with single large reverse-flow combustors, heat exchangers and using low-cost heavy oil bunker fuel.
Centrale thermiqueUne centrale thermique est une centrale électrique qui fonctionne à partir d'une source de chaleur selon le principe des machines thermiques. Cette transformation se fait soit directement, par détente des gaz de combustion, soit indirectement, par exemple à travers un cycle eau-vapeur. Les installations à cogénération utilisent en outre une partie de la chaleur résiduelle pour d'autres applications, telles que les réseaux de chaleur.
Énergie solaire thermiqueupright|vignette|Un champ de capteurs solaires au Danemark au sein d'une centrale de chauffage solaire, permettant de récupérer l'énergie thermique du rayonnement solaire. L'énergie solaire thermique est l'énergie thermique du rayonnement solaire. Elle est captée dans le but d'échauffer un fluide (liquide ou gaz). L'énergie reçue par le fluide peut être ensuite utilisée directement (eau chaude sanitaire, chauffage) ou indirectement (production de vapeur d'eau pour entraîner des alternateurs et ainsi obtenir de l'énergie électrique, production de froid).
Gas-fired power plantA gas-fired power plant (sometimes referred to as "gas-fired power station" or "natural gas power plant") is a thermal power station that burns natural gas to generate electricity. Gas-fired power plants generate almost a quarter of world electricity and are significant sources of greenhouse gas emissions. However, they can provide seasonal, dispatchable energy generation to compensate for variable renewable energy deficits, where hydropower or interconnectors are not available.
Chaudière de récupérationUne chaudière de récupération est un échangeur de chaleur qui permet de récupérer l’énergie thermique d’un écoulement de gaz chaud. Elle produit de la vapeur qui peut être utilisée dans un procédé industriel ou pour alimenter une turbine à vapeur. Une application usuelle pour une chaudière de récupération est dans la centrale électrique à cycle combiné, où les gaz d’échappement de la turbine à gaz alimentent la chaudière de récupération pour générer de la vapeur qui alimentera la turbine à vapeur.
Turbo-alternateurUn turbo-alternateur est l'accouplement d'une turbine et d'un alternateur en vue de transformer la puissance mécanique d'un fluide en mouvement en électricité. Le fluide exploité peut être liquide, comme l'eau d'une rivière pour une centrale hydroélectrique, ou gazeux, comme la vapeur produite par une centrale thermique (classique ou nucléaire). De telles centrales comprennent généralement plusieurs turbo-alternateurs.
Cycle thermodynamiqueUn cycle thermodynamique est une suite de transformations successives qui part d'un système thermodynamique dans un état donné, le transforme et le ramène finalement à son état initial, de manière à pouvoir recommencer le cycle. Au cours du cycle, le système voit sa température, sa pression ou d'autres paramètres d'état varier, tandis qu'il échange du travail et réalise un transfert thermique avec l'extérieur. Il existe de nombreux cycles thermodynamiques, dont voici quelques-uns.
