Pour générer une grande quantité d'électricité, le fonctionnement est identique à celui du circuit électrique d'une lampe mais reproduit à grande échelle :

• les centrales de production d’électricité sont les génératrices,
• le réseau de transport représente les conducteurs du circuit,
• les utilisateurs de l'électricité constituent les récepteurs (industries, moyens de transport électrique, bureaux, écoles, hôpitaux, particuliers...).

Il existe 3 types de production électrique :

• d'origine mécanique
  La génératrice est composée d’une turbine couplée à un alternateur, qui transforme l’énergie mécanique en énergie électrique.
  L’alternateur se compose d’un aimant mobile, le rotor, et d’une partie fixe, faite de plusieurs bobines de cuivre (matériau conducteur), le stator.
  Entraînée par l’eau, la vapeur ou le vent, la turbine tourne et entraîne à son tour l'alternateur. Au sein de l'alternateur, le rotor tourne à grande vitesse dans le stator, arrachant ainsi des électrons qui génèrent un courant électrique alternatif.
  
  C'est ce qui se produit dans les centrales nucléaires, les centrales thermiques à flamme, les centrales hydrauliques, dans les centrales biomasse, dans les éoliennes et pour certaines énergies marines.  

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Le couple turbine-alternateur

 

 

 

• d'origine lumineuse
  Sous l'effet de la lumière, certains matériaux conducteurs, comme le silicium, libèrent des électrons dont le mouvement crée un courant électrique continu. Ce système peut être couplé à des batteries, pour stocker l’électricité produite pendant la journée.
  
  C'est le cas dans les installations photovoltaïques par exemple.
   
• d'origine chimique
  Une réaction chimique libère les électrons dans une batterie ou une pile, qui permet de produire de l’électricité de façon autonome à n'importe quel endroit.
  Pendant longtemps, ce système s'est limité à une production en quantité réduite et pour des appareils ne nécessitant pas une puissance importante (lampes de poche, jouets…), avec des piles qui devaient être renouvelées ou rechargées fréquemment.
  
  Les récentes évolutions technologiques ont permis d'exploiter les réactions chimiques à plus grande échelle, à travers la pile à combustible par exemple. Des bâtiments de logements sociaux sont déjà équipés pour couvrir les besoins en électricité mais aussi en chauffage et eau chaude sanitaire. Demain, elle constituera un progrès majeur pour résoudre les problèmes d'autonomie des technologies mobiles (ordinateurs, caméras...) et jouera un rôle important pour le transport (avions, bateaux..), ainsi que pour les véhicules spéciaux comme les chariots élévateurs ou les fauteuils roulants.
   

Quel que soit le mode de production, l'électricité ne peut être stockée qu'en quantité limitée.