La technologie énergétique vise à développer des systèmes capables de produire, de transporter et de fournir de l’énergie d’une manière sûre, économique et, de plus en plus, respectueuse de l’environnement. D’une manière générale, c’est un domaine de nombreuses disciplines qui se chevauchent. Les sciences dures, telles que la physique et la chimie, sont cruciales pour comprendre où l’énergie peut être disponible. Des disciplines d’ingénierie sont nécessaires pour concevoir les systèmes qui exploitent l’énergie. Enfin, la science de l’environnement est utilisée pour mesurer l’impact de la technologie énergétique sur le monde naturel.
Certaines des premières technologies énergétiques ont été conçues pour extraire l’énergie du feu. La combustion de combustible, qui peut être du bois, du charbon ou du pétrole, produit de la chaleur, une forme d’énergie. L’utilisation de cette chaleur pour faire bouillir de l’eau créera de la vapeur. Dans une machine à vapeur, cette vapeur est utilisée pour pousser un piston et faire tourner un vilebrequin, qui est une forme d’énergie mécanique. Ce mouvement de rotation peut être exploité pour alimenter des machines dans une usine ou pour faire tourner une hélice sur un navire.
En fait, la plupart des applications de la technologie énergétique à des fins de transport utilisent ce même processus de base. Les navires à vapeur ont révolutionné les méthodes de navigation au cours de la première révolution industrielle et ont ensuite commencé à remplacer les navires à voile en tant que principaux navires de guerre. Ces bateaux à vapeur utilisaient du charbon comme combustible. Au cours de la deuxième révolution industrielle, la technologie énergétique des transports a commencé à utiliser le pétrole comme carburant principal. Les moteurs à combustion interne à base d’huile sont utilisés dans tous les pays du monde pour des applications de transport.
En 1881, l’électricité a été produite pour la première fois dans une station centrale et livrée à d’autres endroits. L’électricité est le flux de particules chargées électriquement; ces particules peuvent transporter de l’énergie avec elles d’une manière analogue à la pression de l’eau. Par conséquent, le transport de l’énergie vers d’autres endroits est la fonction de l’électricité.
Toute source d’énergie peut être convertie en électricité à l’aide de la technologie énergétique. Les sources d’électricité aux États-Unis comprennent le charbon, le gaz naturel et l’énergie nucléaire. Les sources de production d’électricité et les combustibles pour le transport diffèrent souvent en raison des exigences différentes pour chaque application. Les centrales électriques doivent être très efficaces pour produire le plus d’électricité possible. Les systèmes énergétiques de transport, d’un autre côté, peuvent s’en tirer avec moins d’efficacité énergétique, car ils doivent également être suffisamment petits et légers pour tenir dans les véhicules.
Une préoccupation croissante est le développement de sources d’énergie alternatives. Le charbon, le pétrole et le gaz naturel sont tous des sources d’énergie non renouvelables, ce qui signifie qu’ils existent en quantités finies sur Terre et pourraient un jour être épuisés. La combustion du charbon et du pétrole a des effets négatifs sur l’environnement, qui sont également une préoccupation croissante. La technologie énergétique est mise au point pour développer des sources d’énergie propres, efficaces et renouvelables pour les applications d’électricité et de transport.