L’ingénierie des systèmes électriques est un domaine qui traite de l’exploitation de l’énergie, de la fourniture d’énergie en vrac plus près des utilisateurs et de la fourniture d’énergie aux utilisateurs individuels ou aux organisations. Il exploite les ressources énergétiques en concevant, construisant et entretenant des systèmes énergétiques. L’électrotechnique est une ressource majeure pour l’ingénierie des systèmes électriques. Les autres domaines impliqués dans l’ingénierie des systèmes électriques comprennent l’ingénierie mécanique, chimique, électronique et minière.
La plupart des projets d’ingénierie des systèmes électriques maintiennent et étendent le réseau électrique utilisé par tous les pays du monde. Les principales sources d’énergie sont généralement les combustibles fossiles, le nucléaire et le solaire, mais les ressources éoliennes, marines, hydroélectriques et géothermiques sont utilisées par certains systèmes. Les combustibles fossiles couramment utilisés pour l’énergie comprennent le pétrole brut, le gaz naturel et le charbon. Dans les temps modernes, des efforts pour explorer des sources d’énergie alternatives et durables ont été entrepris. De nombreux pays voient d’autres moyens de fournir d’énormes quantités d’énergie à des populations croissantes en raison des gaz à effet de serre produits par les sources d’énergie traditionnelles.
Les réacteurs nucléaires sont les sources d’énergie les moins chères, mais ce sont aussi les sources les plus dangereuses car la manipulation et la maintenance des matières radioactives nécessitent des procédures et des environnements étroitement contrôlés. Ce type d’ingénierie des systèmes électriques nécessitera toujours de nouvelles façons et de meilleures conceptions pour protéger le personnel et l’environnement à proximité à tout moment. Les moments de catastrophes, les tremblements de terre en particulier, ont prouvé que les considérations de sécurité dans les systèmes électronucléaires existants nécessitent beaucoup plus de travail.
Les systèmes d’énergie solaire sont généralement photovoltaïques, qui génèrent de l’électricité directement à partir de l’énergie optique du soleil. Les composants clés sont des jonctions semi-conductrices qui produisent de petites tensions placées en série pour produire plusieurs volts. Des mégawatts d’électricité sont produits dans d’énormes fermes solaires photovoltaïques à travers le monde.
Dans les systèmes solaires thermiques, la chaleur du soleil génère de l’énergie. Cela ressemble en quelque sorte à la centrale géothermique qui utilise les températures élevées sous la croûte terrestre dans certaines régions. Lorsqu’un fluide, généralement de l’eau, est chauffé ou surchauffé, il est possible de créer indirectement ou directement de la vapeur. Ces vapeurs peuvent ensuite entraîner des turbines et générer des centaines de kilowatts à des mégawatts d’électricité.
L’énergie hydroélectrique utilise des barrages qui utilisent le débit d’eau naturel pour maintenir une énorme réserve d’eau qui peut être drainée à un niveau de mégawatt. Ces systèmes de barrages ont des turbines qui sont les moteurs principaux des générateurs d’énergie électrique. Les systèmes hydroélectriques sont tout à fait idéaux car ils sont durables, ne créent pas de pollution et peuvent générer d’énormes quantités d’énergie électrique.