İçerik
- Fosil Yakıtlar Sanayi Devrimi'ne Güç Verdi
- Nehirler ve Akarsular Başlıca Enerji Kaynaklarıdır
- Okyanuslar da Önemli Enerji Kaynaklarıdır
- Teknoloji, Güneş ve Rüzgar Enerjisinden Kullanıyor
- Fosil Yakıtlara Alternatif Nükleer Enerji Üretimi
- Jeotermal enerji
- İnsanlar Bir Seçim Yapmalı
Gibi bir tür beslemek için çok fazla enerji alır Homo Sapiens. Geçtiğimiz birkaç yüzyılda bu tür, bilimin bildiği kadarıyla gezegende daha önce hiç yaşanmamış bir şekilde birbirine bağlı bir küresel varlık olarak ortaya çıkmıştır.
İnsanların ihtiyaç duyduğu enerji türleri arasında evlerini ve endüstrilerini güçlendirmek için elektrik, vücutlarını beslemek için biyokimyasal enerji ve sıcaklık, ulaşım ve endüstriyel üretim için yanıcı kaynaklar bulunmaktadır.
Geniş ölçekte, dünyadaki insanların ihtiyaç duyduğu şeyi sağlama yeteneği beş ana kaynağa bağlıdır:
Ek olarak, insanlar için önemli bir enerji arzı, eonlar boyunca gelişen ve ölen organizmaların ayrışan bedenlerinden kaynaklanmaktadır. Bununla birlikte, yukarıda listelenen kaynakların aksine, bu tedarik sınırlıdır.
Fosil Yakıtlar Sanayi Devrimi'ne Güç Verdi
Petrol, doğal gaz ve kömür içeren fosil yakıtlar aslında güneş enerjisinin bir başka şeklidir. Eons önce, yaşayan organizmalar güneşleri ve ısıyı vücutlarını oluşturan karbon bazlı moleküllere dönüştürdüler. Organizmalar öldü ve vücutları derinliklerine ve okyanusların dibine battı. Bugün, bu karbon bağlarına kilitlenen enerji, kalıntılarına ne döndüğü ve yakıldığı zaman serbest bırakılabilir.
Petrol ve doğal gaz, milyonlarca yıl önce yaşayan mikroskobik deniz planından geliyor. Öldüler ve okyanusların dibine battılar; ayrışma ve diğer kimyasal işlemlerin onları mumlu hale getirdiği yerde kerojen ve katranlı zift. Okyanus yatakları sonunda kurudu ve bu malzemeler kaya ve toprak altına gömüldü. Benzin, mazot, kerosen ve diğer birçok petrol ürününün üretimi için hammadde haline gelmiştir.
Ham petrolü yerden almanın geleneksel yolu sondaj, fakat hidrolik kırılma veya fracking, sık kullanılan bir modern alternatif haline gelmiştir. Bu işlemde, petrolün yerini almak için kum, su ve potansiyel olarak tehlikeli kimyasalların bir karışımı toprağa zorlanır. Fracking pahalı bir işlemdir ve anakaya, su tablası ve çevresindeki hava üzerinde bir dizi zararlı etkiye sahiptir.
Kömür, bataklığa, bataklığa yerleşen ve turbaya dönüşen karasal bitkilerden geliyor. Turba toprağın kurumasıyla katılaşmıştır ve sonuçta diğer döküntülerin kayaları ile örtülmüştür. Basınç onu birçok endüstriyel tesis ve elektrik santralinde yakılan siyah, kayalık maddeye çevirdi. Tüm bunlar, yaklaşık 300 milyon yıl önce, dinozorların yeryüzünde dolaştığı zamanlarda gerçekleşmeye başladı, ancak popüler efsanelerin aksine, kömür, dinozorların ayrışmasına neden olmaz.
Nehirler ve Akarsular Başlıca Enerji Kaynaklarıdır
Binlerce yıldır, insanlar işi yapmak için su gücünden yararlanıyorlar ve fizikte de iş enerji ile eşanlamlı. Bir dere veya şelalenin yanına yerleştirilen su çarkları, suyu öğütmek, tahılları sulamak, odun görmek ve bir sürü başka iş yapmak için kullanılan enerjiyi kullandı. Elektriğin gelmesiyle, su çarkları enerji santrallerine dönüştürülmüştür.
Su türbini, hidroelektrik enerji üreten bir istasyonun kalbidir ve 1831'de fizikçi Michael Faraday tarafından keşfedilen elektromanyetik indüksiyon olgusu nedeniyle çalışır. Faraday, bobin içindeki bir dönen mıknatısın veya iletken telin elektrik akımı oluşturduğunu buldu. bobin ve 100 yıldan kısa bir süre sonra, ilk indüksiyon jeneratörü Niagara Şelalesi'nde çevrimiçi oldu.
Bugün, hidroelektrik santralleri dünya çapında tüketilen elektriğin yaklaşık yüzde 6'sını sağlıyor. Fosil yakıtların buhar ve spin türbinleri üretmek için yakılması ise, dünyadaki elektriğin neredeyse yüzde 60'ını oluşturuyor. Çoğu hidroelektrik enerji, şelaleler tarafından değil barajlar tarafından üretilir.
Bir akarsu veya şelale gibi bir baraj yerçekimine bağlıdır. Su barajın tepesine bir geçite girmekte, enerjisini büyüten ve baraj tabanının yakınında çıkmadan önce bir türbini döndüren bir borudan akmaktadır. Dünyanın en büyük hidroelektrik barajlarından ikisi, 22.5 gigawatt enerji üreten Çin'deki Three Gorges Barajı ve 14 GW üreten Brezilya / Paraguay sınırındaki Itaipu Barajı. Kuzey Amerika'daki en büyük baraj, sadece 7 megawatt üreten Washington eyaletindeki Grand Coulee Barajı'dır.
Okyanuslar da Önemli Enerji Kaynaklarıdır
Okyanuslar, iki nedenden dolayı dünyanın en önemli enerji kaynaklarından biridir. Birincisi, rüzgarlarla birlikte dalgalar oluşturan akımlara sahip olmalarıdır. Dalgalar elektriğe dönüştürülebilir. Çünkü onlar güneşin ısısından kaynaklanan sıcaklık farklılıklarının sonucudur, dalgalar ve onları oluşturan akımlar teknik olarak bir güneş enerjisi şeklidir.
Okyanuslardaki diğer enerji kaynağı, ayın ve güneşin kütleçekimsel etkilerinin yanı sıra, dünyanın hareketlerinin neden olduğu gelgitlerdir. Gelgitlerdeki enerjiyi elektriğe dönüştüren teknolojiler de var.
Dalga üreten istasyonlar henüz ana akım değildir ve İskoçya kıyılarında dağıtılan prototip sadece 0,5 MW üretir. Mevcut dalga teknolojileri şunlardır:
Gelgit enerji santralleri, doğrudan türbinleri döndürmek için gelen ve giden gelgitlerin gücünü kullanabilir. Su havadan yaklaşık 800 kat daha yoğundur, bu nedenle okyanus tabanına bir türbin yerleştirildiğinde, gelgit hareketleri onları döndürmek için önemli bir güç üretir. Ancak gelgit baraj sistemleri daha yaygındır.
Bir gelgit barajı, yükselen gelgitten suyun içeri girmesini sağlayan, ardından gelgit gelgitindeki çıkışı kapatıp kontrol eden gelgit havzasına monte edilmiş bir engeldir. Bu tür en büyük jeneratör Güney Kore'deki Sihwa Gölü Gelgit Santralidir. Yaklaşık 254 MW üretir.
Teknoloji, Güneş ve Rüzgar Enerjisinden Kullanıyor
Fosil yakıtların ortadan kalkmasına dayanmayan ve kirlilik yaratmayan bir şekilde elektrik üretmenin en bilinen yollarından ikisi rüzgar türbinlerini veya fotovoltaik panelleri yerleştirmektir. Çünkü güneş, rüzgar yaratan sıcaklık farklılıklarından sorumludur, çünkü her ikisi de, kesinlikle, güneş enerjisi formlarıdır.
Rüzgar jeneratörleri, hidroelektrik veya dalga enerjili olanlar gibi çalışır. Rüzgar estiğinde, dişlilerle güç üreten endüksiyon tarzı bir türbine bağlanan bir şaftı döndürür. Modern türbinler, AC akım sağlamak için konvansiyonel AC gücüyle aynı frekansta derhal kullanım için uygun hale getirilerek kalibre edilir. Dünyadaki rüzgar santralleri dünya elektriğinin neredeyse yüzde 5'ini sağlıyor.
Güneş panelleri, fotovoltaik etkiye dayanır, böylece güneş ışınımı yarı iletken bir malzemede bir voltaj oluşturur. Voltaj, invertörden geçirilerek AC'ye dönüştürülmesi gereken DC akım oluşturur. Güneş panelleri sadece güneş çıktığında elektrik üretir, bu nedenle daha sonra kullanmak üzere gücü depolayan pilleri şarj etmek için kullanılır.
Güneş panelleri, elektrik üretmek için belki de en erişilebilir yöntemlerden birini temsil eder, ancak dünya elektrik enerjisinin yalnızca küçük bir kısmını sağlar - yüzde 1'den daha az.
Fosil Yakıtlara Alternatif Nükleer Enerji Üretimi
Kesin olarak konuşursak, nükleer fisyon süreci doğal olarak meydana gelen bir fenomen değil, doğadan geliyor. Nükleer fisyon, bilim adamlarının atomu ve doğal radyoaktivite fenomenini anlayabilmelerinin hemen ardından icat edildi. Her ne kadar fisyon ilk başta bomba yapmak için kullanılsa da, ilk nükleer enerji santrali New Mexico çölündeki Trinity bölgesinde ilk bombanın patlatılmasından sadece üç yıl sonra çevrimiçi hale geldi.
Tüm dünyadaki nükleer santrallerde kontrollü fisyon reaksiyonları meydana geliyor. Elektrikli türbinleri çalıştırmak için gereken buharı üreten, su kaynatmak için ısı üretir. Bir fisyon reaksiyonu başladığında, süresiz olarak devam etmek için çok az yakıt gerekir.
Dünyanın elektrik ihtiyacının neredeyse yüzde 20'si nükleer enerji üreticileri tarafından karşılanıyor. Başlangıçta neredeyse sınırsız bir gücün ucuz bir kaynağı olarak kabul edilen nükleer fisyon, en azından erime olasılığı ve kontrolsüz zararlı radyasyon salınımı olasılığı olan ciddi dezavantajlara sahiptir. Tanınmış iki kaza, biri Rus Çernobil santralinde ve diğeri de Japonlar Fukushima tesisinde, bu tehlikeleri ortadan kaldırdı ve nükleer enerji üretimini bir zamanlar olduğundan daha az çekici hale getirdi.
Jeotermal enerji
Yerkürenin derinliklerinde kabuk, basınç ve sıcaklıklar o kadar mükemmeldir ki kayaları erimiş lavlara sıvılarlar. Bu aşırı ısıtılmış malzeme, kabukta zaman zaman yüzeye yakın olan damarlar boyunca ilerler. Bunun gerçekleştiği bölgelerdeki topluluklar, elektrik üretmek ve evlerine sıcaklık sağlamak için ısıyı kullanabilirler. Buna jeotermal enerji denir ve bazı durumlarda, yeryüzündeki radyoaktif maddeler tarafından da arttırılır ve bunlar da ısı üretir.
Jeotermal enerjiden faydalanmak için, geliştiriciler uygun bir alanda yeryüzüne bir tünel açmakta ve tünelden su sirküle etmektedir. Isıtılmış su, doğrudan ısıtma için veya bir türbini döndürmek için kullanılabileceği buhar olarak yüzeye gelir. Bazı durumlarda, ısı sudan izobütan gibi daha düşük bir kaynama noktasına sahip başka bir maddeye aktarılır ve elde edilen buhar türbinleri döndürür.
En basit haliyle, jeotermal enerji, doğal kaplıcalarda ve kaplıcalarda sıkça rastlanan insanlar olduğu sürece şifa ve rahatlık sağlamıştır. Japonya, dünyanın en jeolojik olarak aktif ülkelerinden biridir ve geniş bir doğal kaplıca ağına ve uzun bir ıslanma geçmişine sahiptir. Uzmanlar, elektrik ihtiyacının yüzde 10'unu karşılayacak kadar jeotermal kaynağa sahip olduğunu tahmin ederek, jeotermal potansiyelini yalnızca Amerika Birleşik Devletleri ve Endonezya'nın ardında üçüncü sıraya sokuyor.
İnsanlar Bir Seçim Yapmalı
Bazı kaynaklar kırılgan ve yok olmakta ve bunları kullanılabilir enerjiye dönüştürmek gezegen ortamını değiştiren kirletici maddeler yaratmaktadır. Diğer kaynaklar, yalnızca önümüzdeki birkaç milyar yıl boyunca değişmeyeceğine söz veren güneş ve gezegen dinamiklerine dayanıyor. Şu an için, insanlık yapmak için acil bir seçeneğe sahip. Hayatta kalması, güvenini eskiden ikinciye kısa bir süre içinde değiştirme yeteneğine bağlı olabilir.