पृथ्वी पर प्रमुख ऊर्जा स्रोत क्या हैं?

किसी प्रजाति को पोषित करने में बहुत अधिक ऊर्जा लगती है जैसे कि होमो सेपियन्स. पिछली कुछ शताब्दियों में यह प्रजाति एक दूसरे से जुड़ी वैश्विक उपस्थिति के रूप में उभरी है, जहां तक ​​​​विज्ञान जानता है, ग्रह पर पहले कभी नहीं हुआ है।

मनुष्यों को जिस प्रकार की ऊर्जा की आवश्यकता होती है, उनमें उनके घरों और उद्योगों को बिजली देने के लिए बिजली, जैव रासायनिक शामिल हैं गर्मी, परिवहन और औद्योगिक के लिए उनके शरीर और ज्वलनशील संसाधनों को खिलाने के लिए ऊर्जा उत्पादन।

व्यापक पैमाने पर, मनुष्यों को जो चाहिए वह प्रदान करने की पृथ्वी की क्षमता पाँच मुख्य स्रोतों पर निर्भर करती है:

• सूरज, आकाश में विशाल संलयन रिएक्टर, योटावाट (10 order) के क्रम में ऊर्जा की आपूर्ति करता है²⁴ वाट) 24/7 आधार पर।
• पानी, जो न केवल जीवन के लिए आवश्यक है, बल्कि ऊर्जा उत्पादन के लिए भी इसका उपयोग किया जा सकता है।
• गुरुत्वाकर्षण, तारों को बनाने और नष्ट करने वाली रहस्यमय शक्ति ज्वार के लिए जिम्मेदार है, और यह पानी को परिवर्तनीय गतिज ऊर्जा के स्रोत में बदल देती है।
• पृथ्वी की चाल दैनिक और मौसमी तापमान अंतर पैदा करते हैं जो हवाएं और समुद्री धाराएं उत्पन्न करते हैं जिन्हें बिजली में परिवर्तित किया जा सकता है।
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• रेडियोधर्मिता विकिरण के परिणामस्वरूप भारी तत्वों का हल्का में प्राकृतिक क्षय होता है, विकिरण गर्मी पैदा करता है जिसका उपयोग बिजली उत्पन्न करने के लिए किया जा सकता है।

इसके अलावा, मनुष्यों के लिए एक महत्वपूर्ण ऊर्जा आपूर्ति जीवों के विघटित शरीर से प्राप्त होती है जो पूरे युग में फलते-फूलते और मरते रहे हैं। ऊपर सूचीबद्ध संसाधनों के विपरीत, हालांकि, यह आपूर्ति सीमित है।

जीवाश्म ईंधन, जिसमें तेल, प्राकृतिक गैस और कोयला शामिल हैं, वास्तव में सौर ऊर्जा का दूसरा रूप है। सदियों पहले, जीवित जीवों ने सूर्य के प्रकाश और गर्मी को कार्बन-आधारित अणुओं में परिवर्तित किया, जिससे उनके शरीर का निर्माण हुआ। जीव मर गए, और उनके शरीर गहरे जमीन में और महासागरों की तलहटी में डूब गए। आज, उन कार्बन बांडों में बंद ऊर्जा को उनके अवशेषों को पुनः प्राप्त करके और उन्हें जलाकर जारी किया जा सकता है।

तेल और प्राकृतिक गैस सूक्ष्म समुद्री प्लवक से आती है जो लाखों साल पहले रहते थे। वे मर गए और महासागरों की तलहटी में डूब गए, जहां अपघटन और अन्य रासायनिक प्रक्रियाओं ने उन्हें मोमी में बदल दिया केरोजेन और रुको बिटुमेन समुद्र के तल अंततः सूख गए, और ये सामग्री चट्टान और मिट्टी के नीचे दब गई। वे गैसोलीन, डीजल ईंधन, मिट्टी के तेल और अन्य पेट्रोलियम उत्पादों के निर्माण के लिए कच्चे माल बन गए हैं।

जमीन से कच्चे तेल को निकालने का पारंपरिक तरीका ड्रिलिंग है, लेकिन हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग, या fracking, अक्सर इस्तेमाल किया जाने वाला आधुनिक विकल्प बन गया है। इस प्रक्रिया में, पेट्रोलियम को विस्थापित करने के लिए रेत, पानी और संभावित खतरनाक रसायनों के मिश्रण को जमीन में धकेल दिया जाता है। फ्रैकिंग एक महंगी प्रक्रिया है, और इसके आधार, पानी की मेज और आसपास की हवा पर कई हानिकारक प्रभाव पड़ते हैं।

कोयला स्थलीय पौधों से आता है जो दलदल और दलदल में बस गए और पीट में बदल गए। जमीन के सूखने के साथ ही पीट जम गया, और अंततः इसे अन्य मलबे की चट्टानों से ढक दिया गया। दबाव ने इसे कई औद्योगिक संयंत्रों और बिजली स्टेशनों में जलाए गए काले, चट्टानी पदार्थ में बदल दिया। यह सब लगभग ३०० मिलियन वर्ष पहले होना शुरू हुआ, जब डायनासोर पृथ्वी पर घूमते थे, लेकिन लोकप्रिय मिथक के विपरीत, कोयला विघटित डायनासोर नहीं है।

सहस्राब्दियों से, मनुष्य कार्य करने के लिए जल शक्ति का उपयोग करता रहा है, और भौतिकी में, कार्य ऊर्जा का पर्याय है। एक धारा या झरने के पास रखे पानी के पहियों ने पानी को चक्की के अनाज में ले जाने, फसलों की सिंचाई, लकड़ी को देखा और कई अन्य कार्यों को करने से उत्पन्न ऊर्जा का उपयोग किया है। बिजली के आगमन के साथ, पानी के पहिये बिजली संयंत्रों में बदल गए हैं।

जल टरबाइन एक हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर जनरेटिंग स्टेशन का दिल है, और यह 1831 में भौतिक विज्ञानी माइकल फैराडे द्वारा खोजे गए विद्युत चुम्बकीय प्रेरण की घटना के कारण काम करता है। फैराडे ने पाया कि कुंडल या चालक तार के अंदर एक कताई चुंबक विद्युत प्रवाह उत्पन्न करता है कॉइल में, और 100 साल से भी कम समय के बाद, नियाग्रा में पहला इंडक्शन जनरेटर ऑनलाइन आया जलप्रपात।

आज, जलविद्युत संयंत्र दुनिया भर में खपत होने वाली बिजली का लगभग 6 प्रतिशत आपूर्ति करते हैं। दूसरी ओर, भाप और स्पिन टर्बाइन उत्पन्न करने के लिए जीवाश्म ईंधन के जलने से दुनिया की लगभग 60 प्रतिशत बिजली उत्पन्न होती है। अधिकांश जलविद्युत शक्ति बांधों से उत्पन्न होती है, न कि झरनों से।

एक बांध, एक धारा या झरने की तरह, गुरुत्वाकर्षण पर निर्भर करता है। पानी बांध के शीर्ष पर एक मार्ग में प्रवेश करता है, एक पाइप के माध्यम से बहता है जो अपनी ऊर्जा को बढ़ाता है और बांध के आधार के पास से बाहर निकलने से पहले एक टरबाइन को घुमाता है। दुनिया के दो सबसे बड़े जलविद्युत बांध चीन में थ्री गोरजेस बांध हैं, जो 22.5 गीगावाट ऊर्जा उत्पन्न करता है और ब्राजील/पराग्वे सीमा पर इताइपु बांध, जो 14 गीगावॉट उत्पन्न करता है। उत्तरी अमेरिका में सबसे बड़ा बांध वाशिंगटन राज्य में ग्रैंड कौली बांध है, जो केवल 7 मेगावाट उत्पन्न करता है।

महासागर दो कारणों से दुनिया के सबसे महत्वपूर्ण ऊर्जा संसाधनों में से एक हैं। पहला यह है कि उनमें धाराएँ होती हैं, जो हवाओं के साथ मिलकर लहरें बनाती हैं। लहरों को बिजली में बदला जा सकता है। क्योंकि वे सूर्य की गर्मी के कारण तापमान के अंतर का परिणाम हैं, तरंगें और उन्हें बनाने वाली धाराएं तकनीकी रूप से सौर ऊर्जा का एक रूप हैं।

महासागरों में अन्य ऊर्जा संसाधन ज्वार हैं, जो चंद्रमा और सूर्य के गुरुत्वाकर्षण प्रभावों के साथ-साथ पृथ्वी की गति के कारण भी होते हैं। ज्वार में ऊर्जा को बिजली में बदलने के लिए प्रौद्योगिकियां भी मौजूद हैं।

वेव जनरेटिंग स्टेशन अभी तक मुख्यधारा नहीं हैं, और प्रोटोटाइप, जिसे स्कॉटलैंड के तट पर तैनात किया गया था, केवल 0.5 मेगावाट उत्पन्न करता है। उपलब्ध तरंग प्रौद्योगिकियों में शामिल हैं:

• फ्लोट और बॉय, जो लहरों पर उठते और गिरते हैं और हाइड्रोलिक उपकरणों के साथ बिजली उत्पन्न करते हैं।

• पानी के स्तंभ दोलन करते हैं, जो पानी को एक कक्ष में प्रवेश करने और संलग्न हवा को संपीड़ित करने की अनुमति देते हैं, जो तब एक टरबाइन को घुमाती है।

• पतला चैनल सिस्टम, जो किनारे से बंधे होते हैं। वे पानी को ऊंचे जलाशयों में प्रवाहित करते हैं, और जब पानी को गिरने दिया जाता है, तो यह एक टरबाइन को घुमाता है।

ज्वारीय बिजली स्टेशन सीधे टर्बाइनों को घुमाने के लिए आने वाली और बाहर जाने वाली ज्वार की शक्ति का उपयोग कर सकते हैं। पानी हवा की तुलना में लगभग 800 गुना सघन है, इसलिए यदि समुद्र तल पर टर्बाइन रखा जाता है, तो ज्वार की गति उन्हें स्पिन करने के लिए महत्वपूर्ण शक्ति उत्पन्न करती है। हालाँकि, ज्वारीय बैराज प्रणालियाँ अधिक सामान्य हैं।

एक ज्वारीय बैराज एक ज्वारीय बेसिन में एक बाधा है जो बढ़ते ज्वार से पानी को प्रवेश करने की अनुमति देता है, फिर बंद कर देता है और ईबब ज्वार पर बहिर्वाह को नियंत्रित करता है। इस तरह का सबसे बड़ा जनरेटर दक्षिण कोरिया में सिहवा लेक टाइडल पावर स्टेशन है। इससे करीब 254 मेगावाट बिजली पैदा होती है।

बिजली उत्पन्न करने के सबसे प्रसिद्ध तरीकों में से दो ऐसे तरीके हैं जो लुप्त हो रहे जीवाश्म ईंधन पर निर्भर नहीं हैं और प्रदूषण नहीं पैदा करते हैं, पवन टरबाइन या फोटोवोल्टिक पैनल तैनात करना है। क्योंकि हवा बनाने वाले तापमान के अंतर के लिए सूर्य जिम्मेदार है, दोनों ही, कड़ाई से बोलते हुए, सौर ऊर्जा के रूप हैं।

पवन जनरेटर हाइड्रोइलेक्ट्रिक या वेव-पावर्ड की तरह ही काम करते हैं। जब हवा चलती है, तो यह एक शाफ्ट को घुमाती है जो गियर द्वारा बिजली पैदा करने वाली प्रेरण-शैली टरबाइन से जुड़ा होता है। आधुनिक टर्बाइनों को पारंपरिक एसी पावर के समान आवृत्ति पर एसी करंट प्रदान करने के लिए कैलिब्रेट किया जाता है, जो इसे तत्काल उपयोग के लिए उपलब्ध कराता है। दुनिया भर में पवन फार्म दुनिया की लगभग 5 प्रतिशत बिजली की आपूर्ति करते हैं।

सौर पैनल फोटोवोल्टिक प्रभाव पर भरोसा करते हैं, जिससे सूर्य का विकिरण अर्ध-संचालन सामग्री में वोल्टेज बनाता है। वोल्टेज डीसी करंट बनाता है जिसे इन्वर्टर से गुजारकर एसी में बदलना पड़ता है। सौर पैनल केवल तभी बिजली उत्पन्न करते हैं जब सूरज निकलता है, इसलिए उनका उपयोग अक्सर बैटरी चार्ज करने के लिए किया जाता है, जो बाद में उपयोग के लिए बिजली को स्टोर करती हैं।

सौर पैनल शायद बिजली पैदा करने के सबसे सुलभ तरीकों में से एक का प्रतिनिधित्व करते हैं, लेकिन वे दुनिया की बिजली के केवल एक छोटे से हिस्से की आपूर्ति करते हैं - 1 प्रतिशत से भी कम।

कड़ाई से बोलते हुए, परमाणु विखंडन की प्रक्रिया स्वाभाविक रूप से होने वाली घटना नहीं है, बल्कि यह प्रकृति से आती है। वैज्ञानिकों द्वारा परमाणु और रेडियोधर्मिता की प्राकृतिक घटना को समझने में सक्षम होने के तुरंत बाद परमाणु विखंडन का आविष्कार किया गया था। हालांकि विखंडन मूल रूप से बम बनाने के लिए इस्तेमाल किया गया था, पहला परमाणु ऊर्जा संयंत्र न्यू मैक्सिको रेगिस्तान में ट्रिनिटी साइट पर पहला बम विस्फोट होने के तीन साल बाद ऑनलाइन आया था।

दुनिया के सभी परमाणु ऊर्जा स्टेशनों के अंदर नियंत्रित विखंडन प्रतिक्रियाएं होती हैं। यह पानी को उबालने के लिए ऊष्मा उत्पन्न करता है, जो विद्युत टर्बाइनों को चलाने के लिए आवश्यक भाप उत्पन्न करता है। एक बार विखंडन प्रतिक्रिया शुरू होने के बाद, इसे अनिश्चित काल तक जारी रखने के लिए बहुत कम ईंधन की आवश्यकता होती है।

दुनिया की लगभग 20 प्रतिशत बिजली की जरूरतें परमाणु ऊर्जा जनरेटर से पूरी होती हैं। मूल रूप से लगभग असीमित शक्ति का एक सस्ता स्रोत माना जाता है, परमाणु विखंडन गंभीर है कमियां, जिनमें से कम से कम मेल्टडाउन की संभावना और हानिकारक की अनियंत्रित रिहाई नहीं है विकिरण। दो प्रसिद्ध दुर्घटनाएँ, एक रूस के चेरनोबिल बिजली संयंत्र में और दूसरी जापान के फुकुशिमा में सुविधा, ने इन खतरों से बचा लिया है और परमाणु ऊर्जा उत्पादन को एक बार की तुलना में कम आकर्षक बना दिया है था।

पृथ्वी की पपड़ी के अंदर गहरे, दबाव और तापमान इतने अधिक हैं कि वे चट्टान को पिघले हुए लावा में बदल देते हैं। यह सुपरहिट सामग्री क्रस्ट में नसों के माध्यम से पाठ्यक्रम करती है जो कभी-कभी इसे सतह के करीब निर्देशित करती है। जिन क्षेत्रों में ऐसा होता है वहां के समुदाय बिजली पैदा करने और अपने घरों के लिए गर्मी प्रदान करने के लिए गर्मी का उपयोग कर सकते हैं। इसे भूतापीय ऊर्जा कहा जाता है, और कुछ मामलों में, यह जमीन में रेडियोधर्मी पदार्थों द्वारा संवर्धित होती है, जो गर्मी भी उत्पन्न करती है।

भूतापीय ऊर्जा का उपयोग करने के लिए, डेवलपर्स एक उपयुक्त स्थान पर एक सुरंग खोदते हैं और सुरंग के माध्यम से पानी प्रसारित करते हैं। गर्म पानी भाप के रूप में सतह पर आता है, जहां इसे सीधे गर्म करने या टरबाइन को घुमाने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। कुछ मामलों में, गर्मी को पानी से दूसरे पदार्थ में कम क्वथनांक के साथ स्थानांतरित किया जाता है, जैसे कि आइसोब्यूटेन, और परिणामस्वरूप वाष्प टर्बाइनों को घुमाता है।

अपने सरलतम रूप में, भू-तापीय ऊर्जा ने प्राकृतिक स्पा और गर्म झरनों में उपचार और आराम प्रदान किया है, जब तक कि लोग उन्हें लगातार आते रहे हैं। जापान दुनिया में सबसे अधिक भूगर्भीय रूप से सक्रिय देशों में से एक है, और इसमें प्राकृतिक गर्म झरनों का एक बड़ा नेटवर्क और भिगोने का एक लंबा इतिहास है। विशेषज्ञों का अनुमान है कि इसके पास अपनी बिजली का 10 प्रतिशत तक पूरा करने के लिए पर्याप्त भू-तापीय संसाधन हैं जरूरत है, इसकी भू-तापीय क्षमता को दुनिया में तीसरा, केवल संयुक्त राज्य अमेरिका के पीछे और इंडोनेशिया।

कुछ संसाधन नाजुक और गायब हो रहे हैं, और उन्हें प्रयोग करने योग्य ऊर्जा में परिवर्तित करने से प्रदूषक पैदा होते हैं जो ग्रहों के वातावरण को बदल देते हैं। अन्य संसाधन केवल सौर और ग्रहों की गतिशीलता पर निर्भर करते हैं जो अगले कुछ अरब वर्षों तक अपरिवर्तित रहने का वादा करते हैं। वर्तमान समय में, मानवता के पास एक तत्काल चुनाव करना है। इसका अस्तित्व कम समय में अपनी निर्भरता को पूर्व से बाद में बदलने की क्षमता पर निर्भर हो सकता है।