Rasprave o prednostima i nedostacima ljudske energije i energije često se vrte oko zabrinutosti zbog zagađenja, sigurnosti radnika, energetske učinkovitosti i opsega svjetske opskrbe. Većina snage potrebne za održavanje ritma suvremenog globalnog života dolazi iz izvora koji daju neželjene otpadne proizvode ili na drugi način stvaraju neželjene situacije.
Više nego bilo što drugo, dugoročni i kratkoročni utjecaji na okoliš okreću se oko sebeantropogene (uzrokovane čovjekom) klimatske promjene, osim onečišćenja u tradicionalnom smislu (npr. vidljivi dim iz elektrana na ugljen ili otpadne vode iz raznih industrijskih aktivnosti).
To je zato što izgaranjem fosilnih goriva dolazi do dodatka CO2 (ugljični dioksid) i drugi "staklenički plinovi" u Zemljinu atmosferu, što rezultira dodatnim hvatanjem topline u blizini površine planeta.
Energija i rad
Ljudska snaga za i protiv usredotočuje se na čimbenike koji nisu zagađenje. Količina korisnog posla koji se može obaviti pomoću datog postupka u odnosu na unos energije, tzv mehanička učinkovitost (izlazna energija podijeljena s ulaznom energijom, izražena u postocima), također pitanjima.
Nedostaci ljudske moći često su jednostavno sami po sebi da ljudi mogu raditi puno manje učinkovito i mnogo kraće vrijeme nego što se to može raditi strojno poboljšanim.
Energijau fizici ima jedinice udaljenosti pomnožene sile (umnožak mase i brzine promjene brzine ili ubrzanja). Ova je jedinica njutnometar, koji se obično koristi za rad, a naziva se i džul.
Ova se jedinica proizvodi pomoću drugih kombinacija jedinica; na primjer, linearna kinetička energija (KE) dobiva se iz formule (1/2) mv2,, dok je potencijalna energija u obliku mgh, gdje je m = masa, g = ubrzanje zbog gravitacije (9,8 m / s2 na Zemlji) i h = visina iznad tla ili neke druge nulte referentne točke).
Primjeri ljudske moći
Vlastu fizici je jednostavno energija po jedinici vremena ili brzina rada u sustavu u kojem se energija mehanički koristi. Jednostavni primjeri ljudske moći uključuju trčanje uzbrdo ili dizanje utega; što više energije po jedinici vremena, to više energije predstavlja.
Ako se popnete određenim stepenicama za 10 sekundi, vaša se potencijalna energija mijenja za isti iznos kao da se penjete stepenicama za 5 sekundi ili 15 sekundi. Ali vaša snaga ovisi o tome koliko vam je malo vremena potrebno da dosegnete vrh, au svakom slučaju ste obavili jednaku količinu fizičkog posla.
Vrste energije
Kinetičkiipotencijalna energijačine objektmehanička energija.Objekti također imaju ono što se naziva unutarnjom energijom, što se uglavnom odnosi na brzo vibracijsko gibanje sitnih sastavnih čestica materije na molekularnoj razini.
Energija dolazi je i niz drugih oblika: kemijska energija(pohranjene u vezama molekula),električna energija(što je posljedica razdvajanja naboja i električnog polja) itoplina, što je u većini sustava teško koristiti za rad, već se umjesto toga "raspršuje".
Izvođenje energije iz energije znači sagorijevanje goriva (nafta, prirodni plin, ugljen; neka biogoriva), koristeći kinetičku energiju vode koja teče ili vjetra (hidro ili energija vjetra) ili atome "cijepanja" (nuklearna energija).
Mehaničko skladištenje energije
Iako Zemlja ima puno dostupnog goriva za proizvodnju energije (uglavnom električne energije), skladištenje energije je značajan izazov.Baterijetrenutno ne može pružiti ni mali dio snage potrebne za održavanje svjetske proizvodnje, komunikacijskih mreža i globalnog prijevoza.
U nekim područjima koja imaju povoljnu geografiju, moguće je zadržati ležište vode više od elektrane i u tome iskoristiti gravitacijsku potencijalnu energiju ležište za stvaranje hidroenergije u kratkom roku dopuštajući joj protok iz viših u niža područja i pokretanje turbina generatora električne energije u tom procesu. Kao što možda možete zamisliti, ova mjera zaustavljanja ne bi djelovala jako dugo u visoko naseljenom području.
Budućnost skladištenja energije
Jedna od kritika na račun obnovljivih izvora, posebno solarne i energije vjetra, je njihova nepouzdanost zbog njihove prirodne prirode; događaju se mirni dani ili razdoblja, kao i oblačni dani.
Zahvaljujući međunarodnom imperativu da se nastavi proizvoditi energija dok se pokušava smanjiti šteta za okoliš, skupina istraživača na Massachusetts Institute of Technology blizu Bostona, Massachusetts, započeo je rad 2018. usmjeren na pohranu učinkovite količine sunčeve energije vlast.
Skupina je predložila korištenje spremnika rastopljenog silicija za pohranu ove vrste energije i njezino ispuštanje na zahtjev, i predvidjeli su da bi njihov konceptualni dizajn na kraju mogao proizvesti proizvod znatno nadmoćan današnjoj industriji standard,litij-ionske baterije.