Dünyadaki Başlıca Enerji Kaynakları Nelerdir?

gibi bir türü beslemek için çok fazla enerji gerekir. homo sapiens. Geçtiğimiz birkaç yüzyılda bu tür, bilimin bildiği kadarıyla, gezegende daha önce hiç yaşanmamış bir şekilde birbirine bağlı küresel bir varlık olarak ortaya çıktı.

İnsanların ihtiyaç duyduğu enerji türleri arasında evlerine ve endüstrilerine güç sağlamak için elektrik, biyokimyasal vücutlarını beslemek için enerji ve sıcaklık, ulaşım ve endüstriyel için yanıcı kaynakları üretim.

Geniş ölçekte, dünyanın insanların ihtiyaç duyduğu şeyleri sağlama yeteneği beş ana kaynağa bağlıdır:

• Güneş, gökyüzündeki dev füzyon reaktörü, yottawatt düzeninde enerji sağlar (10²⁴ Watt) 7/24 esasına göre.
• Su, Bu sadece yaşam için gerekli değil, aynı zamanda enerji üretimi için de kullanılabilir.
• YerçekimiYıldızları yaratan ve yok eden gizemli güç gelgitlerden sorumludur ve suyu dönüştürülebilir bir kinetik enerji kaynağına dönüştürür.
• dünyanın hareketleri elektriğe dönüştürülebilen rüzgarlar ve okyanus akıntıları üreten günlük ve mevsimlik sıcaklık farkları yaratır.
instagram story viewer
• radyoaktivite Ağır elementlerin doğal olarak daha hafif elementlere dönüşmesi ve bunun sonucunda radyasyon salınımıdır. Radyasyon, elektrik üretmek için kullanılabilecek ısı yaratır.

Ek olarak, insanlar için önemli bir enerji kaynağı, çağlar boyunca gelişen ve ölen organizmaların çürüyen bedenlerinden elde edilir. Ancak yukarıda listelenen kaynakların aksine, bu tedarik sınırlıdır.

Petrol, doğal gaz ve kömürü içeren fosil yakıtlar aslında güneş enerjisinin başka bir şeklidir. Çok uzun zaman önce, canlı organizmalar güneşin ışığını ve ısısını vücutlarını oluşturan karbon bazlı moleküllere dönüştürdüler. Organizmalar öldü ve bedenleri yerin derinliklerine ve okyanusların dibine battı. Bugün, bu karbon bağlarına kilitlenen enerji, kalıntılarının neye dönüştüğünü alıp yakarak serbest bırakılabilir.

Petrol ve doğal gaz, milyonlarca yıl önce yaşamış mikroskobik deniz planktonlarından gelir. Öldüler ve ayrışma ve diğer kimyasal süreçlerin onları mumsu hale getirdiği okyanusların dibine battılar. kerojen ve katla zift. Okyanus yatakları sonunda kurudu ve bu malzemeler kaya ve toprağın altına gömüldü. Benzin, dizel yakıt, gazyağı ve bir dizi başka petrol ürünü yapmak için hammadde haline geldiler.

Ham petrolü yerden çıkarmanın geleneksel yolu sondaj yapmaktır, ancak hidrolik kırma veya kırılma, sıklıkla kullanılan modern bir alternatif haline geldi. Bu süreçte, petrolün yerini almak için kum, su ve potansiyel olarak tehlikeli kimyasalların bir karışımı zemine zorlanır. Fracking pahalı bir işlemdir ve anakaya, su tablası ve çevreleyen hava üzerinde bir dizi zararlı etkiye sahiptir.

Kömür, bataklıklara ve bataklıklara yerleşen ve turbaya dönüşen karasal bitkilerden gelir. Turba, zemin kurudukça katılaştı ve sonunda diğer enkaz kayalarla kaplandı. Basınç, onu birçok endüstriyel tesis ve elektrik santralinde yanan siyah, kayalık bir maddeye dönüştürdü. Bütün bunlar, yaklaşık 300 milyon yıl önce, dinozorların dünyayı dolaştığı zaman başladı, ancak popüler efsanenin aksine, kömür çürümüş dinozorlar değil.

Binlerce yıldır insanlar iş yapmak için su gücünü kullanıyor ve fizikte iş enerji ile eş anlamlıdır. Bir dere veya şelalenin yanına yerleştirilen su çarkları, tahıl öğütmek, mahsulleri sulamak, odun kesmek ve bir dizi başka görev yapmak için suyun hareket ettirilmesiyle üretilen enerjiyi kullandı. Elektriğin gelişiyle su çarkları enerji santrallerine dönüştü.

Su türbini, bir hidroelektrik enerji üretim istasyonunun kalbidir ve fizikçi Michael Faraday tarafından 1831'de keşfedilen elektromanyetik indüksiyon olgusu nedeniyle çalışır. Faraday, bir bobin veya iletken telin içinde dönen bir mıknatısın elektrik akımı ürettiğini buldu. bobinde ve 100 yıldan kısa bir süre sonra, ilk indüksiyon jeneratörü Niagara'da hizmete girdi. Düşme.

Bugün hidroelektrik santraller dünya çapında tüketilen elektriğin yaklaşık yüzde 6'sını sağlıyor. Buhar ve spin türbinleri üretmek için fosil yakıtların yakılması ise dünya elektriğinin neredeyse yüzde 60'ını üretiyor. Çoğu hidroelektrik enerji şelaleler tarafından değil, barajlar tarafından üretilir.

Bir dere veya şelale gibi bir baraj yerçekimine bağlıdır. Su, barajın tepesindeki bir geçide girer, enerjisini artıran ve bir türbini döndüren bir borudan akar ve barajın tabanına yakın çıkmadan önce. Dünyanın en büyük hidroelektrik barajlarından ikisi, Çin'deki 22,5 gigawatt enerji üreten Three Gorges Barajı ve Brezilya/Paraguay sınırındaki 14 GW üreten Itaipu Barajı'dır. Kuzey Amerika'daki en büyük baraj, yalnızca yaklaşık 7 megavat üreten Washington Eyaletindeki Grand Coulee Barajı'dır.

Okyanuslar iki nedenden dolayı dünyanın en önemli enerji kaynaklarından biridir. Birincisi, rüzgarlarla birlikte dalgalar oluşturan akıntılara sahip olmalarıdır. Dalgalar elektriğe dönüştürülebilir. Güneşin ısısının neden olduğu sıcaklık farklılıklarının sonucu oldukları için, dalgalar ve onları oluşturan akımlar teknik olarak bir güneş enerjisi şeklidir.

Okyanuslardaki diğer enerji kaynağı, ayın ve güneşin yerçekimi etkilerinin yanı sıra dünyanın kendi hareketlerinin neden olduğu gelgitlerdir. Gelgitlerdeki enerjiyi elektriğe dönüştürmek için teknolojiler de mevcuttur.

Dalga üreten istasyonlar henüz ana akım değil ve İskoçya kıyılarında konuşlandırılan prototip sadece 0,5 MW üretiyor. Mevcut dalga teknolojileri şunları içerir:

• Dalgalar üzerinde yükselen ve düşen ve hidrolik cihazlarla güç üreten şamandıralar ve şamandıralar.

• Suyun bir odaya girmesine ve kapalı havayı sıkıştırmasına izin veren salınımlı su sütunları, daha sonra bir türbini döndürür.

• Kıyıya bağlı konik kanal sistemleri. Suyu yükseltilmiş rezervuarlara yönlendirirler ve suyun düşmesine izin verildiğinde bir türbini döndürür.

Gelgit enerji santralleri, türbinleri doğrudan döndürmek için gelen ve giden gelgitlerin gücünü kullanabilir. Su, havadan yaklaşık 800 kat daha yoğundur, bu nedenle okyanus tabanına bir türbin yerleştirilirse, gelgit hareketleri onları döndürmek için önemli bir güç üretir. Ancak gelgit baraj sistemleri daha yaygındır.

Bir gelgit barajı, yükselen gelgitten gelen suyun girmesine izin veren, ardından gelgitteki çıkışı kapatan ve kontrol eden bir gelgit havzası boyunca dikilmiş bir bariyerdir. Bu tür en büyük jeneratör, Güney Kore'deki Sihwa Gölü Gelgit Santrali'dir. Yaklaşık 254 MW üretir.

Yok olan fosil yakıtlara dayanmayan ve kirlilik yaratmayan bir şekilde elektrik üretmenin en iyi bilinen yollarından ikisi, rüzgar türbinleri veya fotovoltaik paneller kullanmaktır. Rüzgarı yaratan sıcaklık farklılıklarından güneş sorumlu olduğu için, ikisi de kesinlikle güneş enerjisi biçimleridir.

Rüzgar jeneratörleri, tıpkı hidroelektrik veya dalga gücüyle çalışan jeneratörler gibi çalışır. Rüzgar estiğinde, güç üreten indüksiyon tarzı bir türbine dişlilerle bağlanan bir şaftı döndürür. Modern türbinler, geleneksel AC gücüyle aynı frekansta AC akımı sağlayacak şekilde kalibre edilmiştir ve bu da onu hemen kullanıma hazır hale getirir. Dünya genelindeki rüzgar çiftlikleri, dünya elektriğinin neredeyse yüzde 5'ini sağlıyor.

Güneş panelleri, güneş radyasyonunun yarı iletken bir malzemede bir voltaj oluşturduğu fotovoltaik etkiye dayanır. Gerilim, bir invertörden geçirilerek AC'ye dönüştürülmesi gereken DC akımı oluşturur. Güneş panelleri yalnızca güneş çıktığında elektrik üretir, bu nedenle genellikle daha sonra kullanmak üzere gücü depolayan pilleri şarj etmek için kullanılırlar.

Güneş panelleri belki de elektrik üretmek için en erişilebilir yöntemlerden birini temsil ediyor, ancak dünya elektriğinin yalnızca küçük bir bölümünü sağlıyorlar - yüzde 1'den az.

Açıkçası, nükleer fisyon süreci doğal olarak meydana gelen bir fenomen değildir, ancak doğadan gelir. Nükleer fisyon, bilim adamlarının atomu ve doğal radyoaktivite fenomenini anlayabilmesinden kısa bir süre sonra icat edildi. Fisyon başlangıçta bomba yapmak için kullanılsa da, ilk nükleer santral New Mexico çölündeki Trinity sahasında ilk bombanın patlamasından sadece üç yıl sonra faaliyete geçti.

Kontrollü fisyon reaksiyonları dünyanın tüm nükleer santrallerinde meydana gelir. Elektrik türbinlerini çalıştırmak için gereken buharı üreten suyu kaynatmak için ısı üretir. Bir fisyon reaksiyonu başladığında, süresiz olarak devam etmesi için çok az yakıt gerekir.

Dünyanın elektrik ihtiyacının yaklaşık yüzde 20'si nükleer güç jeneratörleri tarafından karşılanmaktadır. Başlangıçta neredeyse sınırsız gücün ucuz bir kaynağı olarak kabul edilen nükleer fisyon, ciddi en azından erime olasılığı ve zararlıların kontrolsüz salınımı olan dezavantajlar radyasyon. Biri Rusya'nın Çernobil santralinde, diğeri Japonya'nın Fukushima'sında olmak üzere iki tanınmış kaza tesis, bu tehlikeleri ortadan kaldırdı ve nükleer enerji üretimini bir zamanlar olduğundan daha az çekici hale getirdi. idi.

Yerkabuğunun derinliklerinde, basınçlar ve sıcaklıklar o kadar büyüktür ki, kayaları erimiş lavlara sıvılaştırırlar. Bu aşırı ısınmış malzeme, kabuktaki damarlardan geçerek bazen onu yüzeye yaklaştırıyor. Bunun meydana geldiği bölgelerdeki topluluklar, ısıyı elektrik üretmek ve evlerine sıcaklık sağlamak için kullanabilirler. Buna jeotermal enerji denir ve bazı durumlarda, aynı zamanda ısı üreten, yerdeki radyoaktif maddeler tarafından artırılır.

Jeotermal enerjiden yararlanmak için geliştiriciler, uygun bir yerde yeryüzüne bir tünel açar ve tünel boyunca suyu dolaştırır. Isıtılan su buhar olarak yüzeye çıkar ve burada doğrudan ısıtma veya türbin döndürmek için kullanılabilir. Bazı durumlarda, ısı sudan izobütan gibi daha düşük kaynama noktasına sahip başka bir maddeye aktarılır ve ortaya çıkan buhar türbinleri döndürür.

En basit haliyle jeotermal enerji, doğal kaplıcalarda ve kaplıcalarda insanlar olduğu sürece şifa ve rahatlık sağlamıştır. Japonya, dünyanın jeolojik olarak en aktif ülkelerinden biridir ve geniş bir doğal kaplıca ağına ve uzun bir ıslanma geçmişine sahiptir. Uzmanlar, elektriğinin yüzde 10'unu karşılamak için yeterli jeotermal kaynağa sahip olduğunu tahmin ediyor jeotermal potansiyelini dünyada sadece Amerika Birleşik Devletleri ve Endonezya.

Bazı kaynaklar kırılgan ve yok oluyor ve bunları kullanılabilir enerjiye dönüştürmek gezegen ortamını değiştiren kirleticiler yaratıyor. Diğer kaynaklar, yalnızca önümüzdeki birkaç milyar yıl boyunca değişmeden kalacağını vaat eden güneş ve gezegen dinamiklerine bağlıdır. İçinde bulunduğumuz anda, insanlığın yapması gereken acil bir seçim var. Hayatta kalması, güvenini ilkinden ikincisine kısa bir süre içinde değiştirme yeteneğine bağlı olabilir.