• Elektrik enerjisi üretimi nedir?
• Elektrik enerjisi nasıl üretilir?
• Elektrik sektörünün aşamaları
• Elektrik üretim türleri
• Yenilenebilir enerji

Elektrik enerjisi üretiminin ne olduğunu, çeşitlerini ve nasıl üretildiğini açıklıyoruz. Ayrıca elektrik sektörünün aşamaları.

Günlük hayatımızın çoğu elektrik enerjisine bağlıdır.

Elektrik enerjisi üretimi nedir?

nesil elektrik gücü kümesini kapsar süreçler üretilebileceği farklı elektrikveya aynısı, diğer formları dönüştürmek Enerji içinde mevcut Doğa (kimyasal enerji, kinetik, termal, ışık, nükleer, vb) kullanılabilir elektrik enerjisinde.

Elektrik üretme yeteneği, dünyanın en önemli endişelerinden biridir. insanlık olduğundan, çağdaş tüketim 19. yüzyılda keşfinden bu yana yaygınlaşmış ve normalleşmiş, günlük hayatımızın vazgeçilmezi haline gelmiştir. Evlerimiz, endüstrilerKamu aydınlatması, hatta kişisel cihazlarımız bile, sürekli ve istikrarlı bir elektrik gücü kaynağına bağlıdır.

Böylece, dünya enerji tüketimi artıyor. 1900'de küresel enerji tüketimi yalnızca 0,7 Terawatt (0,7 x 1012 W) iken, 2005'te şimdiden yaklaşık 500 Exajoule (5 x 1020 J), 138.900 Terawatt'a eşdeğer olduğu tahmin ediliyordu.

Sanayi sektörü en büyük tüketicidir ve bu nedenle gelişmiş dünya (Birinci Dünya olarak adlandırılan) en yüksek tüketim yüzdelerinden sorumludur. Örneğin Amerika Birleşik Devletleri, dünya çapında üretilen enerjinin %25'ini tüketiyor.

Bu nedenle, onu elde etmenin yeni ve daha verimli yollarının araştırılması, özellikle iklimsel etkilerinin arttığı bir dönemde, muazzam bilimsel ve teknolojik kaynakların yatırıldığı bir alandır. sanayileşme ve yanmaktan fosil yakıtlar sadece bariz değil, aynı zamanda endişe verici hale geldi.

Elektrik enerjisi nasıl üretilir?

Jeneratör türbinini döndürmek için farklı enerji türleri kullanılabilir.

Elektrik, genel olarak, elektrik santralleri veya enerji santralleri olarak adlandırılan büyük tesislerde üretilir ve bu tesislerde farklı türde enerjilerden yararlanılır. hammadde veya doğal süreçler elektriği "üretir".

Bunun için, enerji santrallerinin çoğunda, elektrik üreten büyük cihazlar olan alternatörler bulunur. alternatif akım. Büyük, dönen bir malzeme rulosu olan bir bobinden oluşurlar. elektrik iletkeni iplikler halinde düzenlenmiş ve bir mıknatıs hangi sabit kalır.

Bobini mıknatısın içinde yüksek hızlarda döndürerek elektromanyetik indüksiyon adı verilen bir olay meydana gelir: manyetik alan Sonuç, iletken malzemenin elektronlarını harekete geçirerek, daha sonra bir dizi transformatör aracılığıyla dağıtım için "hazırlanması" gereken bir enerji akışı yaratır.

O halde mesele, bobinin yüksek hızlarda ve istikrarlı bir şekilde nasıl döndürüleceğidir. 19. yüzyılda elektrikle yapılan deneylerde, elbette çok küçük bir miktar üreten bir bisikletin pedal çevirmesiyle üretiliyordu.

Enerji santralleri söz konusu olduğunda, çok daha karmaşık bir şey gereklidir: iletim yapabilen dönen bir cihaz olan bir türbin. mekanik enerji bobine, başka bir kuvvetin kullanımından dönmesini sağlar.

Örneğin, bir şelaleye düşen suyu veya sürekli esen rüzgarı veya çoğu durumda şelaleyi kullanabilirsiniz. buhar artan miktarda kaynar su, bunun için sırayla sabit bir miktar üretmek gerekir. sıcaklıkaracılığıyla, yanma çeşitli malzeme türleri.

Görüleceği gibi, elektrik enerjisi üretme sürecinin tamamı, kimyasal enerjinin kalori enerjisine (yanma), daha sonra kinetik ve mekanik (türbini harekete geçirerek) ve daha sonra elektromanyetik hale dönüştürülmesinden başka bir şey değildir. , , elektrikte.

Elektrik sektörünün aşamaları

Elektrik, elektrik hatları aracılığıyla dağıtılır.

Elektrik sektörü, örneğin başlangıcından evlerimizin her birinde tüketimine kadar elektrik üretiminin tüm devresinden sorumlu olan sektördür. Bu sektördeki tüm enerji üretim döngüsü aşağıdaki aşamaları içerir:

• Nesil. İlk aşama, mantıksal olarak, mevcut herhangi bir enerji santrali türünde mevcut araçlarla elektriğin elde edilmesinden oluşur.
• Dönüşüm. Elektrik elde edildikten sonra, elektrik, diğer ürün ve mallardan farklı olarak, daha sonra tüketilmek üzere depolanamayacağından, hemen iletilmesi gerektiğinden, genellikle onu bir elektrik şebekesi boyunca taşınmaya hazırlayan bir dönüşüm sürecine tabi tutulur.

Santrallerin yakınında bulunan sözde trafo merkezleri veya trafo santralleri ile santrallere yakın dönüşüm merkezleri bundan sorumludur. popülasyonlar misyonu, elektriği taşınabilir (yüksek voltaj) ve tüketilebilir (düşük voltaj) yapmak için elektrik voltajını modüle etmektir.

• Dağıtım. Elektrik nihayet evlerimize veya onu tüketen endüstrilere, genellikle farklı enerji dağıtım ve pazarlama şirketleri tarafından idare edilen, elektrik hatları olarak bilinen bir kablolama ağı aracılığıyla sağlanmalıdır.
• Tüketim. Son olarak, her tüketici, ev veya endüstriyel tesiste, dağıtım ağlarını iç mekan tesislerine bağlayan ve enerjinin ihtiyaç duyduğumuz her yerde bulunmasını sağlayan bir bağlantı kurulumu vardır.

Elektrik üretim türleri

Rüzgar enerjisi, elektrik üretimi için nispeten ucuz ve güvenlidir.

Elektrik üretimi, normal olarak, üretildiği santralin tipine veya aynı olana göre, daha önce açıkladığımız gibi, sırayla bobini döndürmek için türbini harekete geçirmek için kullanılan belirli prosedüre göre sınıflandırılır. zaman elektrik üretir. Böylece, elimizde:

• termoelektrik enerji fosil yakıtlar. Termoelektrik santraller, çeşitli malzemelerin yanması sayesinde ısı enerjisinden elektrik üreten, çok miktarda suyu kaynatan veya benzer şekilde diğer gazları ısıtan tesislerdir. organik (Kömür, Petrol, doğal gaz veya diğer fosil yakıtlar) dahili bir kazanda. Bu durumlarda, genleşen gaz türbini hareket ettirmekten sorumludur ve daha sonra çevrimi tekrar edebilmek için soğutulur.
• Termonükleer enerji. Termonükleer enerjinin çalışma prensibi, türbinleri döndürmek için gerekli ısının çeşitli yollarla elde edilmesi dışında, termoelektrikten farklı değildir. kimyasal süreçler fisyon atomlar ağır, yani belirli atom çekirdeklerini bombalamak elementleronları daha hafif elementler olmaya ve muazzam miktarda enerji salmaya zorlamak için. Reaktör olarak bilinen bu tesislerde aynı mantık atom bombası, ancak barışçıl amaçlar için başvurdu. Dezavantajı, işlenmesi zor ve oldukça toksik olan radyoaktif atık üretmesidir.
• Jeotermal enerji. Yine bu durumda santralin çalışması termoelektrik modele uyar, ancak santralin iç ısısı kullanıldığından yakıt veya kazana ihtiyaç duymaz. yer kabuğu. Bunun için uygun bir tektonik konum, yani suyun yeryüzünün derinliklerine dökülmesine ve ortaya çıkan buhardan elektrik türbinlerini harekete geçirmek için yararlanmasına izin veren tektonik aktiviteye sahip bir alan gereklidir.
• Güneş termal enerjisi. Önceki vakalara benzer şekilde, bu tip santraller aşağıdaki avantajlardan yararlanır: Güneş ışığısıvıları ısıtmak için karmaşık bir ayna sistemi aracılığıyla odaklamak ve konsantre etmek sıcaklıklar 300 ile 1000°C arasında ve böylece termoelektrik üretim sürecini başlatır.
• Fotovoltaik enerji. Bu tür enerji de güneş ışığından yararlanılarak elde edilir, ancak farklı bir anlamda: uçlarında küçük potansiyel farkları oluşturan güneş ışığına duyarlı diyotlardan oluşan geniş fotovoltaik hücre alanları aracılığıyla. Bunlar için büyük siteler gereklidir Solar paneller elektrik üretmek için, ancak aynı zamanda hammadde gerektirmeden ve olmadan yapılır. Kirletmek çok fazla Çevre.
• Hidroelektrik güç. Bu durumda, üretim tesisinin elektrik türbinleri ısı etkisiyle değil, bir şelalenin mekanik enerjisinden yararlanılarak hareket ettirilir. Bu nedenle, bir topografya barajların kurulabileceği kataraktlar, şelaleler, güçlü nehirler veya su kütleleri gibi buna özgü veya barajlar. Bu su kütlelerinin vahşice değiştirilmesinin ve onların ekosistemler kendi, bir şeklidir temiz enerji, ucuz ve güvenli.
• deniz suyu enerjisi veya dalga gücü. Bu, türbinleri harekete geçirmek için suyun itmesinden yararlanan, yüzer cihazlar aracılığıyla kıyı tesisleri aracılığıyla gelgit veya deniz dalgalarından elektrik enerjisi elde eden tesislere verilen isimdir. Ancak bunlar çok güçlü değiller ve en azından şimdilik enerji elde etmenin çok karlı yolları değiller.
• Rüzgar gücü. Önceki durumlarda suyun doğal hareketinden yararlanılmışsa, rüzgar santrallerinde rüzgarın kuvvetinden, özellikle de rüzgarın kuvvetinden yararlanılır. bölgeler kıyı bölgeleri, büyük ovalar veya benzerleri gibi sürekli esiyor. Bunun için, rüzgarın geçişine duyarlı, hareket ederken mekanik enerjiyi bir elektrik türbinine ileten tüm dev pervane alanlarına sahipler. Nispeten ucuz ve güvenli bir elektrik üretim şeklidir, ancak ne yazık ki çok az güçlüdür ve çevre düzenlemesi açısından önemli bir maliyeti vardır.

Yenilenebilir enerji

Elektrik elde etmek karmaşık ve oldukça zorlu bir süreçtir çevresel Etki, özellikle fosil yakıt gibi geleneksel varyantlarında. Ek olarak, ikinci durumlarda, mevcut yakıt sınırlı rezervlere sahiptir, çünkü kömür ve petrol çok yavaş ve uzun süreli bir jeolojik kökene sahiptir, bu da gezegen stoklarını onları tükettiğimiz oranda yenilememize izin vermez.

Bu nedenle, enerji sektörünün çabalarının çoğu, olası yenilenebilir kaynakların araştırılmasına veya güneş, hidroelektrik ve jeotermal enerji gibi halihazırda mevcut olanların iyileştirilmesine yatırılır.

Ancak insanlığın enerji konularındaki büyük umutları, güvenli, güvenilir, çevreyi kirletmeyen ve yenilenebilir bir enerji kaynağı olarak atom füzyonunun olasılığına işaret etmektedir: Dünyanın en bol bulunan elementi olan hidrojen atomları alınmaktadır. Evrenve tıpkı dünyanın kalbinde olduğu gibi, muazzam miktarda enerji üretmek için birleşin. yıldızlar boşlukta.

Ne yazık ki, mutluluk teknoloji hala bizim erişimimizden uzak, bu yüzden insanlık enerji tüketimini dünyanın olanaklarına uyarlamak için daha fazla çaba sarf etmek zorunda kalacak ya da sonsuz elektrik enerjisi arzumuzda onu tamamen mahvetme riskiyle karşı karşıya kalacak.