Dodaj do listy

Wykorzystywanie źródeł energii we współczesnym świecie

W dzisiejszym świecie, na bardzo szeroką skalę wykorzystuje się energię pochodzącą ze spalania surowców kopalnych. Jeśli tempo tego przetwarzania nadal się utrzyma ( a nic nie wskazuje na to że będzie inaczej ), to już za kilkadziesiąt lat zabraknie tych surowców. Człowiek musi, więc coraz szerzej wykorzystywać odnawialne źródła energii, a także częściej korzystać z dobrodziejstw energetyki jądrowej.

Energia jądrowa

W ubiegłym stuleciu nastąpił ogromny wzrost Wzrost zwiększanie rozmiarów i masy ciała. Wzrost jest cechą wszystkich żywych organizmów i następstwem pobierania substancji odżywczych z otoczenia. U jednokomórkowców wzrost wiąże się ze zwiększaniem rozmiarów... Czytaj dalej Słownik biologiczny przemysłowy, który pociągnął za sobą powstanie różnego rodzaju urządzeń, potrzebujących do działania ogromnych ilości energii w postaci prądu elektrycznego. Wymusiło to budowę wielu elektrowni, które pobierając energię z różnych źródeł zamieniały ją na energię elektryczną. Już w latach 40 XX wieku, zdano sobie sprawę z tego, jak duże ilości energii można otrzymać z procesów jądrowych zachodzących we wnętrzu jąder atomowych. Pierwsze doświadczenia z produkcją energii jądrowej skończyły się fatalnie dla ludzkości, bo została ona wykorzystana do produkcji bomby atomowej. Jednak dalsze próby zaowocowały w powstaniu pierwszych elektrowni jądrowych. Zasadniczym elementem takiej elektrowni jądrowej jest reaktor jądrowy. Istnieje kilka typów takich reaktorów, są to reaktory ciśnieniowe, wodne, jednorodne, powielające, wrzące, czy wysoko temperaturowe. Zasada działania elektrowni jądrowej zasadniczo różni się od działania zwykłej elektrowni, w której energię pozyskuje się poprzez spalanie paliw kopalnych. W przypadku elektrowni jądrowej, energię pozyskuje się w wyniku rozszczepień jąder atomowych. Proces rozszczepienia jest reakcją łańcuchową, która jeśli nie kontrolowana może prowadzić do fatalnych skutków (tak jak w przypadku bomby atomowej). Jednak w przypadku reaktora jądrowego, jest on całkowicie kontrolowany i tak przeprowadzany, aby dostarczył ściśle określonej ilości energii.

W dzisiejszych czasach, elektrownie jądrowe zostały już wybudowane w 31 krajach i jest ich w sumie 437. Energia jaką produkują to 17% energii jaka jest wykorzystywana przez te kraje. Elektrownie te powstają w większości w krajach dalekiego wschodu.

Plusy i minusy elektrowni jądrowych:

Plusy:

  • Praktycznie niewyczerpalna ilość paliwa jądrowego
  • Niskie koszty produkcji energii elektrycznej. Dla porównania produkcja Produkcja zorganizowana działalność ludzi polegająca na wytwarzaniu dóbr materialnych oraz świadcząceniu usług, służąca zaspokojeniu potrzeb.
    Czytaj dalej Słownik geograficzny
    energii elektrycznej powstałej ze spalania gazu jest 10 razy droższa niż w przypadku produkcji energii w reaktorze jądrowym. Jeszcze droższa jest energia pochodząca ze spalania węgla kamiennego.
  • Potrzeba niewielkich ilości paliwa jądrowego. To z kolei wiąże się z tanim jego transportem i przechowywaniem.
  • W wyniku pracy reaktora jądrowego powstaje znacznie mniej odpadów i nie istnieje problem zanieczyszczenia powietrza.

Minusy:

  • Koszty wybudowania elektrowni jądrowej, są o połowę większe niż w przypadku budowy zwykłej elektrowni węglowej.
  • W wyniku pracy elektrowni jądrowej powstają odpady Odpady zużyte przedmioty i substancje stałe oraz nie będące ściekami substancje ciekłe, powstałe w wyniku działalności gospodarczej lub bytowania człowieka już nie przydatne do dalszego wykorzystania (eksploatacji).... Czytaj dalej Słownik geograficzny promieniotwórcze, które mogą być niebezpieczne dla człowieka przez wiele lat, dlatego też potrzebne są odpowiednie miejsca do ich składowania.
  • W przypadku awarii elektrowni jądrowej, skutki mogą być katastrofalne i mogą mieć zasięg globalny.

Mimo, że elektrownie jądrowe są najefektywniejszymi dostarczycielami energii, to ludzkość nadal im nie zaufała na tyle, żeby całkowicie dokonać "przesiadki" na ten sposób otrzymywania energii. Ale są oczywiście także inne sposoby otrzymywania energii, wykorzystujące źródła energii odnawialnych.

Elektrownie wodne

Cała nasza planeta Planeta ciało niebieskie, wirujące wokół własnej osi. Planeta świeci światłem odbitym od Słońca, wokół którego jednocześnie wykonuje ruch obiegowy w Układzie Słonecznym. Ostatnio przyjmuje się prawdopodobieństwo... Czytaj dalej Słownik geograficzny pokryta jest morzami i oceanami. Nic, więc dziwnego, że człowiek nauczył się ją z powodzeniem wykorzystywać do produkcji energii. W tym wypadku wykorzystuje się energię spadającej wody, która ukierunkowana na odpowiednie turbiny powoduje ich obrót. Turbiny te są źródłem energii, z jakiej korzystają potężne generatory do produkcji energii elektrycznej. Jednak budowa elektrowni wodnych najczęściej wiąże się z bardzo wysokimi kosztami. Jednak opłaca się to, ponieważ w tym wypadku otrzymujemy energię w sposób czysty, bez powodowania żadnych zanieczyszczeń. Sama elektrownia Elektrownia zakład przemysłowy wytwarzający energię elektryczną. Wyróżnia się elektrownie cieplne spalające paliwa stałe, płynne lub gazowe, elektrownie wodne wykorzystujące energię wód płynących oraz elektrownie... Czytaj dalej Słownik geograficzny wodna także nie zużywa dużo energii elektrycznej. W porównaniu do zwykłych elektrowni gdzie zużycie to jest na poziomie 10% produkowanej energii, to w przypadku elektrowni wodnych wynosi ono nie więcej niż 1%. Ich obsługa także nie jest nadmiernie skomplikowana i nie potrzeba tutaj sztabu ludzi. Energia z takiej elektrowni wodnej może być przesyłana do najbliższych odbiorców, tak więc problem strat energii w czasie przesyłu jest tu raczej nieistotny. Możliwe jest także bardzo proste magazynowanie energii, poprzez wykorzystani zapór, to z kolei zapobiega powstawaniu przerw w dostawach energii elektrycznej. Sama budowa zapór wodnych może, pomóc w rozwoju rolniczym obszarów położonych blisko niej. Inne wykorzystanie energii wodnej to także wykorzystanie pływów morskich, energii cieplnej wody, a także energii fal morskich. W przypadku fal morskich energie można wykorzystać, poprzez zastosowanie pływaka poruszającego się w górę i w dół. W ten sposób taki pływak porusza pompę, która z kolei pompuje wodę na turbinę zasilającą generator. W przypadku elektrowni wykorzystujących energię pływów morskich istotne jest położenie elektrowni. Najbardziej odpowiednie miejsca do ujścia rzek, a zasada działania takiej elektrowni jest bardzo podobna do zasady działania zwykłej elektrowni wodnej. Tutaj także do produkcji energii elektrycznej wykorzystywany jest ruch turbin. Możliwym jest także wykorzystanie energii cieplnej oceanów. W tym wypadku wykorzystuje się różnicę temperatur pomiędzy powierzchnią wody a jej głębinami. Takie elektrownie powstają bezpośrednio na wodzie i noszą nazwę elektrowni maretermicznych.

Elektrownie wiatrowe

Wykorzystywanie energii wiatru, było swego czasu najbardziej popularnym sposobem otrzymywania energii w gospodarstwach rolnych. Jako, że wiatr Wiatr postępowy, strumieniowy ruch powietrza w troposferze wywołany różnicą ciśnienia atmosferycznego. Wiatr zawsze wieje od wyżu do niżu. Na poruszające się powietrze ma również wpływ siła Coriolisa. Powoduje... Czytaj dalej Słownik geograficzny towarzyszy nam od zarania dziejów, już tysiące lat temu ludzie Ludzie J. R. R. Tolkien Hobbit, czyli tam i z powrotem, bohater zbiorowy; ludzie Trzeciej Epoki są zupełnie podobni do ludzi współczesnych. Tak jak dzisiaj zdarzają się wśród nich postacie niezwykłe, szlachetne,... Czytaj dalej Słownik bohaterów literackich - gimnazjum nauczyli się go wykorzystywać do swoich celów. Obliczenia wskazują na to, że obecna energia wiatrów byłaby w stanie zaspokoić potrzeby energetyczne całej naszej planety.

W dzisiejszym świecie istnieje bardzo dużo elektrowni wiatrowych. Ich rozrost nastąpił po 1973 roku, kiedy to nastąpił kryzys energetyczny. Najwięcej z nich istnieje w Niemczech, bo aż 5850, następnym w kolejności krajem jest Dania, która posiada ich 4700. Jak wiadomo, ich działanie jest silnie uzależnione od siły wiatru. Dlatego też najbardziej opłacalne jest budowanie ich w miejscach gdzie wiatr, często i silnie wieje. Energia jaką w ten sposób otrzymujemy jest całkowicie czysta. Jednak bolączką tychże elektrowni jest ich niska wydajność. Aby zastąpić jedną zwykłą elektrownie spalającą paliwa kopalne, należałoby użyć 1000 wiatraków, o średnicy 50 metrów.

Plusy i minusy elektrowni wiatrowych:

Plusy:

  • Czyste źródło energii
  • Dużo tańszy sposób otrzymywania energii, niż w przypadku zwykłych konwencjonalnych elektrowni cieplnych
  • Użycie takich elektrowni tworzy nowe miejsca pracy
  • Można stosować niewielkie generatory wiatrowe, które mogą dostarczać energię do lokalnych odbiorców

Minusy:

  • Elektrownie takie są dosyć głośne dla otoczenia
  • Stanowią zagrożenie dla lokalnego wędrującego ptactwa.

Energia słoneczna

Spośród wszystkich metod otrzymywania energii, ten sposób jest najbezpieczniejszy i w najmniejszym stopniu prowadzi do zmian w środowisku naturalnym. Podstawowym źródłem światła na naszej planecie jest Słońce. Bez jego obecności życie na Ziemi nie byłoby możliwe. Słońce jest gwiazdą, olbrzymią kulą gazową we wnętrzu której nieustannie zachodzą procesy jądrowe wyzwalające ogromne ilości energii. Tylko połowa energii jaka nadlatuje ze Słońca w kierunku Ziemi jest abosorbowana przez jej powierzchnie. Reszta jest albo odbijana od atmosfery, albo przez nią pochłaniana. Człowiek zauważył, iż w pewien sposób można wykorzystać tą energię do swoich celów. Urządzeniami służącymi do przetwarzania energii słonecznej na energię elektryczną, są tzw. baterie słoneczne. W bateriach tych wykorzystuje się zjawisko tzw. fotowoltaniczne, polegające na zamianie promieniowania słonecznego na prąd elektryczny. Każde takie ogniwo dostarcza niewielką ilość energii elektrycznej, jednak w przypadku zastosowania wielu takich ogniw, wydajność może znacznie się poprawić. Baterie słoneczne, to ogniwa, które zbudowane są z dwóch warstw półprzewodników, najczęściej jest to krzem. Tak jak już wspomniano, promieniowanie słoneczne dochodzi do Ziemi, mając tylko połowę swojej energii. Dlatego też baterie słoneczne znalazły szerokie zastosowanie w przypadku urządzeń znajdujących się w przestrzeni kosmicznej, gdzie promieniowanie słoneczne dociera do nich bez żadnych strat. W przypadku instalacji naziemnych ich masowe wykorzystanie wiąże się z dużymi kosztami, dlatego też w tym wypadku najbardziej opłacalnym sposobem, jest instalowanie takich ogniw bezpośrednio w gospodarstwach domowych. W tym wypadku są to małe instalacje, jednak na tyle wydajne, że mogą posłużyć do ogrzania wody. Przy wykorzystaniu takich ogniw słonecznych jako kolektorów na dachu budynku, mogą one posłużyć jako źródło energii potrzebnej do ogrzania domu. Kolejnym atutem takich baterii słonecznych jest ich niezawodność, praktycznie nie wymagają żadnej konserwacji. Raz zamontowane i uruchomione mogą działać bez przerwy przez wiele lat.

W przypadku energii słonecznej, jej zamiana na inne formy energii może zachodzić na jeden z 3 sposobów:

Konwersja fotowoltaniczna

Jest to metoda wykorzystywana w bateriach słonecznych, polegająca na bezpośredniej zamianie padającego promieniowania słonecznego, na energię elektryczną. Kluczową sprawą tutaj jest istnienie tzw. efektu fotowoltanicznego, który polega na powstaniu napięcia wskutek padających fotonów promieniowania słonecznego, w materiałach o niejednolitej strukturze.

Konwersja fotochemiczna

W tym procesie następuje zamiana energii promieniowania słonecznego na energię wykorzystywaną do produkcji biomasy. Dalej taka biomasa, może być łatwo przekształcona na inne formy energii.

Konwersja fototermiczna

W tym przypadku energię promieniowania słonecznego, przekształca się bezpośredni na ciepło. Przy czym proces ten może zachodzić na dwa sposoby: pasywnie i aktywnie. Jednak niezależnie od sposobu materiałem który zamienia energię słoneczną na ciepło, jest tzw. absorber. W przypadku systemów pasywnych, nie jest potrzebna ingerencja żadnych czynników zewnętrznych. Natomiast w przypadku systemów aktywnych, wykorzystywana jest energia pochodząca z zewnątrz. Energia ta jest zazwyczaj wykorzystywana do zasilania pomp, które przetłaczają czynnik roboczy przez materiał absorbera znajdujący się w kolektorach słonecznych. Taki czynnik roboczy jest środkiem transportującym otrzymane ciepło do części odbierającej je.

Elektrownie geotermalne

Ostatnio coraz częściej na Ziemi wykorzystuje się inne źródło energii odnawialnej, a mianowicie energię geotermalną. Początkowo sposób jej otrzymywania był bardzo kosztowny, lecz w miarę postępu technologicznego stawał się coraz tańszy, aż w chwili obecnej jest to metoda opłacalna. W tej metodzie wykorzystuje się fakt, iż Ziemia Ziemia trzecia w odległości od Słońca planeta Układu Słonecznego, oddalona od Słońca o ok. 149,6 mln km, piąta co do wielkości. Kształtem zbliżona do elipsoidy obrotowej powstałej w wyniku jej obrotowego ruchu,... Czytaj dalej Słownik geograficzny w swoim wnętrzu ma zmagazynowane ogromne ilości energii. Jednak potencjał ten nie jest zawsze możliwy do wykorzystania i to jest bezpośrednią przyczyną małej popularności tej metody. Najczęściej wykorzystuje się gorącą wodę, która została ogrzana przez wnętrze Ziemi. I głównie od temperatury takiej wody, zależy to jak zostanie ona potem wykorzystana. Gdy ma wysoką temperaturą jest bezpośrednio wykorzystywana do produkcji energii elektrycznej. W przypadku niższych temperatur to wykorzystuje się je do ogrzewania budynków. Na szeroką skalę takie wody wykorzystuje się w przemyśle do produkowania papieru, hodowli roślin i grzybów, a także do pasteryzacji mleka.