Elektrik üretmenin geleneksel ve alternatif yolları

2024 Yazar: Howard Calhoun | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-17 10:43

Şu anda insanlık elektrik üretmek için mümkün olan tüm yolları kullanıyor. Bu kaynağın önemini abartmak zordur. Ve tüketimi her geçen gün artıyor. Bu nedenle, geleneksel olmayan elektrik üretim yöntemlerine giderek daha fazla önem verilmektedir. Aynı zamanda, bu kaynaklar gelişmenin bu aşamasında dünya nüfusunun ihtiyaçlarını tam olarak karşılayamaz. Bu makale, elektrik üretmenin başlıca geleneksel ve alternatif yollarını kısaca gözden geçirmektedir.

Termik santrallerden elektrik elde etmek

Bu elektrik üretme yöntemi en yaygın olanıdır. Örneğin, Rusya Federasyonu'nda, ısı kaynakları, gerekli kaynağın tüm üretiminin neredeyse% 80'ini oluşturmaktadır. yıllar geçiyorçevreciler bu tür mühendislik yapılarının çevre ve insan sağlığı üzerindeki olumsuz etkileri hakkında şimdiden bağırıyorlar, ancak geçen yüzyılın ortalarında (hatta devrim öncesi olanlar) inşa edilen istasyonlar, nüfuslu şehirlere ve büyük sanayi kuruluşlarına elektrik sağlamaya devam ediyor.

Isı kaynakları, elektrik üretmenin geleneksel yöntemleridir. Ve şimdi, otuz ya da kırk yıldır, çıktı açısından sıralamada lider konumdalar. Ve bu, alternatif elektrik üretme yöntemlerinin hızla gelişmesine rağmen.

Tüm mühendislik projeleri arasında özel bir yapı türü ayırt edilir. Bunlar, ek işlevi vatandaşların evlerine ve dairelerine ısı sağlamak olan birleşik ısı ve enerji santralleridir. Uzmanlara göre bu tür santrallerin verimliliği son derece düşük ve üretilen kaynağın uzun mesafelere aktarılması büyük kayıplarla ilişkilendiriliyor.

Enerji üretimi şu şekilde gerçekleştirilir. Katı, sıvı veya gaz yakıt yakılarak kazandaki su önemli sıcaklıklara ısıtılır. Buharın gücü türbin kanatlarını hareket ettirerek türbin jeneratör rotorunun dönmesine ve elektrik üretmesine neden olur.

Hidroelektrik santraller, elektrik üretmenin umut verici bir yoludur

Su enerjisini elektriğe dönüştürmek için tasarlanmış karmaşık mühendislik yapılarının inşaatı Rusya İmparatorluğu'nda başladı. O zamandan beri uzun yıllar geçti ve bu kaynak hala aktif. Kullanılmış. SSCB'nin sanayileşme yıllarında (1930'lar), ülke genelinde dev hidroelektrik santralleri büyüdü. Genç ve kırılgan bir ülkenin tüm güçleri bu devlerin inşasına atıldı (ki bu sadece bir Zaporizhzhya hidroelektrik santraline değer!). O yılların mühendislik yapıları hala çalışır durumda ve önemli miktarda elektrik üretiyor.

Şu anda devlet, elektrik üretmenin "yeşil" yollarının geliştirilmesine bahis oynuyor. Bu nedenle, ülke genelinde modern ve çok verimli hidroelektrik santrallerin inşası aktif olarak finanse edilmektedir. Nehirlerin küçük kolları üzerinde orta ölçekli tesisler inşa etme stratejisi kendini tamamen haklı çıkardı. Böyle bir istasyon, küçük bitişik yerleşim yerlerinin elektrik ihtiyaçlarını tam olarak karşılayabilir. Ulusal ölçekte bu, ulusal ekonominin verimliliğinde ve yerli sanayi malları üreticilerinin rekabet edebilirliğinde artışa yol açacaktır.

Bu teknolojinin dezavantajları, bu tür nesnelerin yüksek maliyetini ve çok uzun geri ödeme sürelerini içerir. Ana maliyetler baraj inşaatı içindir. Ancak binanın kendisini (idari ve makine binaları) dikmek, suyu boş altmak için bir cihaz inşa etmek vb. Yapının parametreleri ve bileşimi birçok faktöre bağlıdır: jeneratörlerin kurulu gücü ve suyun basıncı, santral tipi (baraj, kanal, yönlendirme, depolama, gelgit). Gezilebilir büyük nehirlerdeki hidroelektrik santrallerinde ayrıca balıkların yumurtlama alanlarına göç etmesini sağlamak için karmaşık gezilebilir kilitler ve kanallar bulunur.

Nükleer enerji endüstrisi

Nükleer santral bugün artık kimseyi şaşırtmıyor. Bu tür tesisler SSCB'de aktif olarak kurulmaya başlandı. Bu nedenle, bu teknoloji geleneksel elektrik üretme yöntemlerine aittir.

Nükleer santraller sadece Rusya'da değil, aynı zamanda yakın ve uzak ülkelerde de aktif olarak inşa ediliyor. Örneğin, Rus kökenli bir şirket Rosatom, Belarus Cumhuriyeti'nde böyle bir kaynağın inşasını finanse ediyor. Bu arada, bu istasyon bu bölgede ilk olacak.

Dünyanın nükleer enerjiye karşı tutumu çok belirsiz. Örneğin Almanya, barışçıl atomu tamamen terk etmeye ciddi şekilde karar verdi. Ve bu, Rusya Federasyonu'nun en yeni nesil yeni tesislerin inşasına aktif olarak yatırım yaptığı bir zamanda.

Bilim adamları, dünyanın bağırsaklarındaki nükleer yakıt birikintilerinin tüm hidrokarbon hammadde rezervlerinden (petrol ve gaz) çok daha büyük olduğunu güvenilir bir şekilde belirlediler. Hidrokarbonlar için sürekli artan talep, fiyatlarında artışa yol açmaktadır. Bu yüzden nükleer enerjinin gelişimi meyvesini veriyor.

Rüzgar Gücü

Rüzgar enerjisi endüstrisi endüstriyel ölçekte nispeten yakın zamanda ortaya çıktı ve elektrik üretmenin geleneksel olmayan yolları listesine eklendi. Ve bu çok umut verici bir teknoloji. Yüksek bir olasılıkla, uzak gelecekte yel değirmenlerinin insanlığın ihtiyaç duyduğu kadar elektrik üreteceği iddia edilebilir. Ve bunlar boş sözler değil, çünkü en mütevazı tahminlere görebilim adamları, dünyanın yüzeyindeki toplam rüzgar kuvveti, tüm su kaynaklarının gücünden en az yüz kat daha fazladır.

Asıl sorun, enerji üretimini tahmin etmeyi zorlaştıran hava akışlarının tutarsızlığıdır. Rüzgarlar sürekli olarak Rusya'nın geniş topraklarında esiyor. Ve bu tükenmez kaynağı etkili ve verimli kullanmayı öğrenirseniz, ağır sanayinin ve ülke nüfusunun tüm ihtiyaçlarını fazlasıyla karşılayabilirsiniz.

Rüzgar enerjisi kullanmanın bariz faydalarına rağmen, rüzgar çiftlikleri tarafından üretilen elektrik miktarı toplamın yüzde birini geçmez. Bu amaçlara yönelik ekipman çok pahalıdır, ayrıca bu tür tesisler her alanda etkili olmayacaktır ve elektriğin uzun mesafelere taşınması büyük kayıplarla ilişkilendirilir.

Jeotermal Enerji

Jeotermal kaynakların geliştirilmesi, alternatif elektrik üretme yöntemlerinin geliştirilmesi tarihinde yeni bir dönüm noktası oldu.

Güç üretiminin prensibi, bir yer altı kaynağından, dönme hareketleriyle akım üreten bir jeneratör türbininin kanatlarına sıcak su buharının kinetik ve potansiyel enerjisinin sağlanmasıdır. Teoride, yüzeydeki ve yer kabuğunun derinliklerindeki sıcaklık farkı, herhangi bir alanın özelliğidir. Ancak, genellikle minimum düzeydedir ve elektrik üretmek için kullanılması mümkün değildir. Bu tür istasyonların inşası sadecegezegenimizin belirli bölgeleri (sismik olarak aktif). İzlanda bu yöntemin geliştirilmesinde öncüdür. Rus Kamçatka toprakları da bu amaçlar için kullanılabilir.

Enerji elde etme prensibi aşağıdaki gibidir. Yerin bağırsaklarından gelen sıcak su yüzeye çıkar. Buradaki basınç çok daha düşüktür, bu da suyun kaynamasına neden olur. Ayrılan buhar boru hattından yönlendirilir ve jeneratör türbinlerinin kanatlarını döndürür. Elektrik üretmenin bu modern yolunun geleceğini tahmin etmek zor. Belki bu tür istasyonlar Rusya Federasyonu topraklarında kitlesel olarak inşa edilecek veya belki de bu fikir zamanla yok olacak ve kimse bunu hatırlamayacak.

Okyanus termal enerjisinin geliştirilmesi

Dünyanın okyanusları ölçekleri bakımından harikadır. Uzmanlar, içinde biriken termal enerji miktarının kaba bir tahminini bile veremezler. Kesin olan bir şey var - muazzam miktarda kaynak kullanılmamış durumda. Şu anda, okyanus sularının ısı enerjisini akıma dönüştüren elektrik santrallerinin prototipleri zaten inşa edilmiştir. Ancak bunlar pilot projeler ve bu enerji alanının daha da geliştirileceğine dair bir kesinlik yok.

Elektrik enerjisi endüstrisinin hizmetinde gelgit

Gelgitin güçlü gücünü değerli türevlere dönüştürmek, elektrik üretmenin yeni bir yoludur. Bu fenomenlerin doğası artık biliniyor ve atalarımız arasında ortaya çıkan o saygılı korkuya neden olmuyor. Bunun nedeni manyetik alanın etkisidir.gezegenin sadık uydusu - ay.

Suyun en belirgin gelgit ve gelgit akıntıları, denizlerin ve okyanusların sığ sularında ve nehir yataklarında görülür.

Gerçekten sonuç veren ilk istasyon 1913'te İngiltere'de Liverpool yakınlarında inşa edildi. O zamandan beri birçok ülke deneyimi tekrarlamaya çalıştı, ancak sonunda çeşitli nedenlerle bu girişimden vazgeçtiler.

Güneş enerjisi

Aslında tüm doğal fosil yakıtlar milyonlarca yıl önce güneş ışığının katılımı ve etkisi altında oluşmuştur. Böylece insanlığın güneşten elde edilen uzun ve aktif olarak kullanılan ürünleri olduğunu söyleyebiliriz. Nitekim nehirlerin ve göllerin varlığını, suyun sirkülasyonunu sağlayan bu tükenmez kaynağa borçluyuz. Ancak, modern güneş enerjisi ile kastedilen bu değildir. Nispeten yakın zamanda, bilim adamları özel piller geliştirip üretebildiler. Güneş ışığı yüzeylerine çarptığında elektrik üretirler. Bu teknoloji, elektrik üretmenin alternatif bir yolunu ifade eder.

Güneş, şu anda bilinenlerin belki de en güçlü kaynağıdır. Üç gün içinde, Dünya gezegeni, her tür termal kaynağın keşfedilen ve potansiyel birikintilerinde bulunmayan kadar enerji alır. Ancak bu enerjinin sadece 1/3'ü yer kabuğunun yüzeyine ulaşır ve çoğu atmosferde dağılır. Ve yine de devasa hacimlerden bahsediyoruz. Uzmanlara göre, küçük bir rezervuaroldukça büyük bir termik santral kadar enerji alır.

Dünyada güneş ışığının enerjisini buhar üretmek için kullanan tesisler var. Bir jeneratörü çalıştırır ve elektrik üretir. Ancak, bu tür kurulumlar çok nadirdir.

Elektriğin üretilme prensibi ne olursa olsun, kurulum bir toplayıcı ile donatılmalıdır - güneş ışığını yoğunlaştırmak için bir cihaz. Elbette pek çok kişi güneş panellerini kendi gözleriyle görmüştür. Görünüşe göre koyu camın altındalar. Böyle bir kaplamanın en basit toplayıcı olduğu ortaya çıktı. Çalışma prensibi, koyu renkli şeffaf bir malzemenin güneş ışınlarını iletmesi, ancak kızılötesi ve ultraviyole radyasyonu geciktirmesi ve yansıtması gerçeğine dayanmaktadır. Pilin içinde çalışan bir maddeye sahip tüpler var. Termal radyasyon koyu filmden iletilmediğinden, çalışma sıvılarının sıcaklığı ortam sıcaklığından çok daha yüksektir. Bu tür çözümlerin yalnızca güneşten sonra toplayıcıyı döndürmeye gerek olmadığı tropik enlemlerde etkili bir şekilde çalıştığına dikkat edilmelidir.

Diğer bir kaplama türü, içbükey aynadır. Bu tür ekipman çok pahalı bir çözümdür, bu nedenle geniş bir uygulama alanı bulamamıştır. Böyle bir toplayıcı üç bin santigrat dereceye kadar ısıtma sağlayabilir.

Bu yön hızla gelişiyor. Avrupa'da elektrik şebekesinden bağlantısı kesilmiş evlerle kimseyi şaşırtmayacaksınız. Ancak endüstriyel ölçekteBu yöntemle elektrik üretilmez. Bu tür evlerin çatılarında güneş panelleri gösteriş yapar. Bu oldukça şüpheli bir yatırımdır. En iyi durumda, bu tür ekipmanların kurulumu ancak on yıllık çalışmadan sonra kendini amorti edecektir.

Deniz akıntılarını kullanma

Bu, elektrik üretmenin çok sıra dışı bir yoludur. Okyanusların kuzey bölgelerindeki ve güneydeki (ekvatoral) sıcaklık farkı nedeniyle, hacim boyunca güçlü akımlar ortaya çıkar. Bir türbin suya daldırılırsa, güçlü bir akım onu döndürür. Bu tür santrallerin çalışma prensibinin temeli budur.

Ancak bu enerji kaynağı şu anda aktif olarak kullanılmamaktadır. Henüz çözülmesi gereken birçok mühendislik sorunu var. Sadece deneysel çalışmalar yapılıyor. İngilizler bu yönde en aktif olanlardır. Yakın gelecekte, kanatları deniz akıntıları tarafından harekete geçirilecek olan Büyük Britanya kıyılarında enerji santralleri kolonilerinin ortaya çıkması mümkündür.

Evde elektrik almanın yolları

Elektrik evde de üretilebilir. Ve bu konuyu ciddiye alırsanız evin elektrik ihtiyacını bile karşılayabilirsiniz.

Öncelikle, listelenen elektrik üretme yöntemlerinden bazılarının özel bir ekonomide oldukça uygulanabilir olduğuna dikkat edilmelidir. Bu nedenle, birçok çiftçi ve sadece ülke mülklerinin sahipleri arazilerine yel değirmenleri kuruyor. Ayrıca kır evlerinin çatılarında güneş panelleri giderek daha sık görülüyor.

Başkaları varelektrik üretmenin yolları, ancak pratik uygulamaları söz konusu değil. Bu daha çok eğlence veya deneme amaçlıdır.