Günümüzde enerji üretiminde, çok çeşitli yakıt kaynaklarını kullanılmaktadır. Bunlar ( yanma ) ısıl, nükleer veya yenilenebilir (Alternatif) olarak sınıflandırılabilir. Kullanılan teknoloji, yakıt kaynağını yararlı işe çeviren veya dönüştüren teknik gerekliliklere bağlı olarak değişir. Bu genellikle elektrik biçimindedir.
Bu liste size dünyanın büyük enerji sistemlerini bir an önce anlayabilmenizi sağlar. Tanınmış olanlardan tartışılanlara kadar, bu enerji türleri tam anlamıyla dünyamızda ilerlemeyi sürdürüyor.
İlk önce biraz açıklama. Bu makalede güç ve enerji terimlerini kullanacağız, ancak fark tam olarak nedir?
Enerji nedir?
Enerji, basitçe söylemek gerekirse, çalışma yapma kapasitesidir. Potansiyel, kinetik, termal, elektriksel, kimyasal, nükleer veya başka çeşitli formlarda olabilir. Örneğin, enerji etrafındaki şeyleri itmeyi mümkün kılan şey diyebilirsiniz. Bir başka deyişle iş yapabilme yeteneğidir.
Enerji birçok farklı birimde ölçülür, ancak yaygın örnekler arasında joule, BTU (British thermal unit), newton-metre ve hatta kalori sayılabilir. Elektrik enerjisine atıfta bulunulduğunda, en çok kullanılan birim watt-saattir.
Peki Güç nedir ?
Enerji yapılan işin “miktarını” ölçerken, güç, isin ne kadar hızlı yapılabileceğini gösterir. Güç, enerji üreten veya tüketen oran olarak tanımlanır.
Standart elektrik gücü birimi watt’tir. Bu, bir voltajla itilen bir amperin bir akimi olarak tanımlanır. (Bu AC için o kadar basit değildir, ancak şu an bunun üzerinde bir şeyler üzerinde duracagız.)
Çoğu kişilere göre, bu ayrım açıktır, ancak enerji ile güç birbirinin yerine kullanılabilir. Basitçe ifade etmek gerekirse, güç, birim zaman başına enerjidir. Güç wattir. Enerj i watt-saattir.
Enerji Üretimi Evrimi
Tarihsel olarak, enerji üretimi, bir görev için faydalı iş sağlamak için insan ya da hayvan işçiliği, biyokütle yakma ya da mekanik dönüşüm ile gerçekleştirildi. Çoğu hala günümüzde (yel değirmenleri, atlar, ev yanginlari vb.) kullanılmaktadır. Ancak enerji santralleri gibi büyük ölçekli enerji üretim sistemleri kadar etkin veya ölçeklenebilir değildir.
Modern dünya, günden güne yapılan işlemler için büyük ölçüde elektriğe dayanıyor ve ihtiyaç duyuyor ve bu nedenle bu yazıyı elektrik enerjisi üretim sistemleri ile sınırlayacagız.
Çoğu enerji üretimi, kullanılan yakıt kaynağına bağlı olarak değişen tasarımdaki santrallerden gelmektedir. Çoğu durumda, enerji santralleri, seri bir şekilde dağıtım ve elektrik üretmek için yakıt tüketirler. Neredeyse tüm elektrik santrallerinde bazen çok uzun mesafelerde elektrik üretmek ve taşımak için bir AC(alternatif akım) jeneratörü veya alternatör ve transformatör bulunur.
Alternatörler, manyetik alanların ve iletkenlerin göreceli hareketi ile dönen mekanik çalışmayı elektriğe dönüştüren etkili bir makinedir. Jeneratör milini döndürmek için kullanılan enerji kaynağı büyük ölçüde değişir ve kullanılan yakıtın türüne bağlıdır.
Uluslararası Enerji Ajansı (IEA), 2014 yılında küresel enerji tüketiminin 13.699 Mtoe veya 5.74 × 1020 joule olduğunu tahmin ediyor. Mtoe, milyon tona eşdeğer petrolün enerjisi anlamına gelir. IEA tarafından haritalandırılan aşağıdaki pasta grafikleri, 1973 ile 2014 yılları arasında dünya genelinde tahmini enerji kullanımını göstermektedir.
Santral türleri
Enerji santralleri toplu enerji üretimi için tasarlandığından öncelikle üç tip kullanılmaktadır. Üç temel ve güvenilir kaynak termal, nükleer ve hidro-elektrikli olup dördüncü gelişmekte olan ve büyüyen tiptedir – yenilenebilir veya alternatiftir.
Termik Santrali
Günümüze kadar en geleneksel enerji üretim sistemi olan Termik Santraller, makul bir yüksek verime elektrik üretmektedir. Bu tür bitkiler kömür gibi fosil yakıtları yakarak suyunu kaynatır ve bir türbin içinde elektrik üretmek için aşırı ısıtılmış buhar üretir. Buhar türbinin bıçak agzını çevirir ve bu da mekanik olarak ihracat için kullanışlı elektrik üreten bir alternatör rotoruna bağlanır.
Hidro Elektrik Santrali
Su buharı yerine çekim kuvvetinin etkisi altına alınarak, hidroelektrik santralleri suyun bir depoda “depolanması” için genellikle bir baraj veya nehir kullanır. Su serbest bırakıldıkça ve türbin içinden akarken türbin kanatları bükülür ve elektrik, termal veya nükleer enerji santralleri ile ayni şekilde üretilir.
Rezervuar doğal olarak su çevrimi yoluyla doldurulur veya gelecekteki enerji üretimi için daha düşük bir seviyeden daha yüksek bir rezervuara su pompalayarak mekanik olarak “yüklenir”.
Küçük veya mikro hidroelektrik güç sistemi ev, çiftlik veya çiftlik için yeterli elektrik üretebilir.
Hidroelektrik enerji üretimi, nükleer veya termal ile karşılaştırıldığında çok daha düşük bir kapasiteye sahiptir. Bu nedenle, en çok yükleme süresi boyunca termik ve nükleer santralleri desteklemek için kullanılırlar.
Alternatif veya Yenilenebilir Enerji Üretimi
Daha önce de belirtildiği gibi, dünya için toplu iş yükü Termal, Nükleer veya Hidroelektrik santrallerden gelmektedir. Son birkaç on yıl, alternatif, daha küçük ölçekli, üretim teknolojilerindeki büyümeyi gördü. Sıklıkla ayrı taleplere hizmet etmek için veya daha kirli yakıt kaynaklarını tüketme ihtiyacını azaltmak için daha büyük bir enerji politikasının bir parçası olarak kullanılırlar.
Bunlar aşağıdaki genel kategorilere ayrılır:
1. Günes enerjisi üretimi. (Mevcut günes enerjisini kullanarak)
2. Jeotermal enerji üretimi. (Dünya’nin kabugunda mevcut olan enerji)
3. Gelgit enerjisi üretimi (deniz gücünden yararlanma)
4. Rüzgar enerjisi üretimi (rüzgar türbinlerinden temin edilebilen enerji)
Doğal kaynaklar zamanla tüketildiğinde, önümüzdeki on yıllar ve yüzyıllar, bu türden enerji üretiminde büyük bir artış ve gelişme olasılığı görecektir. Bu, mevcut teknolojideki artan iyileştirmelerden veya tamamen yeni ve yeni yöntemlerin oluşturulmasından olabilir. Diğer enerji üretim sistemlerinde büyük ilerlemeler kaydediliyor ve enerji karışımımıza nükleer enerji ekleniyor.