Enerji Kaynakları

Konu 'Fizik Ders Notları' bölümünde Toгgαи tarafından paylaşıldı.

  1. Toгgαи

    Toгgαи Özel Üye Özel Üye

    Katılım:
    25 Ekim 2007
    Mesajlar:
    4.730
    Beğenileri:
    1.809
    Ödül Puanları:
    38

    ENERJİ KAYNAKLARI

    Enerji kaynakları, herhangi bir yolla enerji üretilmesini sağlayan kaynaklardır. Dünya üzerindeki enerji kaynakları, klasik ve alternatif kaynaklar olmak üzere ikiye ayrılabilir.

    Konu başlıkları
    1 Klasik kaynaklar
    1.1 Petrol
    1.2 Doğalgaz
    1.3 Kömür
    2 Alternatif kaynaklar
    2.1 Hidrojen
    2.2 Güneş
    2.3 Rüzgar
    2.4 Hidroelektrik ve jeotermal
    2.5 Alternatif kaynakların faydaları



    Klasik kaynaklar

    Klasik kaynaklar, karbon bazlı olarak adlandırabilecek kaynaklardır. Petrol, kömür ve doğalgaz en temel enerji kaynaklarıdır. Bunlar, meydana gelişlerinin şekli itibariyle yenilenmeleri çok uzun bir süre aldığından, yenilenmeyen kaynaklar olarak da adlandırılırlar.


    Petrol

    Petrol, fosil yakıt olarak tanımlanan gruba girer. Bunun sebebi, yaklaşık olarak 300 – 400 milyon yıl önce ölmüş olan hayvanların fosillerinin, petrolün ana maddesini oluşturmasıdır. Geçen bu uzun süre içersinde hayvan fosilleri, son derece yüksek bir ısıya ve basınca maruz kalırlar. Böylece petrol meydana gelmiş olur. Petrol günümüzde büyük kaya bloklarının içine sıkışmış olarak bulunur.
    Her ne kadar petrolün gerçek değeri son iki yüzyıl içinde anlaşılmış olsa da, bu madde çok eski tarihlerde de kullanılıyordu. Eski Çin ve Mısır medeniyetleri petrolü, yaşadıkları kapalı mekanları aydınlatmada kullanıyorlardı. 1859 yılında ABD’nin Pensilvanya eyaletinin Titusvil kentinde, Edwin Drake isimli girişimci tarafından ilk petrol kuyusunun açılmasıyla birlikte, petrol günlük hayata girmiş oldu. Seri otomobil üretiminin başlaması, petrole olan talebi ciddi oranda arttırdı. Dünya enerji tüketiminin %39’u petrole dayanıyor.
    Ham petrolün ölçü birimi varildir ve bir varil, 159 litreye denk gelir. Ham petrol rafinerilerde işlenerek bir çok yan ürün elde edilir. Benzin, mazot, fueloil ve uçak yakıtı petrolün işlenmesiyle elde edilen en önemli akaryakıtlardır. Petrol %70 oranında ulaşım sektöründe kullanılmaktadır. Petrol, akaryakıt kategorisi dışında; ilaç, gübre, kozmetik, boya gibi yaklaşık 4000 civarında alanda daha kullanılmaktadır ve insan hayatının çok önemli bir ögesidir. Petrolün çevre kirliliği gibi çok önemli bir de negatif etkisi bulunmaktadır.

    Doğalgaz

    Doğalgaz da petrol gibi karbon bazlı bir fosil yakıttır. Oluşumu petrol ile aynıdır. Doğalgazın ana maddesi; renksiz, kokusuz ve tatsız bir madde olan metandır. Kullanım aşamasında, güvenlik amacıyla kokulandırılır. Petrol gibi doğalgaz da çok eski tarihlerden beri bilinmekle ve kullanılmakla beraber; bugünkü konumuna gelişi, 1816 yılında ABD’nin Baltimore kentinin sokak lambalarının doğalgaz aracılığıyla aydınlatılmasıyla başlar.
    Dünya enerji tüketiminin %22’si doğalgaza dayanmaktadır. İşyerleri ve evler ısınma amacıyla çok yoğun bir miktarda doğalgaz kullanırlar. Isınma, toplam doğalgaz kullanımında %75 gibi bir orana sahiptir. Bunun yanısıra elektrik üretiminde de doğalgaz kullanılmaktadır. Fakat %10 – 15 gibi düşük oranlarda kalmaktadır. Petrol ve kömür ile karşılaştırıldığında; yanma anında ortaya çıkan sülfür, karbon ve kül daha az olduğundan, çevreye verdiği zarar çok daha düşük seviyededir.

    Kömür

    Kömür de bir fosil yakıt olmakla birlikte, oluşum açısından petrol ve doğalgazdan farklıdır. Yüzlerce yıl önce toprak altında kalmış olan çeşitli bitkilerin yüksek ısı ve basınç altında transformasyon geçirmesiyle oluşmuştur. 1800'lü yıllarda sanayi devriminin ana yakıtı olarak dünya tarihinde son derece önemli bir yer tutmuştur. Özellikle o yıllarda kullanılan buharlı makinaların ana yakıtı kömürdü.
    Petrolün yoğun olarak kullanılmaya başlanmasıyla birlikte hayatî önemini kaybetmiş ve günümüzde genelde, termik santrallerde elektrik üretiminde kullanılır olmuştur. Fakat yine de dünya enerji tüketiminin %26’sı kömür kaynakları tarafından karşılanmaktadır. Diğer bütün fosil yakıtlar gibi kömür de yanma esnasında açığa çıkan zehirli gazlar sebebiyle çevreyi kirletme etkisi gösterir.
    Alternatif kaynaklar
    Klasik enerji kaynaklarına alternatif olarak sunulan kaynaklardır. Güneş, rüzgar, hidrojen, hidroelektrik ve jeotermal kaynaklar buna örnektir. Doğada sürekli var olan faktörlere dayalı olan bu kaynakların en önemli özellği ise yenilenebilir olmaları ve doğaya zarar vermemeleridir.

    Hidrojen

    Hidrojen, bilinen en basit elementtir. Bir hidrojen atomu, bir proton ve bir elektrondan oluşur. Evrende en fazla bulunan gazdır. Güneşin bütün enerjisi hidrojenden gelir. Dört hidrojen atomunun birleşmesiyle helyum meydana gelmesine füzyon denir. Bu sayede ortaya çıkan enerji güneşin kaynağıdır ve dolayısıyla dünyadaki bütün yaşam, füzyonu oluşturan hidrojene bağlıdır.
    Evrende çok fazla bulunmasına karşın, hidrojen dünyada tek başına gaz halinde bulunmaz. Ancak diğer atomlarla birleşerek önemli elementlere dönüşür. Mesela su, iki hidrojen atomunun bir oksijen atomuyla birleşmesiyle meydana gelir. Hidrojen temiz bir enerji kaynağı olarak kullanılabilecek önemli bir elementtir. Fakat dünyada tek başına bulunmadığında hidrojenin bir şekilde üretilmesi gerekir. Halihazırda çok pahalı olan bu üretim, su ve doğalgaz gibi elementlerdeki hidrojenin ayrıştırılmasıyla yapılır. Bu şekilde elde edilen hidrojen pillerine yakıt hücresi adı verilmektedir. Şu anda bazı otomobiller hem benzin hem de hidrojenin kullanıldığı hibrid (melez) yakıt yöntemiyle çalışmaktalar. Böylece açığa çıkan kirli havanın miktarı %30 – 40 oranında azaltılabilmektedir.
    Hidrojenin, 20 yıl içersinde aktif olarak kullanılması planlanıyor. Şu anda hidrojen yakıt konusunda elde edilen en önemli ilerleme İzlanda’da yaşanıyor. 1999 yılında, akaryakıt firması Shell ve otomobil firması DaimlerChrysler ile İzlanda hükümeti arasında imzalanan anlaşma, İzlanda’yı hidrojen yakıtlı bir ülke haline getirmeyi amaçlıyor. DaimlerChrysler İzlanda için, hidrojenle çalışan otobüs ve otomobiller üretirken, Shell de İzlanda genelinde hidrojen istasyonları açmayı planlıyor. İzlanda’da elde edilecek muhtemel bir başarı, hidrojenli otomobillerde seri üretime geçilmesini son derece hızlandıracaktır.

    Güneş

    Güneş enerjisi de hidrojen gibi yenilenebilir kaynaklardan bir tanesidir. Güneş enerjisini toplayıp ısı, elektrik gibi faktörlere çevirebilen güneş kolektörleri güneş enerjisinin kullanımındaki aracı elemandır. Genelde, evlerin çatılarına takılan bu kolektörlerin yanında bir de su deposu bulunur. Depoda bulunan su ısıtılarak, ya evin sıcak su ihtiyacı karşılanır ya da sıcak su, evin ısıtma tesisatına verilerek ısınma ihtiyacı giderilmiş olur.
    Çevreye hiç bir zararı olmaması, sürekli ve yenilenebilir olması güneş enerjisini çok cazip kılar. Tabii ki güneş enerjisinin önündeki en önemli engel, güneşlenme süreleri çok fazla olmayan ülkelerde bu enerji tipinden yararlanılabilen gün sayısının az olmasıdır. Ayrıca, elde edilen enerjinin depolanması da bir diğer engeldir.


    Rüzgar

    Alternatif enerji kaynakları içersinde hidrojenden sonra en faydalı olabilecek enerji kaynağı rüzgardır. Temiz, bol, yenilenebilir olmasının yanısıra hemen hemen tüm dünya genelinde faydalanma imkanı olan bir kaynaktır. Rüzgar türbini adı verilen çok büyük pervaneli, yüksek kuleler aracılığıyla rüzgar enerjisi elektriğe dönüştürülür. Az sayıda, büyük enerji üretim merkezleri kurmak yerine, ülke geneline küçük üniteler halinde yayılmış rüzgar türbinleri kurmak çok daha avantajlıdır. Rüzgar, elektrik üretiminin yanısıra hidrojen üretiminde de söz sahibi olabilir. Rüzgardan elde edilecek elektrikle suyun elektroliz edilmesi sonucunda; su, oksijen ve hidrojen elementlerine ayrılarak çok ucuz bir yolla hidrojen elde edilmiş olacaktır.
    1990'lı yıllarda kullanımı en hızlı artan enerji kaynağı olan rüzgar enerjisi, bu avantajları sayesinde tüm dünyanın dikkatini çekmeye devam ediyor. Danimarka toplam elektrik enerjisinin yaklaşık %15’ini rüzgardan elde ederek oran olarak dünyada birinci sıradayken, Almanya da 2000 yılındaki verilere göre yıllık yaklaşık 6.000 megawatt elektrik üretimiyle rüzgar enerjisi kullanımında açık ara farkla lider ülke olma konumunda. Almanya’yı en yakından takip eden ABD’nin yıllık üretimi ise 2.500 megawatt civarında.

    Hidroelektrik ve jeotermal

    Büyük nehirlere kurulan barajlar sayesinde elde edilen elektrik ve doğal jeotermal kaynaklardan elde edilen sıcak su da, alternatif kaynaklardan diğer iki tanesidir. Hidroelektrik’in maliyeti, barajların gerek inşası gerekse doğal hayata negatif etkileri açısından biraz yüksekse de, temiz enerji üretimi söz konusu olduğunda asla vazgeçilmemesi gereken kaynaklardandır. Yine jeotermal kaynaklar da, çok geniş kapsamlı olmak yerine yöresel enerji kaynaklarına yönelme durumunda akla gelmesi gereken bir enerji çeşididir.

    Alternatif kaynakların faydaları

    Alternatif enerji kaynakları kullanılarak, karbon temelli bir enerji yapısından, hidrojen temelli bir yapıya geçilmesi amaçlanıyor. Bu sayede çevre kirliliğinin önüne geçilirken, enerji maliyetleri de büyük oranda azalacak. Ayrıca, halihazırda enerji ithal eder durumda olan ve bu yüzden dünyanın belli ülkelerine enerji bakımından bağımlı olarak varlığını sürdüren devletlerin birçoğu kendi enerjisini kendi üretir hale gelecektir. Bu da dünya genelinde gözle görülür bir siyasi ve ekonomik rahatlama sağlayacaktır.

Sayfayı Paylaş