شناخت انرژی
تعریف انرژی:انرژی توانایی وقابلیت انجام دادن کارازسوی انسان هاو یا سایراشیا واجسام است .ازدیدگاه علمی می توان به این صورت انرژی را تعریف کرد: انرژی میزان توانی است که درزمان معین برای انجام یک کارصرف می شود.
انواع انرژی:
1- انرژی های تجدیدپذیر2- انرژی های تجدید ناپذیر3- انرژی هسته ای
انرژی های تجدیدپذیر: انرژی هایی هستندکه درطبیعت وجوددارندوانسان ها بااتخاذیک شیوه ی مناسب می توانندازآن هابرای همیشه بهره برداری کنندووجودآنهابه تداوم حیات کمک می کند.مانندانرژی برق آبی انرژی خورشیدی انرژی بادی انرژی حاصل ازجزرومدانرژی حاصل ازسوزاندن هیزم (بیوماس)و...
انرژی های تجدیدناپذیر:انرژی هایی هستندکه نمی تواننددرطول زمان افزایش یابندواستفاده ازآنهاباعث کاهش ذخیره ی آنهامی شودوقابلیت رشدمجدددرآنهاوجودندارد.مانندسوخت های فسیلی(نفت،گازوزغال سنگ)
بحران جهانی انرژی
باافزایش روزافزون جمعیت جهان ومحدودبودن منابع انرژی ٬کلیه ی کشورهابامشکل انرژی روبه روهستند.انرژی برای همه ی مردم مسئله ای اساسی است.انرژی درتمام شئون جامعه ی انسانی رسوخ کرده وجنبه های مختلف آن اززندگی روزانه ی خانوادگی گرفته تاسیاست جهانی وبین المللی وطرح های توسعه ی ملی راتحت تاثیرقرارداده است.انرژی درسال های اخیربه علت پدیده ای که بحران جهانی انرژی نام گرفته ٬اهمیت زیادی کسب کرده است
مصرف جهانی انرژی ومشکلات آن
1-مشکل انرژی
مشکل انرژی که اوایل سال های 1970آشکارشد٬ناشی ازرشدسریع مصرف انرژی ومحدودبودن منابع سنتی آن بود.عیب کاردراین جاست که منابع اصلی انرژی متکی به نفت است وآن هم درمناطق محدودی ازجهان وجوددارد.هنگامی که نخستین بحران جهانی نفت ظاهرشد٬منطقه ی خلیج فارس 30درصدنیازجهانی انرژی راتولیدمی کرد. نگرانی فعلی درباره ی انرژی ناشی ازاین واقعیت است که منابع نفت وگازکه مهم ترین انواع انرژی هستندمحدودوپایان پذیرند. صرف نظرازبحران های جهانی (جنگ جهانی اول-رکودسال های 1930-جنگ جهانی دوم وسرانجام بحران نفت)نرخ رشدمتوسط مصرف کل سالانه 5درصدبوده است.شایان توجه است که درحدودسال1900این مصرف فراوان متکی به زغال سنگ بوده ٬حال آنکه بعدا٬نفت وگازجای آن راگرفته است.درحال حاضربیش از73درصدمصرف جهانی انواع انرژی اولیه رانفت وگازتشکیل می دهند.درسال های اخیرکوشش برای یافتن راه حل های ملی برای مشکل انرژی تشدیدشده است.
انرژی خورشید
خورشید چیست؟
خورشید یک راکتور هسته ای طبیعی بسیار عظیم است. که ماده در آنجا بر اثر هم جوشی هسته ای به انرژی تبدیل می شود و هر روز حدود 350 میلیارد تن از جرمش به تابش تبدیل می شود ، دمای داخلی آن حدود 15 میلیون درجه سانتیگراد است . انرژی که بدین ترتیب به شکل نور مرئی ، فرو سرخ و فرا بنفش به ما می رسد 1 کیلووات بر متر مربع است . خورشید به توپ بزرگ آتشین شباهت دارد که صد بار بزرگتر از زمین است .
عبور اشعه خورشیدی از جو به زمین:
الف) 5% به وسیله زمین منعکس می شود
ب) 20% به وسیله ابرها منعکس می گردد
ج) 25% به وسیله هوا جذب می شود
د) 23% به وسیله هوا پراکنده شده و به سطح زمین می رسد
ه) 27% به طور مستقیم به سطح زمین می رسد
انرژی زمین گرمایی (ژئوترمال)
انرژی گرمایی درون زمین یا زمین گرمایی ، در راکتور هسته ای آن تولید می شود.
به تجربه معلوم شده است هر چه به ژرفای زمین افزوده شود ، درجه گرمای آن افزایش خواهد یافت ، بدین معنی که به ازای هر 100 متر عمق حدود 3 درجه سانتیگراد به گرمای آن اضافه می شود .متاسفانه بیرون کشیدن گرما به طور مستقیم از کره زمین امکان پذیر نیست ، فقط می توان از گرمایی استفاده کرد که در آبهای زیر زمینی وجود دارد .با این وصف در حال حاضر بهره برداری از انرژی گرمایی درون زمین تنها به صورت آب گرم و بخار آب امکان پذیر است .
فناوری انرژی زمین گرمایی
قرن هاست که گرمای درون زمین مورد بهره برداری قرار گرفته است ، حتی رومیان قدیم نیز از آن برای گرم کردن حمام استفاده می کردند . هم اکنون در حدود بیست کارخانه تولید برق با استفاده از گرمای درون زمین به کار اشتغال دارند که تولید آنها بین چند مگاوات تا 500 مگاوات است . جمع تولید نیروی این کارخانه ها بیش از Mw1500 است .
انرژی جزر و مدی اقیانوس ها
- جزر و مد
جزر و مد در اثر جاذبه ماه و جاذبه خورشید بر زمین و چرخش ماه و زمین به وجود می آید.در دریاها جاذبه ماه ارتفاع آب را در هر دو طرف زمین یعنی نزدیکترین و دورترین فاصله ماه نسبت به زمین ،بالا می برد .
اثر جاذبه خورشید بر زمین به سبب بعد فاصله ،کمتر از اثر ماه است.بدین ترتیب جزر و مد به صورت منظمی در قالب "امواج قمری" ظاهر می شود.
گرفتن انرژی از جزر و مد آب دریا(استفاده از اختلاف ارتفاع آب بین جزر و مد به وسیله نصب توربین آبی ) هنگامی عملی است که انرژی زیادی به صورت جزر و مد صورت پذیرد و وضعیت محل برای ایجاد نیروگاه جزر و مدی مناسب باشد.
بررسی های اخیر میزان انرژی بالقوه جزر و مدی را که اقتصادی باشد،TWh 200 در سال برآورد کرده است .
روی کره زمین تقریبا 20 نقطه وجود دارد که از انرژی جزر و مدی بالایی برخوردارند
فقط در چند نقطه از جهان که اختلاف ارتفاع بین جزر ومد زیاد است ،استفاده از این
زغال چوب
قرن هاست که کربنی کردن بیوماس٬ یاتولیدزغال چوب رواج دارد.بااین کربنی کردن چوب٬ انرژی چگال تری به دست می آیدوحمل آن بسیاراقتصادی می شود.زغال چوب به دست آمده محصول بدون دودی است که درقدیم درمنازل مورد استفاده قرار می گرفت.درفرآیندداخل کوره های زغال چوب ٬قسمتی از چوب سوزانده می شود٬موقعی که درجه حرارت به280درجه سانتی گرادرسید٬ارسال هوا-اکسیژن به کوره قطع می شود وچوب های باقی مانده درکوره دراین درجه حرارت به زغال چوب تبدیل می شوند.
بیوگاز
اغلب موادآلی درشرایط مناسب ودورازاکسیژن درمجاورت میکروارگانیسم های خاصی تخمیرشده وگازمتان(CH)تولیدمی کنند.همچنین تخمیرموادزائدکشاورزی ودامی درشرایط غیرهوازی٬ گازی تولیدمی کنند که اصطلاحاآن رابیوگازمی نامند.استفاده ازسیستم بیوگازدراغلب کشورهای جنوب شرقی آسیاکه بامشکل سوخت فسیلی مواجه هستند٬وجوددارد.ازاین سیستم برای سه منظوراستفاده می شود.
انرژی هسته ای
نیروی هسته ای یکی ازمبهم ترین ومشکوک ترین منابع انرژی آینده ی جهان برای تولیدبرق به شمارمی رود.بحث های مفصلی دربیشترکشورهادرمورداستفاده ازانرژی هسته ای ودرنتیجه آلوده شدن محیط زیست جریان داردوهمین مباحثات سبب شده است که بسیاری ازبرنامه های ملی برای توسعه ی انرژی هسته ای موقوف شودویامعوق بماند.درسال های اخیربه سبب بالا رفتن قیمت نفت وازطرفی پیشرفت هایی که درساخت نیروگاه های هسته ای جهت آلوده نساختن محیط زیست به عمل آمده است تمایل به استفاده ازانرژی هسته ای برای تولیدبرق افزایش یافته است.ازلحاظ فنی گسترش استفاده ازنیروی هسته ای کاملامقدوراست منوط به اینکه تعدادکافی رآکتورساخته شوداکتشاف واستخراج اورانیوم توسعه یابدودستگاه هاووسایل لازم برای غنی کردن اورانیوم تهیه شود.ازهمه مهم تر تعیین مناسب ترین روش برای ازبین بردن پس مانده های حاصله ازاین رآکتورهای اتمی است که بایدتحقیقات دامنه داری دراین زمینه به عمل آیدوسبب آلوده ساختن محیط زیست نشود.انرژی هسته ای ازتبدیل جرم(m)به انرژی(E)براساس فرمول انرژی جرمی انیشتن E=mcبه دست می آیدکه درآن cسرعت نوربرابر300000کیلومتردرثانیه است.این کاربه دوطریق زیرامکان پذیراست:
دانلود پاورپوینت ذخایر انرژی و محیط زیست-74 اسلاید
