İlginizi Çekebilir
  1. Ana Sayfa
  2. TYT Kimya

ENDÜSTRİ VE CANLILARDA ENERJİ

featured
+ - 0

HİDROELEKTRİK ENERJİSİ

Hidroelektrik enerjisi üretimi için akan suyun gücü kullanılır. Suyun akış gücü, bir akarsudan elde edilecek enerji miktarını belirler. Suyun akışının yarattığı kinetik enerji su kanalları vasıtasıyla türbinlere iletilmesi ve suyun türbinlerin pervanelerini döndürmesiyle elektrik enerjisine dönüştürülür. Özellikle yüksekliğin fazla olduğu yerlerde suyun akış hızı da fazla olacağından buralar hidroelektrik enerji üretimi için idealdir.

Tüm diğer yenilenebilir enerji kaynakları gibi, sera gazı salınımı yaratmaması ve doğada

bulunan kaynakları tüketmeden kullanmasıyla hidroelektrik enerjisi de dünyamıza zararı olmayan bir enerji türüdür. Ayrıca bu enerji türü enerji üretiminin yanında, yerleşim yerlerine su saplama ya da tarım arazilerini sulama gibi artılarıyla santrallerin kurulduğu birçok bölgeye fayda sağlamaktadır.

BİOKÜTLE ENERJİSİ


Hızlı bir artış gösteren nüfus ve sanayileşme enerji ihtiyacını da beraberinde getirmiştir. Enerjinin çevresel kirliliğe yol açmadan sürdürülebilir olarak sağlanabilmesi için kullanılacak kaynakların başında ise biokütle enerjisi gelmektedir.

Biokütle enerjisi, her türlü organik atıktan, bitkiler, otlar, yosunlar ve alglerden elde edilebilir. Bitkilerin yakılması ya da hayvan atıklarının enerji üretimi için kullanılması biokütle enerjisinin en geleneksel çeşitleridir. Bu enerji türü insanlık tarihinde bolca kullanılmıştır ve az gelişmiş toplumlarda daha sık kullanılan bir enerji türüdür. Biokütle enerjisi için daha gelişmiş yöntemler de bulunmaktadır. Hayvansal ve bitkisel kaynaklardan biodizel, bioetanol gibi yakıtlar üretilebilmektedir. Bu yakıtlar fosil yakıtlar gibi atmosferde karbondioksit artışına sebep olmaz. Ayrıca biokütle enerji üretimi dışında yapı malzemesi ya da geri dönüşümlü kâğıt ve plastik üretimi için de kullanılabilir.

JEOTERMAL ENERJİ

Jeotermal enerji yerkürenin iç ısısıdır. Bu ısı merkezdeki sıcak bölgeden yeryüzüne doğru yayılır.

Jeotermal, yerkabuğunun çeşitli derinliklerinde birikmiş ısının oluşturduğu, kimyasallar içeren sıcak su, buhar ve gazlardır. Jeotermal enerji de bu jeotermal kaynaklardan ve bunların oluşturduğu enerjiden doğrudan veya dolaylı yollardan faydalanmayı kapsamaktadır. Jeotermal enerji bir yenilenebilir enerji kaynağı olarak birçok farklı amaçla kullanılabilir.

İnsanlar yüzyıllardır jeotermal suları banyo ya da mutfaklarında kullanmaktadırlar. Aynı zamanda, bir başka yenilenebilir enerji türü olan güneş enerjisinden, elektrik üretimine benzer olarak, jeotermal kaynaklardaki sıcak suyun oluşturduğu buhar ile çalışan türbinler sayesinde elektrik üretilir. Isıtma, soğutma uygulamaları ya da proses ısısı temini hatta turizm geliri bile sağlaması gibi özellikleriyle jeotermalin çok yönlü bir kaynak olduğu söylenebilir. Türkiye jeotermal enerji kaynakları açısından şanslı bir ülkedir ve dünya üzerinde bu enerji türünü yoğun olarak kullanan ilk 5 ülke arasında yer almaktadır.

GÜNEŞ ENERJİSİ

Güneşin kendi enerjisi çekirdeğinde meydana gelen füzyon sayesinde ortaya çıkar. Bu enerjinin bir kısmı güneş ışınları olarak dünyaya ulaşır. Güneş panelleri, güneş ışınlarını toplayarak ısı ve elektrik enerjisine dönüştürür .
Güneş enerjisi 1970’lerden itibaren hız kazanarak su ısıtmadan kamp fenerlerine kadar birçok alanda kullanılmaktadır. Çevreye hiçbir zararı olmayan güneş enerjisi öncelerde yüksek maliyeti dolayısıyla çok tercih edilmiyordu. Ancak, son yıllarda bu enerji tipinin üretimi için kullanılan araç ve gereçlerin teknolojinin ilerlemesiyle maliyetlerinin azalması, dünyanın güneş enerjisi kullanımı her geçen gün artmakta.
Türkiye’de Güneş enerjisinden yılın 10 ayı yararlanmak mümkün.

Güneş Enerjisi Teknolojileri

Güneş ışınlarından yararlanmak için pek çok teknoloji geliştirilmiştir. Bu teknolojilerin bir kısmı Güneş enerjisini ışık ya da ısı enerjisi şeklinde direk olarak kullanırken, diğer teknolojiler Güneş enerjisinden elektrik elde etmek şeklinde kullanılmaktadır.Güneş enerjili sıcak su sistemleri, suyu ısıtmak için Güneş ışınlarından yararlanır. Bu sistemler evsel sıcak su ya da bir alanı ısıtmak için kullanılabildiği gibi çoğunlukla bir havuzu ısıtmak için kullanılır. Bu sistemler çoğunlukla bir termal Güneş Paneli ile bir de depodan oluşur. Güneş enerjili su ısıtıcıları üç grupta toplanır.

  • Aktif sistemler, suyun ya da ısı transfer sıvısının çevirimi için pompa kullanırlar.
  • Pasif sistemler suyun ya da ısı transfer sıvısının devrini doğal çevirim ile sağlarlar.
  • Kütle sistemleri su tankının doğrudan Güneş ışığı ile ısınmasını amaçlarlar .
Araştırmaya konu olmuş, ancak yaygınlaşamamış bazı ısıl Güneş enerjisi teknolojieri
  • Güneş havuzları: Havuza atılan tuzların yardımı ile dip tarafta sıcaklık elde edilir. Bunlar daha çok deneysel sistemler olarak kalmışlar, bir yaygınlık gösterememişlerdir.
  • Güneş bacaları: Bir binanın zemininde toplanan ısı, yüksek ve dar bir bacaya yönlendiğinde, bacada kurulu türbini çalıştırır. Bu da, deneysel aşamada kalmış Güneş enerjisi türlerinden biridir.
  • Su arıtma sistemleri: Bunlar da bir çeşit havuz sistemidir. Havuzun üstüne eğimli cam kapak yerleştirilir, buharlaşan su tuzdan arınarak bu kapakta yoğunlaşır.
  • Ürün kurutma sistemleri.
  • Temiz ve içilebilir su elde etmek: Güneşin sıcaklığı ile bazı basit materyaller bir araya getirilerek temiz su elde etmek mümkündür. Güneşin sıcaklığı ile mevcut nemin buharlaştırılması ile su elde etme yöntemidir

RÜZGAR ENERJİSİ

Rüzgar enerjisi; doğal, yenilenebilir, temiz ve sonsuz bir güç olup kaynağı güneştir. Güneşin dünyaya gönderdiği enerjinin %1-2 gibi küçük bir miktarı rüzgar enerjisine dönüşmektedir .

Rüzgâr enerjisinin de ana kaynağı aslında güneştir. Karalar ve denizler farklı ısı hapsetme kapasitelerine sahip olduğundan güneş ışınları karaları ve denizleri aynı derecede ısıtmaz. Karalar ve denizler arasındaki sıcaklık farkından dolayı oluşan basınç farkı da rüzgârları oluşturur. Yoğun rüzgâr alan yerlerde kurulan rüzgâr türbinleri ile rüzgârın kinetik enerjisi, elektrik enerjisine dönüştürülür.

Rüzgâr enerjisi basınç farklarına olduğu kadar dünyanın dönüşü, yüzey sürtünmesi gibi başka birçok etmene bağlıdır. Çoğunlukla tahmin edilemez olmasından dolayı rüzgâr enerjisinden elektrik üretimi yakın zamana kadar diğer yenilenebilir enerji kaynaklarının gerisindeydi.

Hem yatırım maliyetlerinin yıllar içerisinde düşmesi, hem de teknolojik gelişmelerle rüzgârın çok daha tahmin edilebilir ve ölçülebilir hale gelmesiyle rüzgâr enerjisi yenilenebilir enerji kaynakları arasında en verimlilerinden bir tanesi olarak kabul edilmesini sağlamıştır. Ayrıca GE tarafından geliştirilen, endüstriyel internet sayesinde birbirleri ile iletişime geçerek rüzgâr enerjisinden en iyi şekilde yararlanabilen türbinler sayesinde birçok rüzgâr türbini çiftliğinde verimlilik %20 oranında artırılmıştır.

2015 yılı sonu itibariyle, dünyada üretilen elektriğin % 3.7’si rüzgâr gücü ile üretilmiştir; yenilenebilir enerjideki payı % 15.6’dır

Rüzgar enerjisi uygulamalarının ilk yatırım maliyetinin yüksek, kapasite faktörlerinin düşük oluşu ve değişken enerji üretimi gibi dezavantajları yanında üstünlükleri genel olarak şöyle sıralanabilir;

1. Atmosferde bol ve serbest olarak bulunur.
2. Yenilenebilir ve temiz bir enerji kaynağıdır, çevre dostudur.
3. Kaynağı güvenilirdir, tükenme ve zamanla fiyatının artma riski yoktur.
4. Maliyeti günümüz güç santralarıyla rekabet edebilecek düzeye gelmiştir.
5. Bakım ve işletme maliyetleri düşüktür.
6. İstihdam yaratır.
7. Hammaddesi tamamıyla yerlidir, dışa bağımlılık yaratmaz.
8. Teknolojisinin tesisi ve işletilmesi göreceli olarak basittir.
9. İşletmeye alınması kısa bir sürede gerçekleşebilir.

SÜRDÜRÜLEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI

Dünyadaki fosil yakıtların sınırlı olduğu bilinmektedir. Şu andaki tüketim hızımız ile çıkarılabilir petrol ve doğal gazın bu yüzyılın sonuna gelmeden kömürün ise 300 yıl içerisinde biteceği tahmin edilmektedir . Sınırlı olmasının yanı sıra fosil yakıt kullanımının çevreye istenilmeyen sera gazlarının salınımına ve çeşitli çevre sorunlarına neden olduğu bilinmektedir. Peki, enerji ihtiyacının karşılanması için ne yapılmalıdır?

İlerici enerji üretimi gitgide yenilenebilir kaynaklara doğru kayıyor. Gelecek nesillerin ihtiyaçlarını karşılayabilmek için tüm enerji süreçlerini daha sürdürülebilir bir hale getirmemiz şart. Sürdürülebilir enerji, enerji ihtiyaçlarımızı karşılamak için gerekli olan kaynakları tehlikeye atmadan üretilen enerjiye denir. Bunun için en geçerli yöntem de yenilenebilir enerji kaynaklarını kullanmaktır.

Yenilenebilir enerji basitçe şu şekilde tanımlanabilir: Üretimi için sürekli devam eden doğal süreçlerden faydalanan, üretim için kullandığı kaynakların tükenme hızından çok daha kısa sürede kendini yenileyebilen enerji. Yani kaynağı asla tükenmediği (sürdürülebilir olduğu) gibi, doğal süreçlerle ortaya çıktığından çevreye üzerinde yarattığı etkiler önemsiz bir seviyede kalmaktadır.

Yenilenebilir enerji çeşitleri,

  • jeotermal enerji,
  • rüzgar enerjisi,
  • güneş enerjisi,
  • hidroelektrik enerjisi
  • biokütle enerjisi olarak sayılabilir.

FOSİL YAKIT TÜRLERİ

KÖMÜR

Yeraltı madenciliği veya açık işletme metodları kullanılarak çıkarılan fosil kaynaklı yakıttır. Bitki ve hayvan fosillerinden oluşur. Bitki, havasız ortamda bakteriler tarafından parçalanırsa çürür; oksijen (O) ve hidrojen (H) atomları uzaklaşır.
Böylece maddenin karbon (C) içeriği zamanla artar. Bu dönüşüm ne kadar uzun zaman sürerse kalan kalıntının bileşimi de o oranda saf karbona yakın olur. Yüksek basınç ve sıcaklıkta oksijensiz ortamda kömürleşme başladığında karbon yüzdesi de artmaya başlar.

Jeolojik olarak kömürlerin yaşları 15 milyon yıl ile 450 milyon yıl arasında değişir. Genel olarakta yaşlı kömürler daha kalitelidir.

Kolayca yanabilme özelliği olan kömür, dünyada en çok elektrik üretiminde kullanılmaktadır. Bir çok çeşidi vardır.

Tüm Dünyada ve Günlük Hayatta Kömür Niçin Önemlidir?

Yaygın: Kömür dünyada 50’den fazla ülkede üretilmektedir. Kömür rezervleri diğer fosil yakıtlar gibi (petrol ve doğal gaz) dünyanın belli bir bölümünde değil fakat tüm dünyada yaygın bir şekilde bulunmaktadır.

Emniyetli: Kömür kullanımı, depolaması ve nakliyesi açısından en emniyetli fosil yakıttır.

Güvenilir: Endüstriyel ve diğer alanlarda elektrik enerjisinin uygun fiyatlarla ve güvenilir olarak temini açısından, kömürün dünyada yaygın bir şekilde bulunuşu ve birçok ülke tarafından üretiliyor oluşu ulaşılması ve devamlılığı açısından güvenirliliği sağlamaktadır.

Temiz: Temiz kömür teknolojileri kullanılarak günümüzde kömür tüm dünyada doğayı daha az kirletmesi için çalışılmaktadır.

Ucuz: Elektrik enerjisi üretiminde ucuz ve yaygın bir yakıt olması nedeniyle dünya elektrik üretiminin yaklaşık %40’ı kömürden karşılanmaktadır.

Kömür neden tercih edilmemeli?

Kirleticidir: Kömür fosil yakıtlar içerisinde içerdiği kükürt, azot, cıva, kadmiyum gibi maddelerin yüksek oranından dolayı en kirletici olanıdır. Su, toprak ve havayı kirletmektedir.

Verimsizdir: Fosil yakıtlar içerisinde birim bakımından en az enerjiye sahip olan yakıttır. Çıkarılması risklidir: Yer altından çıkarılması maden işçileri açısından yüksek risk içermekte olup çeşitli yaralanma ve ölümlere neden olabilmektedir.

Maliyet: Üretim maliyeti, taşınmasında petrol kullanıldığı için petrol fiyatına bağlı olarak değişmektedir. Yoğun işçilik ile çıkarılmakta, elde edilmesi ve kullanılmasında çevre etkisi yüksek olduğu için ek maliyetleri beraberinde getirmektedir.

PETROL

Petrol sözcüğü Latince petra (taş) ve oleum (yağ) sözcüklerinden türetilmiştir. Çok koyu yeşil (siyaha yakın yeşil) renginde bir sıvıdır. Petrolün yoğunluğu 0,8–0,95 g/cm3 arasında değişir. Petrolü doğal mineral yağ olarakta kabul edebiliriz.

Kraking, yüksek sıcaklık ve basınçta büyük moleküllü (yüksek karbon sayılı) hidrokarbonların küçük moleküllü hidrokarbonlara parçalanması işlemidir.

Petrol Oluşumu

Petrol, yüz milyonlarca yıl önce denizde yaşayan ya da suların denizlere sürüklediği bitki kalıntılarının yer altında ve oksijensiz ortamda, uygun sıcaklık, basınç ve mikroorganizmaların etkisiyle başkalaşmasıyla oluşur. Yani bakterilerce bozunur, üzerleri çamur ve kumla kaplanır. Kum ve çamur zamanla kum taşına (tortul katmanlarına) dönüşür. Sıcaklık ve kumtaşı kayalarının uyguladığı basınç, organik maddeleri petrol ve doğal gaza çevirir. Bu birikimin oluşması 250-500 milyon yıl sürer.

Tarihte petrolü ilk kullananların Sümerler, Asurlular ve Babilliler olduğu bilinmektedir.

Petrolde hidrokarbon bileşiklerinin sonsuz sayıda karışımının yanı sıra çok daha düşük oranlarda ancak petrolün kimyasal yapısını etkileyecek düzeylerde azot, kükürt ve oksijen elementleride bulunur. Ham petrol çıkarıldığı coğrafyaya göre değişen bileşimlere sahiptir.

Petrolün Rafinasyonu

Tipik bir petrol bir karbonlu C1 moleküllerden (CH4), kırk karbonlu C40 moleküllere (C40H82) kadar değişen yüzlerce farklı hidrokarbondan oluşur.

Petrolü ayrımsal damıtma ile ayrıma işleminde damıtma birimlerinde (rafinerilerde) çoğunlukla günde 100 bin-200 bin varil petrol işlenebilir.

Petrolün damıtılmasında geriye kalan artık bölüm vakumda (düşük basınç) damıtılarak sıvı parafin, makine yağları ve katı parafinlere ayrılır. Damıtma sonunda kalan artık bitümlü (yumuşak) madde asfalt, zift, katran ve koktur. Petrol ürünleri, deterjanlar, lastik, plastikler, sentetik iplik vb. birçok endüstriyel maddelerin üretiminde hammadde olarak kullanılır.

DOĞALGAZ

Doğal Gaz evleri ısıtmada ve yemek pişirmede kullanılan bir fosil yakıttır. Depolanması, taşınması kolaydır ve elektrik üretmek için yakılabilir. Doğalgaz aynı zamanda sıvıya dönüştürülebilir ve gelecekte petrol kaynakları azaldıkça, giderek araçlarda yakıt olarak kullanımı artabilir. Ancak, her ne kadar doğal gaz en temiz fosil yakıt olsa da, yakılması hâlâ, küresel ısınmaya sebep olan bir sera gazı olan karbondioksit salar. Dünya Enerji Sorunları gelecekte yakıt ihtiyacımızı karşılamak için önümüzde duran seçenekleri ele alan yeni ve güncel bir dizidir. Bu dizide büyük fikirler, düşünmeye sevk eden şema ve fotoğraflarla desteklenerek kolayca anlaşılacak şekilde anlatılıyor. Dizideki kitaplar temel bilgiler vermenin yanı sıra, geçmişe, olası sonuçlara ve değişimi gerçekleştirmek için neler yapabileceğimize bakarak tartışma yaratmayı da amaçlıyor.

FOSİL YAKITLAR

Bir yanda tükenen doğal kaynaklar, öte yanda tarihin gördüğü en büyük enerji ihtiyacı…

Halen dünyanın en büyük enerji kaynağını fosil yakıtlar oluşturuyor. Fosil yakıtlar milyonlarca yıl boyunca çürüyen bitki, hayvan, dinozor vb. canlılar ve basınç etkisinin birleşimi ile oluşmuştur. Oluşmaları oldukça uzun bir süre aldığı ve tüketimleri de çok daha hızlı şekilde gerçekleştiği için bu yakıtlar için kısa vadede yenilenebilir olarak adlandırılmazlar. Kaynaklarının azalması ve buna bağlı olarak fiyatlarının sürekli yükselmesinin yanında yakılmaları sonucunda çevreye de zarar vermektedirler.

Çevreye verdikleri zarara ek olarak, fosil enerji kaynakları her geçen gün hızla tükenmekte. Enerji tüketiminde bu hızla devam edersek fosil yakıtların 50 sene gibi kısa bir sürede tükeneceği öngörülüyor.

Fosillerin Yararları Nelerdir?

Milyonlarca yıl öncesinden günümüze kadar gelen fosillerin birçok yönden faydası vardır. Fosillerin faydaları şunlardır:

  • Fosiller bulunduğu yerin geçmiş zamandaki coğrafi durumu belirlenebilir.
  • Fosiller bulunduğu yerin geçmişteki iklim özelliklerini belirler.
  • Fosiller bulunduğu yerin geçmişteki bitki örtüsünü belirler.
  • Günümüzde yaşamayan, nesli tükenmiş canlılar hakkında bilgi edinmeyi sağlar.
  • Fosil yakıtların oluşmasını sağlar.
  • Canlıların geçmişten günümüze olan evrimi hakkında bilgi edinmek için faydalıdır.

Fosil Yakıtın Zararları Nelerdir?

Fosil yakıtlar birçok alanda faydalı olsa da zararları da mevcuttur. Fosil yakıtların zararları şunlardır:

  • Fosil yakıtların en büyük zararı yarattığı hava kirliliğidir.
  • Küresel ısınmaya yol açar.
  • Meydana gelen bir çok doğa olayının ana nedenidir.
  • Oksijenin azalmasına neden olur.
  • Karbondioksit oranını artırır.
  • Asit yağmurunu meydana getirir .
  • İklimde değişikliklere neden olabilir.
  • Fosil yakıtlar nedeniyle etrafa saçılan gaz ve parçacıklar insan sağlığını olumsuz olarak etkiler. Kansere, solunum yolu hastalıklarına neden olabilir. Hatta ölüme neden olabilmektedir.

Yorum Yap