Ενέργεια πάντα και παντού

Ενέργεια πάντα και παντού

Τα πρόσωπα της ενέργειας και η αναγνώρισή τους

Σύμφωνα με τον Max Plank , «ενέργεια είναι αυτό που βρίσκεται μέσα στο σύστημα και το κάνει ικανό να προκαλεί εξωτερικές δράσεις». Η ενέργεια μπορεί να πάρει διάφορες μορφές και να τις χρησιμοποιήσει ο άνθρωπος για να εξασφαλίσει την επιβίωσή του.

Ανθρώπινη Ενέργεια

Η πρώτη μορφή ενέργειας που χρησιμοποίησε ο άνθρωπος είναι η ίδια του η θερμότητα που παράγει το σώμα του. Για να παράγει κάποιος αυτού του είδους την ενέργεια, θα πρέπει να καταναλώσει φαγητό το οποίο θα διασπαστεί στο στομάχι και θα απορροφηθεί από το λεπτό έντερο. Τα “καύσιμα” που θα χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή ενέργειας είναι το λίπος, οι υδατάνθρακες κ.α. Κατά την διάσπαση τους λοιπόν, παράγεται ενέργεια που κάποιο μέρος αυτής μετατρέπεται σε θερμότητα(θερμοκρασία σώματος σταθερή στους 36,6℃), κάποιο άλλο μέρος της μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια (κίνηση των μυών) και κάποιο άλλο μέρος της μετατρέπεται σε ηλεκτρικά φορτία (σκέψη, μετάδοση ηλεκτρικών παλμών στην καρδιά και στους νευρώνες). Η γνωστή μονάδα μέτρησης αυτής της ενέργειας είναι η θερμίδα-calorie  (πιο σωστά η χιλιοθερμίδα - 1kcal=1000cal)

Ενέργεια από το ξύλο

Καθώς ο καιρός περνούσε, ο άνθρωπος κατάλαβε ότι δεν μπορεί να χρησιμοποιεί μόνο την ενέργεια που παρήγαγε το σώμα του για να ζεσταθεί. Ευτυχώς, ανακάλυψε τη φωτιά! Η φωτιά παράγει θερμότητα, με αποτέλεσμα να αυξάνεται η θερμοκρασία στο γύρω περιβάλλον. Για την παραγωγή της φωτιάς, ο άνθρωπος χρησιμοποίησε τα κούτσουρα ξύλων. Το ξύλο έχει τόση ενεργειακή ικανότητα, όση χρειαζόταν για να αναπληρώσει την χαμένη θερμότητα του σώματός του και να ζεσταθεί.

Ενέργεια Ατμού

Μία άλλη μορφή ενέργειας είναι αυτή του ατμού. Η πίεση του ατμού μπορεί να “σπρώξει” αντικείμενα (τραίνα, ατμόπλοια) και να τα θέσει σε κίνηση! Για την παραγωγή του ατμού χρειαζόμαστε μια καύσιμη ύλη, όπως το ξύλο. Αυτό καίγεται και θερμαίνει μια δεξαμενή με νερό. Όταν η θερμοκρασία του νερού φτάσει τους 100℃, τότε το νερό μετατρέπεται σε ατμό. Ύστερα αποδίδεται με πίεση, μέσω μιας μικρής σωλήνας, στον κινητήριο δίσκο που θα μετακινήσει το αντικείμενο (βλέπε τρόπο κίνησης τραίνου με ατμό).

 

Ενέργεια Ατμού (από λιγνίτη)

Η διαφορά σ’ αυτήν την περίπτωση έχει να κάνει με την πηγή καύσης. Εδώ καίμε λιγνίτη. Είναι ένα ξυλώδες πέτρωμα που έχει μεγαλύτερη θερμική ποσότητα από το απλό ξύλο. Αυτή η πηγή χρησιμοποιείται ακόμα και σήμερα από τα εργοστάσια παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας σε πολλές χώρες!

Ενέργεια από πετρέλαιο

Το πετρέλαιο είναι άλλη μια πηγή καύσης για την παραγωγή ενέργειας, που αποθηκεύεται ευκολότερα και είναι μεγαλύτερης θερμικής ποσότητας από τον λιγνίτη. Παρόλο που είναι πιο αποδοτικό από το προαναφερθέν πέτρωμα, η διαθεσιμότητα του «μαύρου χρυσού» ελαττώνεται με την πάροδο του χρόνου, λόγω υψηλής ζήτησης. Άρα, δεν είναι η καλύτερη επιλογή για ένα εργοστάσιο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, να καίει πετρέλαιο. Αντιθέτως, τα οχήματα έχουν ανάγκη την καύση πετρελαίου και των αποσταγμάτων αυτού, όπως τη βενζίνη. Πάντως, αν ένα εκατομμύριο αυτοκίνητα χρησιμοποιούσαν λιγνίτη για να κινηθούν, τώρα θα έπρεπε να κυκλοφορούμε με αντιασφυξιογόνες μάσκες!

Ενέργεια από πυρηνική σχάση (σχετικά ανανεώσιμη)

Πυρηνική σχάση είναι το “σπάσιμο” ενός πυρήνα ατόμου, στα δύο, με τη βοήθεια ενός εκτοξευόμενου ηλεκτρονίου που θα συγκρουστεί ακριβώς επάνω του. Για παράδειγμα, ας φανταστούμε ένα τσαμπί σταφύλια σαν έναν πυρήνα και μία ρόγα σταφύλι εκτός του τσαμπιού σαν ένα ηλεκτρόνιο. Αν στοχεύσουμε το τσαμπί με αυτήν τη ρόγα σταφύλι με ταχύτητα 300.000 χλμ ανά δευτερόλεπτο, τότε το τσαμπί θα σπάσει στα δύο. Αυτό ονομάζεται σχάση. Η ενέργεια που απελευθερώνεται, συγκεκριμένα από την πυρηνική σχάση, είναι τάξεις μεγαλύτερη από κάθε άλλη μορφή ενέργειας και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σαν καθαρότερη πηγή ενέργειας για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα και για μεγάλες απαιτήσεις. Φυσικά, αν δεν υπάρξουν οι κατάλληλες υποδομές για να εγκατασταθεί ένα εργοστάσιο πυρηνικής ενέργειας, τότε θα έχουμε τα γνωστά αποτελέσματα του Τσερνομπίλ. Γι’ αυτό, προσπαθούμε να αποφύγουμε αυτόν τον τρόπο παραγωγής ενέργειας, μέχρι η τεχνολογία να εξελιχθεί στον τομέα ασφάλειας λειτουργίας του πυρηνικού εργοστασίου.

Αιολική Ενέργεια (ανανεώσιμη)

Αιολική (Αίολος – θεός των ανέμων στην αρχαία Ελλάδα) ηλεκτρική ενέργεια είναι αυτή που παράγεται από τις ανεμογεννήτριες. Αυτές χρησιμοποιούν την δύναμη του αέρα και την μετατρέπουν σε ηλεκτρικό ρεύμα. Ο αέρας γυρίζει μια έλικα, όπου αυτή θα μεταδώσει την κίνησή της σε μια ηλεκτρογεννήτρια που θα παράγει ηλεκτρικό ρεύμα. Δυστυχώς αυτή η πηγή ενέργειας δεν είναι και τόσο αποδοτική, διότι δεν έχουμε συνεχώς την ίδια ένταση ανέμων και η απόδοσή τους δεν είναι σταθερή.

 

Ηλιακή Ενέργεια (ανανεώσιμη)

Η ηλιακή ενέργεια χρησιμοποιείται σε δύο κλάδους: στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και στην θέρμανση νερού. Για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας χρησιμοποιούμε τα φωτοβολταϊκά. Είναι πλακέτες που παίρνουν την ηλιακή ακτινοβολία και την μετατρέπουν σε ηλεκτρικό ρεύμα. Αυτό το ρεύμα μπορούμε να το χρησιμοποιήσουμε με δύο τρόπους. Μπορούμε να το αποθηκεύσουμε και να το χρησιμοποιήσουμε μόνο εμείς για τις ανάγκες τους σπιτιού μας, ή μπορούμε να το διοχετεύσουμε απευθείας στο δίκτυο της Δημόσιας Επιχείρησης Ηλεκτρισμού και να έχουμε κέρδος από αυτό. Για τη θέρμανση του νερού χρησιμοποιούμε τους ηλιακούς θερμοσίφωνες κλειστού κυκλώματος. Αυτοί είναι ικανοί να απορροφούν την ηλιακή ενέργεια και να ζεσταίνουν το νερό με την βοήθεια ενός ικανού αντιψυκτικού υγρού που θα μεταφέρει τη θερμότητα του ήλιου μέσα στο νερό. Και έτσι το ζεστό νερό περνάει στο σπίτι για τις οικιακές χρήσεις.

Υδραυλική Ενέργεια (ανανεώσιμη)

Αυτή η ενέργεια παράγεται από την κίνηση του νερού. Το νερό κάνοντας τον "κύκλο του" στη φύση έχει δυναμική ενέργεια, όταν βρίσκεται σε περιοχές με μεγάλο υψόμετρο. Αυτή η ενέργεια μετατρέπεται σε κινητική, όταν το νερό ρέει προς χαμηλότερες περιοχές. Με τα υδροηλεκτρικά έργα (υδροταμιευτήρας, φράγμα, κλειστός αγωγός πτώσεως, υδροστρόβιλος, ηλεκτρογεννήτρια, διώρυγα φυγής) εκμεταλλευόμαστε την ενέργεια του νερού για την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος το οποίο διοχετεύεται στην κατανάλωση με το ηλεκτρικό δίκτυο. Αυτό συμβαίνει όταν το νερό, έχοντας μεγάλη ταχύτητα ροής, μπορεί να κινήσει τα πτερύγια μιας ηλεκτρογεννήτριας παράγοντας συγχρόνως ηλεκτρικό ρεύμα. Παλιότερα, χρησιμοποιούσαμε την ενέργεια του τρεχούμενου νερού με τους υδρόμυλους και καταφέρναμε να αλέσουμε σιτάρι. Το νερό περιέστρεφε τον μύλο και με ένα σύστημα μετάδοσης ενέργειας με γρανάζια, περιστρεφόντουσαν και οι μυλόπετρες.

Βιομάζα (ανανεώσιμη)

Με τον όρο βιομάζα ονομάζουμε οποιοδήποτε υλικό παράγεται από ζωντανούς οργανισμούς (όπως είναι το ξύλο και άλλα προϊόντα του δάσους, υπολείμματα καλλιεργειών, κτηνοτροφικά απόβλητα, απόβλητα βιομηχανιών τροφίμων κ.λπ.) και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο για παραγωγή ενέργειας[1]. Καθώς η βιομάζα είναι ένα στερεό υλικό, πραγματοποιείται η μετατροπή του σε ένα μείγμα αερίων (υδρογόνο, μεθάνιο, μονοξείδιο του άνθρακα, διοξείδιο του άνθρακα), που μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως βιομηχανικό αέριο για την παραγωγή ηλεκτρικής ή/και θερμικής ενέργειας. Επίσης, με την μέθοδο “Syngas”, αυτό το μείγμα αερίων μπορεί να αναμιχτεί στην σύνθεση των υγρών καυσίμων[2].

Γεωθερμική ενέργεια (ανανεώσιμη)

Αυτού του τύπου ενέργεια, εμπεριέχεται στα πετρώματα και στα ρευστά της γης. Είναι η θερμότητα που αποβάλλεται από τα πετρώματα ή από το νερό που αναβλύζει μέσα από το έδαφος. Αυτή η ενέργεια μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, για αγροτικές διεργασίες, για θέρμανση οικιών, για δημιουργία ψύξης κτλ. Ο τρόπος λειτουργίας του είναι πολύ απλός. Εκμεταλλευόμαστε τη διαφορά θερμοκρασίας, του εξωτερικού αέρα του περιβάλλοντος και του υπεδάφους, για να θερμάνουμε ή να ψύξουμε το κτίριο(σταθερή θερμοκρασία στους 18οC-20oC). Έτσι μειώνουμε την ηλεκτρική κατανάλωση από το δίκτυο της ΔΕΗ, καθώς επίσης και τα θερμικά φορτία από την παραγωγή των συμβατικών καυσίμων. Το γεωθερμικό σύστημα εφαρμόζεται είτε σαν ανοιχτό κύκλωμα, είτε σαν κλειστό κύκλωμα, με κατακόρυφους ή οριζόντιους εναλλάκτες. Προσαρμόζεται ανάλογα με την μορφολογία του εδάφους και τον διαθέσιμο χώρο του οικοπέδου.

Ενέργεια από φυσικό αέριο

Το φυσικό αέριο είναι ένα μείγμα αέριων υδρογονανθράκων, όπως Μεθάνιο, Αιθάνιο, Προπάνιο, Βουτάνιο και σε μικρά ποσοστά CO₂, N₂, H₂S. Η καύση του φυσικού αερίου, σε σχέση με αυτή άλλων καυσίμων όπως το πετρέλαιο ή το κάρβουνο, έχει λιγότερο επιβλαβείς συνέπειες για το περιβάλλον. Παράγει, δηλαδή, μικρότερες ποσότητες ρύπων. Επίσης, είναι πιο οικονομική λύση. Το φυσικό αέριο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για μια πληθώρα αναγκών, όπως για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, για θέρμανση, για μαγείρεμα, για βιομηχανική χρήση, καθώς και ως καύσιμο οχημάτων (οικολογικά οχήματα[3])

Θαλάσσια-Κυματική ενέργεια (ανανεώσιμη)

Κυματική Ενέργεια είναι η μορφή ενέργειας που προκύπτει από την κίνηση των  κυμάτων. Το φαινόμενο των ανέμων έχει ως συνέπεια το σχηματισμό κυμάτων τα οποία είναι εκμεταλλεύσιμα σε περιοχές με υψηλό δείκτη ανέμων και σε ακτές  ωκεανών. Η θαλάσσια επιφάνεια απορροφά τεράστιες ποσότητες ηλιακής και αιολικής ενέργειας, η οποία εμφανίζεται στη θάλασσα σε διάφορες μορφές, όπως κύματα ή ρεύματα. Τα τελευταία χρόνια, έχουν δημιουργηθεί πάνω από 1000 εργαστηριακά μοντέλα, αλλά μόνο ένα μικρό ποσοστό έχει υλοποιηθεί στην πραγματικότητα. Ένα σύστημα κυματικής ενέργειας μπορεί να τοποθετηθεί σε οποιοδήποτε σημείο στον ωκεανό και να παράγει ενέργεια. Μπορεί να είναι αγκυρωμένο στο πυθμένα ή πλωτό ανοιχτά της θάλασσας, ή σύστημα εγκαταστημένο στα παράλια ή στα ρηχά νερά. Ένα τέτοιο σύστημα μπορεί επίσης να είναι ολικά βυθισμένο στο νερό ή να είναι τοποθετημένο πάνω από την θαλάσσια επιφάνεια σε μία πλωτή πλατφόρμα[4]. Αυτά τα συστήματα παραγωγής ενέργειας είναι χαμηλής συχνότητας και έχουν την ικανότητα να δίνουν ρεύμα ισοδύναμο αυτού μιας οικίας ή ενός φάρου.

Παλιρροϊκή Ενέργεια (ανανεώσιμη)

Η αξιοποίηση της παλιρροϊκής ενέργειας χρονολογείται από εκατοντάδες χρόνια πριν, αφού με τα νερά που δεσμεύονταν στις εκβολές ποταμών από την παλίρροια, κινούνταν νερόμυλοι. Ο τρόπος είναι απλός: Τα εισερχόμενα νερά της παλίρροιας στην ακτή κατά την πλημμυρίδα μπορούν να παγιδευτούν σε φράγματα, οπότε κατά την άμπωτη τα αποθηκευμένα νερά ελευθερώνονται και κινούν υδροστρόβιλο, όπως στα υδροηλεκτρικά εργοστάσια. Τα πλέον κατάλληλα μέρη για την κατασκευή σταθμών ηλεκτροπαραγωγής είναι οι στενές εκβολές ποταμών. Η διαφορά μεταξύ της στάθμης του νερού κατά την άμπωτη και την πλημμυρίδα πρέπει να είναι τουλάχιστον 10 μέτρα. Η ηλεκτρική ενέργεια που μπορεί να παραχθεί είναι ικανή να καλύψει τις ανάγκες μιας πόλης μέχρι και 240 χιλιάδων κατοίκων.[5]

Υγραέριο

Το υγραέριο είναι ένα αέριο μείγμα αποτελούμενο κυρίως από προπάνιο και βουτάνιο ή από συνδυασμό των δύο στοιχείων[6]. Προέρχεται κατά κανόνα από την κλασματική απόσταξη του υγρού πετρελαίου ή και από φυσικό αέριο. Αυτό το μείγμα υγροποιείται υπό πίεση για τη μεταφορά και αποθήκευσή του. Είναι προϊόν μεγαλύτερης θερμικής αξίας από το φυσικό αέριο (2,5 φορές περισσότερο) και εύκολο στη χρήση του, αρκεί κανείς να ξέρει να το χρησιμοποιεί. Χρησιμοποιείται σε μαγειρικές συσκευές, συσκευές φωτισμού, θερμαντήρες νερού, στη βιομηχανία και αλλού[7]. Tο υγραέριο είναι εντελώς άοσμο, ωστόσο, σε αυτό προστίθεται μια οσμογόνος ουσία (αιθυλομερκαπτάνη ή διμεθυλοσουλφίδιο, ώστε να καταστεί δυνατή η ανίχνευση του αερίου μέσω της όσφρησης). Το υγραέριο είναι εύφλεκτο στον αέρα και, αν και δεν είναι τοξικό, σε μεγάλες ποσότητες μπορεί να προκαλέσει ασφυξία[8].

Πηγές
Εικόνα 1: Πηγή
Εικόνα 2: Πηγή
Εικόνα 3: Πηγή
Εικόνα 4: Πηγή
Εικόνα 5: 1η Πηγή, 2η Πηγή
Εικόνα 6: Πηγή
Εικόνα 7: Πηγή
Εικόνα 8: Πηγή
Εικόνα 9: Πηγή
Εικόνα 10: Πηγή
Εικόνα 11: Πηγή
Εικόνα 12: Πηγή
Εικόνα 13: Πηγή
Εικόνα 14: Πηγή
Εικόνα 15: 1η Πηγή, 2η Πηγή
Εικόνα 16: Πηγή
Εικόνα 17: Πηγή
Εικόνα εξώφυλλου: Πηγή

[1] (πηγή, Βικιπαίδεια)
[2] Contemporary issues in thermal gasification of biomass and its application to electricity and fuel production
Biomass and Bioenergy, Volume 32, Issue 7, July 2008, Pages 573-581
Lijun Wang, Curtis L. Weller, David D. Jones, Milford A. Hanna
[3] Φωτογραφία
[4] (“Συστήματα Κυματικής Ενέργειας”, Λευτέρης Ι. Πισκιτζής)
[5] “Τι είναι η παλιρροϊκή ενέργεια” Mar 2008, daskaloi.com
[6] (πηγή, βάση δεδομένων ορολογίας ΙΑΤΕ)
[7] ( ”Υγραέριο: Προσοχή στη χρήση του”, Πυροσβεστική Υπηρεσία Κύπρου)
[8] (πηγή, Autocrete.com)

Κατεβάστε το άρθρο από εδώ