Enerji Kaynakları Hakkında Ansiklopedik Bilgi

Enerji kaynakları hakkında ansiklopedik bilgi

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

Klasik kaynaklar

Klasik kaynaklar,

Alm Energie (f), Fr Energie (f), İng Energy İş yapabilme kâbiliyeti Enerji kelimesi “kudret” yerine kullanılmaktadır Bir sistemin enerjisi, o sistemin yapabileceği âzamî iştir İş, fizikte bir cisme, bir kuvvetin tesiri ile yol aldırma, yerini değiştirme şeklinde târif edilir İş (W), kuvvet (F) ve kuvvet etkisiyle cismin aldığı yol (x) ile gösterilirse, W= Fx olur Kuvvet tatbik edilen cisimlerin hızları değişir Bütün hareketli cisimler, hıza sâhip oldukları için, aynı zamanda yukarıdak

karbon bazlı olarak adlandırabilecek kaynaklardır

Atom numarası: 6

Simge: C

Kütle numarası: 120112

Kaynama Noktası (C): 4830

Erime Noktası (C): 3727

Yoğunluk: 226

Buharlaşma Isısı: 1717

Kaynaşma (Füzyon) Isısı: --

Elektriksel iletkenlik: 00007

Isıl iletkenlik: 0057

Özgül Isı Kapasitesi: 165

Petrol,

Petrol sözcüğü, Yunanca-Latince’de taş anlamına gelen "petra" ile yağ anlamına gelen "oleum" sözcüklerinden oluşmuştur Her dilde aynı anlamı taşımaz Petrol deyince, yalnız belirli bir yakıtı Benzin, Gazyağı, Dizel(motorin), Motor yağı, Fuel oil değil, Doğal halde bulunan ve yeraltından çıkarılan HAM PETROL’Ü kastediyoruz Petrol bir takım hidro karbonların karışımından meydana gelmiş olup, muayyen bir kimyevi bileşimi yoktur

kömür ve

Kömür, katmanlı tortul çökellerin arasında bulunan katı, koyu renkli ve karbon bakımında zengin kayaç şeklindeki yakacak türüne verilen ad Dünya nın çoğu bölgesinde bulunan kömüre, Yer’in yüzeye yakın bölümlerinde ya da çeşitli derinliklerde rastlanır Kömür çok miktarda organik kökenli maddenin kısmi ayrışması ve kimyasal dönüşüme uğraması sonucunda oluşan bir çok madde içerir

doğalgaz en temel enerji kaynaklarıdır Bunlar, meydana gelişleri itibarıyla yenilenmeleri çok uzun bir süre aldığından, yenilenmeyen kaynaklar olarak da adlandırılırlar

Kömür

Yer kabuğunun içinde metan, etan gibi çeşitli hidrokarbonlardan oluşan yanıcı gaz

Yeraltı madenciliği veya açık işletme metodları kullanılarak çıkarılan fosil kaynaklı yakıttır Genellikle hayvan fosillerinden oluşur Kolayca yanabilen siyah veya kahverengimsi redüksiyonunda çok büyük önemi vardır Bir çok çeşidi vardır Mesela taş kömürü, fabrikalarda kullanılır Isı dercesi yüksektir

Antrasit, ısı değeri en yüksek olan kömürdür, ülkemizde az bulunur Ayrıca ülkemizde en çok bulunan kömür

Güçlükle tutuşan, koku ve duman çıkarmadan yanan bir çeşit taş kömürü Katılık ve yoğunluğu diğer kömürlerden çoktur Parmak üstünde leke bırakmaz Kısa mavi renkli bir alevle yanar Kalori 9000 - 9500 olduğu için çok defa

linyittir

Petrol

Yüzmilyonlarca yıldan bu yana denizlerde yaşayan ya da suların denizlere sürüklediği bitki kalıntılarının anaeorabik bir ortamda, uygun şartlar altında (sıcaklık, basınç ve mikroorganizmaların etkisiyle), toprağın üstünde başkalaşmasıyla oluşur Değeri çok yüksektir, çünkü az bulunan bir yakıttır

Doğalgaz

Linyit, kahverengi kömür de denilen ve tamamına yakını termik santrallerde yakıt olarak kullanılan kömür sıralamasında en alt sırada yer alan bir kömür çeşidir

Doğalgaz da petrol gibi karbon bazlı bir fosil yakıttır Oluşumu petrol ile aynıdır Büyük oranda

Yer kabuğunun içinde metan, etan gibi çeşitli hidrokarbonlardan oluşan yanıcı gaz

metan (CH4), daha az oranlarda

Doymuş alifatik hidrokarbonların ilk üyesi CH4 formülüne sahip olup, oldukça kararlı bir bileşiktir Tabiî gazın en başta gelen elemanıdır Tabiî gazda metan oranı % 50 ile % 98 arasında değişir Fakat genelde yüksek oranlarda bulunur Meselâ tipik bir tabiî gaz bileşimi % 85 metan, % 9’a kadar etan, % 3 propan ve geriye kalanı da daha yüksek hidrokarbonlarla azot karışımı şeklinde verilebilir

etan (C2H6),

Etan Alm Athan n, Fr Ethane m, İng Ethane Kimyasal formülü C2H6 olan, doymuş bir hidrokarbon Alkanlar diye adlandırılan doymuş hidrokarbonların homolog serisinde bir üyedir Tabii gazlarda %5 ile %20 arasında bulunur Tabii gazlardan veya petrol ürünü, gazlardan ayrılarak elde edilebilir Fakat daha ziyade tabii gazlarda ve petrol gazlarında yakıt olarak kullanılır

Özellikleri: Etan renksiz, kokusuz bir gazdır Kaynama noktası -88,6°C ve erime n

propan (C2H8),

Propan Parafinlerin (alkanların) metan ve etandan sonra gelen üçüncü üyesi olup, karbon ve hidrojenden meydana gelmiş renksiz bir gaz Propanın formülü C3H8 dir Erime noktası -187,1°C ve kaynama noktası -42,2°C'dir Tabii gazdan, hafif hampetrolden ve petrol rafineri gazlarından elde edilir Sıvılaştırılmış petrol gazlarında bol miktarda bulunur Etan, diğer hidrokarbonlar ve propan petro-kimya endüstrisinde etilen elde etmek için önemli bileşiklerdir Propan sıcakta bozunarak etilen ve

bütan (C4H10),

{| class="toccolours" border="1" style="float: right; clear: right; margin: 0 0 1em 1em; border-collapse: collapse;"

azot (N2),

Alm Stickstoff, Fr Azote, İng Nitrogen Dünya etrafındaki atmosferde oksijen ile karışım halinde bulunan renksiz gaz Atmosferin hacim olarak % 7809’u azot, % 2095'i oksijendir Kimyada (N) sembolü ile gösterilir Serbest halde bulunan azot, iki atomlu moleküller halinde bulunur Bu yüzden kimya reaksiyon denklemlerinde azot, N2 halinde yazılır Kabul edilen atom ağırlığı 14008 olup, iki tane kararlı izotopu vardır

karbondioksit (CO2),

Karbondioksit Bir karbon, iki oksijen atomunun kovalent bağlarla bağlanmasından meydana gelen bir bileşik Renk ve kokusu yoktur Karbon ihtiva eden besin vb maddelerin metabolize edilmesi sonucu meydana gelen bir son üründür

, renksiz, kokusuz, yüksek kalorili bir gaz yakıttır Yoğunluğu 0,6-0,8 kg/m3 arasındadır Havaya göre daha hafif bir gaz olduğu için açık havada uçucu özelliğe sahiptir Ancak kapalı mahallerde hava içindeki gaz oranı %5-15 arasındaki değere ulaşırsa patlayıcı özelliği vardır Bu karışım limitleri arasında ateş, alev, kıvılcım gibi tutuşturucu bir kaynakla temas ederse patlar Ancak kural ve standartlara uygun olarak doğru bir şekilde kullanıldığında ve gerekli önlemler alındığında doğal gazın en az diğer yakıtlar kadar güvenli olduğu unutulmamalıdır

Doğal gazın kendisi zehirli değildir Ancak kaçaklarda, havadaki gaz miktarının artmasıyla oksijen azalacağından boğulmaya yol açabilir

Atom numarası: 2

Simge: He

Kütle numarası: 40026

Kaynama Noktası (C): -2689

Erime Noktası (C): -2697

Yoğunluk: 126

Buharlaşma Isısı: 002

Kaynaşma (Füzyon) Isısı: 0005

Elektriksel iletkenlik: --

Isıl iletkenlik: 00003

Özgül Isı Kapasitesi: 125

Asal gazlar grubundan kimyasal element

1868'de Lockyer ve Frankland, güneş tayfında, bilinen elementlerin verdiği çizgilerden daha parlak bir çizginin bulunduğunu gördü; bu çizginin, yalnız Güneş'te

Kükürt doğal gazda yok denecek kadar azdır Yanma sonucunda oluşan yanma ürünlerinin içinde kükürt bulunmaması alev veya dumanla temas eden yüzeylerde

Atom numarası: 16

Simge: S

Kütle numarası: 32064

Kaynama Noktası (C): 4446

Erime Noktası (C): 119

Yoğunluk: 207

Buharlaşma Isısı: 301

Kaynaşma (Füzyon) Isısı: 34

Elektriksel iletkenlik: 1e-23

Isıl iletkenlik: 00007

Özgül Isı Kapasitesi: 175

Kükürt 115 derecede ergir ve esmerimsi bir sıvıya dönüşür; sıvı kükürt 444,6 derecede kaynar: ısıyı ve elektriği çok kötü ilettiği için, iyi bir elektrik yalıtkanıdır Kükürt kolay alev alır ve kısa mavi bi

korozyon problemini ortadan kaldırmaktadır İçindeki karbon miktarının diğer yakıtlara göre az olması doğal gazın mavi ve mat bir alevle yanmasına neden olur Bu ise ocaklarda

Korozyon Özellikle oksijenin olmak üzere, çevrenin, maddeyi fiziki ve kimyevi olarak bozması olayı Her ne kadar seramik, ahşap, plastik ve lastiğin dış yüzleri, bazı gaz veya sıvılarla temasa geldiğinde bozulma gösterirse de, korozyon deyimi, genel olarak metaller için kullanılır Korozyonun en çok rastlananı paslanmadır

Metal olmayan maddelerin korozyon özellikleri, modern teknolojide çok önemli ise de, normal atmosferik şartlardan daha fazla etkilenen metallerin korozyonu üzerine p

radyasyon nedeniyle oluşan

Radyasyon, elektromanyetik dalgalar veya parçacıklar biçimindeki enerji emisyonu (yayımı) ya da aktarımıdır Bilindiği gibi maddenin temel yapısını atomlar meydana getirir Atom ise, proton ve nötronlardan oluşan bir çekirdek ile bunun çevresinde dönmekte olan elektronlardan oluşmaktadır

ısı transferini azaltır Yanma için gerekli hava miktarı daha azdır Bu yüzden gazların yanma verimleri de yüksek olur Doğal gazın içindeki hidrojen miktarı oldukça fazladır (yaklaşık %24) Bunun sonucu olarak yanma ürünleri içindeki su buharı miktarı da fazladır Doğal gazda bulunan

Isı transferi, sıcaklıkları farklı iki veya daha fazla nesne arasında iletim, konveksiyon ya da ışınım yoluyla (veya bu yolların birbiri ile olan komobinasyonları yoluyla) gerçekleşen enerji transferinin incelenmesidir Bu transferin matematiksel olarak modellenmesi ısı transferi dersinin temel konusunu oluşturur Termodinamik, akışkanlar mekaniği ve malzeme ile ilişkilidir

azot (N2), oksijenle yüksek sıcaklıklarda (1900-2000oC) reaksiyona girdiğinde azot-oksitler oluşmaktadır Korozyona neden olan bu oluşumu engelleyen önlemler alınmalıdır

Doğal gazın taşınması, borular vasıtasıyla oldukça kolaydır Taşımada, boru kayıpları ve dönüşüm kayıpları (buhar/sıcak su, kızgın su/sıcak su) hiç yoktur Yanma ürünleri içinde kül, is, kurum, katran gibi artıklar bulunmadığı için hava kirliliği yaratmaz Ayrıca

Alm Stickstoff, Fr Azote, İng Nitrogen Dünya etrafındaki atmosferde oksijen ile karışım halinde bulunan renksiz gaz Atmosferin hacim olarak % 7809’u azot, % 2095'i oksijendir Kimyada (N) sembolü ile gösterilir Serbest halde bulunan azot, iki atomlu moleküller halinde bulunur Bu yüzden kimya reaksiyon denklemlerinde azot, N2 halinde yazılır Kabul edilen atom ağırlığı 14008 olup, iki tane kararlı izotopu vardır

karbondioksit (CO2) ve su buharı (H2O) dışında

Karbondioksit Bir karbon, iki oksijen atomunun kovalent bağlarla bağlanmasından meydana gelen bir bileşik Renk ve kokusu yoktur Karbon ihtiva eden besin vb maddelerin metabolize edilmesi sonucu meydana gelen bir son üründür

karbonmonoksit (CO) miktarı da oldukça düşüktür

Petrol gibi doğalgaz da çok eski tarihlerden beri bilinmekle ve kullanılmakla beraber; bugünkü konumuna gelişi,

Tıpkı karbondioksit gibi karbonmonoksit de karbon ve oksijenden oluşur, ancak bileşimdeki bu iki elementin oranları karbondioksittekinden daha değişiktir Karbon monoksit, iyi çekmeyen bazı sobalardan, fabrika bacalarından, otomobil motorlarından yayılan son derece zehirli bir gazdır Sigara dumanında yüzde 3 oranında bulunur Kokusuz oluşu bu gazı daha da tehlikeli yapar Belli bir miktarı aştığı zaman kanın alyuvarlarındaki hemoglobini yok ederek ölüme yol açar

1816 yılında

ABD'nin

ABD Amerika Birleşik Devletleri'nin kısaltması

Baltimore kentinin sokak lambalarının doğalgaz aracılığıyla aydınlatılmasıyla başlar

Dünya enerji tüketiminin %22'si doğalgaza dayanmaktadır İşyerleri ve evler ısınma amacıyla çok yoğun 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

Hidroelektrik enerji

Nehirler ve akarsular üzerine kurulan baraj göllerinde biriken suyun mekanik gücüyle dönen su türbinlerinden ve jeneratörlerden elde edilen elektrik enerjisidir 20 yüzyıl boyunca dünyanın büyük nehirlerinin hemen hepsinde dev hidroelektrik santrallar kurulmuştur Son yıllarda, daha küçük ölçekte santrallar kurulmaktadır 20 MW'ın altındaki santrallar "küçük ölçekli" hidroelektrik enerji santrali olarak adlandırılmaktadır Hidroelektrik enerji, aynı zamanda yenilenebilir bir enerji kaynağıdır

Geleneksel biyokütle (bitki ve hayvan atıkları)

Baltimore, ABD'nin en büyük 18 şehri ve Maryland eyaletinin en büyük şehridir 2000 yılı nüfus sayımına göre, 8677809 kişilik bir nüfusa sahiptir

Biyokütle enerjisi, organik maddelerden enerji kaynağı olarak yararlanılmasıdır Bilinen bitki yakma ve hayvan atıklarından yararlanma yöntemleri geleneksel biyokütle olarak adlandırılır Bu enerji kaynağı türü, geri kalmış toplumlarda en fazla yararlanılan enerji türüdür Öte yandan, modern yöntemlerde bitkilerden

biyodizel,

bkz Biodizel

biyoetanol elde etme gibi yeni uygulamalar ise, modern

Etanol, otomobiller ve diğer motorlu araçlarda, tek başına bir yakıt olarak ya da benzine karıştırılan bir katkı maddesi olarak kullanılabilir

biyokütle olarak adlandırılmakta ve

yenilenebilir enerji kaynağı türleri arasında yer almaktadır

Yenilenebilir Enerji Kaynakları

Klasik enerji kaynaklarına alternatif olarak sunulan kaynaklardır

Yenilenebilir enerji, kendini yenileyebilen kaynaklardan elde edilen enerjiye verilen ad Yenilenebilir enerji kaynakları, doğrudan ya da dolaylı olarak Güneş’ten gelen enerjiye bağlıdır Rüzgâr, havanın ısınması ve soğumasına bağlı olarak şiddetlenir Su döngüsü de aynı biçimde Güneş’e bağlıdır

Güneş, rüzgar, hidrojen, hidroelektrik ve jeotermal kaynaklar buna örnektir Doğada sürekli var olan faktörlere dayalı olan bu kaynakların en önemli özelliği ise yenilenebilir olmaları ve doğaya zarar vermemeleridir

Güneş

Güneş enerjisi de hidrojen gibi yenilenebilir kaynaklardan bir tanesidir Güneş enerjisini toplayıp ısı ve elektriğe dönüştürebilen güneş kolektörleri güneş enerjisinin kullanımındaki aracı elemandır Genelde, evlerin çatılarına yerleştirilen 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 hiçbir zararı olmaması, sürekli ve yenilenebilir olması güneş enerjisini çok cazip kılar Şüphesiz güneş enerjisinin önündeki en önemli engel, Güneş'ten yararlanma süresi 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 en az hidrojen enerjisi kadar faydalı olabilecek bir enerji kaynağı da 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 6000 megawatt elektrik üretimiyle rüzgar enerjisi kullanımında en ön sıralardadır Almanya'yı en yakından takip eden ABD'nin yıllık üretimi ise 2500 megawatt civarındadır

Jeotermal enerji

Jeotermal enerji, yeryüzünün kabuğunda bulunan ısıdır Bu enerjiden, yer yüzeyine çıkan sıcak sular aracılığıyla yararlanılır En eski çağlardan bu yana kullanılan kaplıcalar jeotermal enerjinin ilk kullanım alanlarıdır Jeotermal enerjiden, kaynağın sıcaklığına bağlı olarak ısıtma uygulamalarında kullanılabilir ya da elektrik üretiminde yararlanılır Elektrik enerjisi üretimi amaçlı santrallar 20 yüzyılın başlarından itibaren kurulmaya başlanmıştır

Jeotermal enerji; kaynağın, dünya enerji tüketimine kıyasla çok büyük olması nedeniyle ve kullanılan sıcak suyun reenjeksiyon ile tekrar yer altına verilmesi koşuluyla yenilenebilir enerjiler arasında sayılır

Dalga enerjileri

Okyanus veya denizler gibi büyük su kütlelerinde meydana gelen dalgaların enerjisinden yararlanabilmektir Yenilenebilir enerji formlarından bir tanesidir

Üretilmesindeki zorluklar:

•Dalgaların yüksek gücüne karşın düşük hızlarda ve farklı yönlerde hareket etmesi

•En güçlü fırtınalara ve tuzlu suyun neden olacağı paslanmaya dayanabilecek yapıların yüksek maliyeti

•Kurulum ve bakım giderlerinin yüksekliğidir

Dalga enerjisinin toplam enerji potansiyeli, toplam enerji büyüklüğü 25 terawat olarak hesaplanan gel-git enerjisinden çok daha fazladır Sahilleri güçlü rüzgarlara maruz kalan ülkeler, enerji ihtiyaçlarının %5 veya daha fazlasını dalga enerjisinden karşılayabilirler

Gel-git ve akıntı enerjileri

Gel-git veya okyanus akıntısı nedeniyle yer değiştiren su kütlelerinin sahip olduğu kinetik veya potansiyel enerjinin elektrik enerjisine dönüştürülmesidir

Gel-git enerjisini elektriğe dönüştürmek için yaygın olarak, uygun bulunan koyların ağzının bir barajla kapıtılarak, gelen suyun tutulması, çekilme sonrasında da yükseklik farkından yararlanılarak türbinler aracılığı ile elektrik üretilmesi hedeflenir

248 Saate bir tekrarlanan gel-git hareketleri, düzenli bir enerji kaynağı olması açısından ilginç olmakla birlikte, enerji üretim süresinin 6-12 saatle kısıtlı olması bir dezavantaj yaratmaktadır Suyun potansiyel enerjisinin %80'ini elektrik enerjisine dönüştürebilen gel-git enerjisi, güneş enerjisi gibi diğer alternatif enerji kaynaklarına göre daha yüksek bir verimliliğe sahiptir

Deniz ve okyanuslardaki düzenli akıntıların kinetik enerjisinin, deniz tabanına yerleştirilen türbinler aracılığı ile elektrik enerjisine dönüştürülmesi akıntı enerjisi olarak anılır

Hidrojen

Hidrojen birincil enerji kaynaklarından üretilen bir yakıt olup temiz bir enerji kaynağı olarak kullanılabilecek önemli bir elementtir Fakat dünyada tek başına bulunmadığından önce 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 çalışmaktadır Böylece açığa çıkan kirli havanın miktarı %30-40 oranında azaltılabilmektedir

Hidrojenin, 20 yıl içersinde çok daha aktif olarak kullanılması planlanmaktadır Şu anda hidrojen yakıt konusunda elde edilen en önemli ilerleme İzlanda'da yaşanmaktadır 1999 yılında, akaryakıt firması Shell ve otomobil firması Daimler-Chrysler ile İzlanda hükümeti arasında imzalanan anlaşma, İzlanda'yı hidrojen yakıtlı bir ülke haline getirmeyi amaçlamaktadır Daimler-Chrysler İzlanda için, hidrojenle çalışan otobüs ve otomobiller üretirken, Shell de İzlanda genelinde hidrojen istasyonları açmayı planlamıştır İzlanda'da elde edilecek muhtemel bir başarı, hidrojenli otomobillerde seri üretime geçilmesini son derece hızlandıracaktır

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