מקורות אנרגיה חשמלית: איך מיוצרת חשמל
אנרגיה חשמלית היא צורה של אנרגיה המתקבלת מהזזה של אלקטרונים מנקודה אחת לשניה במנגנון מוליך. זהו מקור אנרגיה משני, כלומר הוא נובע מקורות אנרגיה ראשוניים אחרים כגון דלק מאובנים, אנרגיה גרעינית, אנרגיה סולארית, אנרגיית רוח, אנרגיה הידרואלקטרית וכדומה. מקורות האנרגיה הראשוניים הללו יכולים להפוך לאנרגיה חשמלית בשיטות שונות בהתאם לטבעם וזמינותם. בערך זה נחקור את המקורות העיקריים של אנרגיה חשמלית ואיך הם משמשים לייצור חשמל.
מהי אנרגיה חשמלית?
אנרגיה חשמלית מוגדרת כעבודה שנעשית על ידי זרם חשמלי או כאנרגיה פוטנציאלית המשמרת בשדה חשמלי. אנרגיה חשמלית יכולה להועבר ממקום למקום באמצעות מעגלים חשמליים ולהפוך לצורות אחרות של אנרגיה כגון חום, אור, קול, תנועה מכנית ועוד. אנרגיה חשמלית מודדת ביחידות של ג'אול (J) או ואט-שעות (Wh).
מהם המקורות העיקריים של אנרגיה חשמלית?
המקורות העיקריים של אנרגיה חשמלית ניתן לחלק אותם לשתי קטגוריות: מתחדשים ולא מתחדשים. מקורות אנרגיה מתחדשים הם אלה שיכולים להיות מתחדשים באופן טבעי או מלאכותי תוך זמן קצר, כגון אנרגיה סולארית, אנרגיית רוח, אנרגיה הידרואלקטרית, ביומסה ועוד. מקורות אנרגיה לא מתחדשים הם אלה שיש להם אספקה מוגבלת ולא ניתן להחיותם בקלות, כגון דלק מאובנים, אנרגיה גרעינית ועוד.
הטבלה הבאה מסכמת את המקורות העיקריים של אנרגיה חשמלית והיתרונות והחסרונות שלהם:
| מקור | תיאור | יתרונות | חסרונות |
|---|---|---|---|
| אנרגיה סולארית | המרה של אור השמש לאנרגיה חשמלית על ידי תאים פוטו-וולטיים או מתקני סולר תרמיים. | נקיה, פלאונימית, מתחדשת, עלויות תחזוקה נמוכות. | עקבי, תלוי pogoda i lokalizacja, עלויות התחלתיות גבוהות, דורש שטח גדול. |
| אנרגיה רוח | המרה של אנרגיה קינטית של הרוח לאנרגיה חשמלית על ידי טורבינות רוח. | נקיה, מתחדשת, עלויות תפעול נמוכות. | עקבי, תלוי במהירות הרוח והכיוון, רועש, השפעה חזותית, עשוי לפגוע בחיות בר. |
| אנרגיה הידרואלקטרית | המרה של אנרגיה פוטנציאלית של מים לאנרגיה חשמלית על ידי סכרים הידרואלקטריים או טורבינות. | נקיה, מתחדשת, אמינה, עלויות תפעול נמוכות, יכול לאחסן אנרגיה. | עשוי לגרום לזיהום אוויר ופליטת גזי חממה konkurencja z produkcją żywności i użytkowaniem ziemi. |
| ביומסה | עלויות התחלתיות גבוהות, והשפעה סביבתית, עשוי להסיט אנשים וחיות בר, ולמשפיע על איכות וכמות המים. | מחזורית, מפחיתה את בעיית הסילוק של פסול, יכולה להשתמש בrastructure קיימת. | עקבי, תלוי pogoda i lokalizacja, עלויות התחלתיות גבוהות, דורש שטח גדול. |
| דלק מאובנים | המרה של חומר אורגני (כגון עץ, ירקות ונוזלים) לאנרגיה חשמלית על ידי שריפה או גזיפיקציה. | פלונימית, זולה, אמינה, קל להוביל ולשמור. | לא מחזורית, גורמת לזיהום אוויר ופליטת גזי חממה, עשוי להצטמצם את המשאבים ולהעלות את המחירים. |
| אנרגיה גרעינית | המרה של אנרגיה פיצול גרעיני משוחררת על ידי חומרים רדיואקטיביים (כמו אורניום) לאנרגיה חשמלית על ידי רactors גרעיניים. | המרה של אנרגיה כימית שמור באבקת פחם, נפט או גז טבעי לאנרגיה חשמלית על ידי שריפה במתקנים תרמיים. | לא מחזורית, מייצרת פסול רדיואקטיבי, מציבה סיכונים של בטיחות גרעינית ואבטחה, תלויה בנגישות לאורניום. |
אנרגיה גרעינית היא אחת מקורות האנרגיה החשמלית הנידונים ביותר, שכן יש לה יתרונות וחסרונות. מצד אחד, אנרגיה גרעינית היא מקור אנרגיה אמין, בקנה מידה גדול ובעל פליטת פחמן נמוכה שיכול להפחית את פליטות הגזי החממה והתלות בדלק מאובנים. מצד שני, אנרגיה גרעינית דורשת עלויות השקעה גבוהות, ניהול פסול מורכב, תאונות פוטנציאליות, בעיות התרבה, וuncertainty לגבי אספקת האורניום.
איך מיוצרת חשמל מקורות שונים?
הליך יצור החשמל משתנה בהתאם למקור האנרגיה המשמש. עם זאת, רוב השיטות כוללות המרה של סוג מסוים של אנרגיה מכנית לאנרגיה חשמלית באמצעות גנרטור. גנרטור הוא מכשיר הממיר תנועה סיבובית לתок חשמלי באמצעותเหนות מגנטית.
כפי שמוצג בדיאגרמה, מקורות רבים של אנרגיה חשמלית דורשים טורבינה לסובב גנרטור. טורבינה היא מכונה הממירה זרימה של נוזל (כגון מים, קיטור או אוויר) לתנועה סיבובית. הזרימה יכולה להיווצר בשיטות שונות, כגון שריפת דלק מאובנים, חימום מים על ידי פיצול גרעיני, לכידת אנרגיה קינטית של רוח או מים, ועוד.
מקורות מסוימים של אנרגיה חשמלית אינם דורשים טורבינה או גנרטור לייצור חשמל. לדוגמה, אנרגיה סולארית משתמשת בתאים פוטו-וולטיים להמיר אור שמש ישירות לתок חשמלי באמצעות אפקט פוטו-אלקטרי. אפקט פוטו-אלקטרי הוא תופעה שבה חומרים מסוימים משחררים אלקטרונים כאשר הם נחשפים לאור. דוגמה נוספת היא תאים דלק, הממירים תגובות כימיות לייצור חשמל על ידי שילוב של מימן ואוקסיגן.
סיכום
אנרגיה חשמלית היא צורה חיונית ומגוונת של אנרגיה המאשרת את החברה המודרנית שלנו. היא יכולה להיווצר מקורות אנרגיה שונים, כל אחד עם יתרונות וחסרונות שלו. מקורות מסוימים הם מחזוריים ונקים, בעוד אחרים הם לא מחזוריים ומזהמים. מקורות מסוימים הם אמינים ויעילים, בעוד אחרים הם עקביים ומשתנים. לכן חשוב להישאר בalance בין ההשפעות הסביבתיות, הכלכליות והחברתיות של מקורות שונים של אנרגיה חשמלית לפתח פתרונות בר-קיימא וחדשניים לעתיד.
Statement: Honor the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.
מומלץ
