Enerji kaynaklarının hepsi bize yaşantımızı devam ettirmek için gerek duyduğumuz enerjiyi sağlarlar.

Enerji kaynakları, yenilenebilir enerji kaynakları ; güneş, su, rüzgar, jeotermal, biyomas ve yenilenebilir olmayan (fosil kökenli) enerji kaynakları ; kömür, petrol, doğal gaz, nükleer diye ikiye ayrılır.

Enerji farklı şekillerde elde edilir: Isı (termal), ışık (radyant), mekanik, elektrik, kimyasal ve nükleer enerji olmak üzere.

Enerjinin iki tipi vardır, depolanmış (potansiyel) enerji, ve hareket (kinetik) enerjisi olmak üzere. Örneğin, yediğimiz yiyecekler kimyasal enerji ihtiva eder, vücudumuz bu enerjiyi kullanmaya başlayıncaya kadar depo eder. İş yaparken bu enerji serbest bırakılır.

Enerjinin tüm formları her gün kullandığımız enerji kaynaklarında farklı bir şekilde depo edilir. Bu kaynaklar yukarda söylediğimiz yenilenebilen ve yenilenmeyen kaynaklardır. Yenilenebilir enerjileri sürekli kullanabiliriz. Yenilenemeyenler tükenince çok kısa zamanda yeniden üretilmesi mümkün değildir. Solar enerji güneşten, rüzgar ve jeotermal enerjisi yerkürenin kendisinden, biyomas enerjisi bitkilerden ve hidrogücü, sudan elde edilen yenilenebilir birer kaynaktır ve bu enerjiler ısı ve elektrik enerjisine çevrilebilirler.

Ancak bugüne kadar kullandığımız enerjilerin çoğu yenilenebilir olmayan, fosil kaynaklardandır, kömür, petrol, doğal gaz gibi. Bunlara fosil kaynaklar denir çünkü milyonlarca yıl yerin derinliklerinde kaya ve toprak altında kalmış, ısı ve basınç altında fosilleşmiş bitki ve hayvanlardan oluşmuşlardır. Diğer yenilenemeyen bir enerji kaynağı, atomlarını parçalayarak (nükleer bir işlem, fission vasıtasıyla ) ısı ve bunun sonucunda elektrik elde ettiğimiz uranyum elementidir. Tüm bu enerji kaynaklarını, evlerimizde, iş yerlerimizde, okullar ve fabrikalarımızda ihtiyaç duyduğumuz elektriği üretmek için kullanırız. Kompütürleri, lambaları, buzdolabı, çamaşır makinaları ve klimalarımızı,.., çalıştırmak için elektrik gücünü kullanırız.

Arabalarımızı çalıştırmak için de enerji kullanırız. Arabalarımızda kullandığımız bu enerji petrolden elde edilen benzindir. Pişirmek için de enerji kullanırız. Bu enerjiler doğalgaz yada petrolden elde edilen propan gazı gibi diğer gazlar, yada diğer kaynaklardan biridir.

Yapmak istediğimiz her iş için, kullandığımız bir enerji kaynağı vardır. Kırda yemek yapmak için sıvılaştırılmış gaz kaynaklarından, uzaya astronotları göndermek için kullanılan hidrojen yakıtlarına kadar.

Elektrik nedir?
 

Elektrik enerjinin bir şeklidir. Elektrik gücünün akışıdır. Tüm maddeler atomlardan meydana gelmiştir. Bir atomun merkezinde çekirdeği vardır. Çekirdeğinde pozitif yüklü protonları ve yüksüz nötronları bulunur. Atom çekirdeğinin etrafında negatif yüklü elektronları vardır. Elektronların sayısı protonların sayısına eşittir. Bir elektronun yükü de bir protonun yüküne eşdeğerdir. Bir dış kuvvet tarafından bir atomun elektron ve protonu arasındaki denge bozulduğu zaman o atom bir elektrik yükü kaybeder yada kazanır. Bir atomdan elektrik yükleri kaybolduğu zaman, bu negatif yükler serbest kalır ve bu elektronların serbest hareketiyle madde içinde bir elektrik akımı meydana gelir.

Elektrik doğal yapının bir parçasıdır. Şu anda en çok kullanılan enerji formudur. Elektrik, tüm temel enerji kaynaklarını, kömür, petrol, doğalgaz, nükleer güç yada yenilenebilir enerji kaynaklarını kullanarak onların aracılığıyla ikincil bir enerji olarak elde edilmektedir.

Pek çok şehir ve kasaba bir şelale (doğal bir mekanik güç kaynağı) yakınına kurulmuştur. Kaynağın gücünden iş yapmakta yararlanmak için. 100 yılı aşan bir süre öncesinde elektrik üretimine başlanmadan, evlerde aydınlanmak için gaz yağı yakan lambalar, ısınmak için de odun yada kömür yakan sobalar kullanılırdı. Filedelfiya şehrinde fırtınalı bir gecede Benjamin Franklin tarafından kullanılan şemsiye deneyimi ile elektriğin prensipleri kısmen anlaşılmış oldu. Thomas Edison, elektrik lambası icadını geliştirerek herkesin hayatını değiştirmeye yardım etti. 1879 yılından önce, sokak aydınlatılması için doğru akım (DC) elektriği ile ark ışıkları kullanılmıştı. 1800 lü yılların sonunda Nikola Tesla, alternatif akımının (AC) üretim, iletim ve kullanımının öncüsü oldu. Tesla’ nın icatları ile elektrik, evlerde aydınlatmada ve endüstriyel makinalara güç vermek için kullanılmaya başlandı.

Bir transformatör nasıl kullanılır?

Uzun mesafeler üzerinden elektriği göndermedeki problemi çözmek için, George Westinghouse, transformatör diye adlandırılan bir alet geliştirdi. Transformatör uzun mesafeler üzerinden verimli bir şekilde elektriğin iletilmesini sağladı. Böylece elektriğin üretildiği santrallerden çok uzaklardaki ev ve işyerlerinde kullanılması mümkün oldu.

Bu gün elektriksiz bir hayatı düşünmek bile zordur. Su gibi hava gibi vazgeçilmez bir durum diye düşünülmektedir. Elektrik, ısı, ışık ve güç gerektiren kullanımlarda uygun ve kontrol edilebilir bir enerji şeklidir. Bugün, herhangi bir anda ihtiyaç duyduğumuz ve kullanmaya hazır bir enerjidir.

Elektrik nasıl elde edilir (VİDEO) için tıklayınız

Elektrik nasıl üretilir?

Bir elektrik jeneratörü mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren bir cihazdır. Buradaki işlem elektrik ve manyetizma arasındaki ilişkiye dayanır. Bir manyetik alan içinde bir tel yada elektrik ileten herhangi bir iletken hareket ettiği zaman telde elektrik akımı oluşur. Elektrik kullanım endüstrisinde kullanılan büyük jeneratörler, durgun bir iletkene sahiptir. Dönen bir şaftın ucuna eklenmiş olan bir mıknatıs, durgun bir iletken halka içine yerleştirilir. Halka uzun bir tel ile sarılmıştır. Mıknatıs döndüğü zaman, telin her bir kesiminde küçük bir elektik akımı üretilir. Telin her kesimi küçük ayrı bir iletkenden oluşur. Her bir bölümdeki küçük akımların toplamı önemli derecede büyük bir akım oluşturur. Elektrik gücü için kullanılan akım işte bu akımdır.

Elektrik üretmek için türbünler nasıl kullanılır?

Elektrik kullanan bir güç istasyonu, ya bir türbün, motor ve su tekeri yada bir elektrik jeneratörünü çalıştıracak diğer benzer makinaları yada mekanik yada kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürmek için, bir aleti kullanır. Buhar türbünleri, içten yanmalı motorlar, benzin kullanan motorlar, su türbünleri ve rüzgar türbünleri, elektrik üretmek için en yaygın metotlardır. Dünyadaki elektrik üretimin çoğunda buhar türbünleri kullanılmaktadır.

Bir türbün hareketli bir sıvının (sıvı yada gaz) kinetik enerjisini mekanik enerjiye dönüştürmek için kullanılır. Buhar türbünleri şaft üstüne monte edilmiş jeneratörle bağlantılı şaftı döndürmek için buharın zorladığı bir seri kanatlara sahiptir. Fosil yakıtlı bir buhar türbününde, bir fırın içinde yanan yakıt bir kaynatıcı içindeki suyu ısıtmak ve buhar haline getirmek için kullanılır.

Büyük fırınlarda suyu ısıtıp buhar üretmek için kömür, petrol yada doğal gaz kullanılır. Ülkelerin çoğunda elektrik üretmek için şimdiye kadar en büyük ve tek enerji kaynağı olarak kömür kullanılmıştır. Buhar elde etmek için yakıt olarak doğal gaz, yada sıvı yakıt kullanan fırınlardan da büyük miktarlarda elektrik üretilmeye devam etmektedir. Su buharı üretimini gerçekleştirme de nükleer fission diye bilinen bir işlem vasıtasıyla nükleer yakıtlardan da yararlanılmaktadır. Bir nükleer güç santralında, bir reaktör, esas olarak zenginleştirilmiş uranyumdan oluşan bir nükleer yakıt çekirdeğine sahiptir. Uranyum atomlarına nötronlar çarptığı zaman, uranyum atom çekirdeği bölünür (fission), ısı ve daha fazla nötron açığa çıkar. Kontrollü şartlar altında açığa çıkan nötronlar uranyum yakıtındaki diğer uranyum atomlarına çarpar. İşlem böylece devam eder. Açığa çıkan ısıyla zincirleme bir reaksiyon sağlanarak sürekli parçalanma gerçekleştirilir. Isı, suyu buhara dönüştürmek ve buhar, elektrik üreten bir türbünü döndürmek için kullanılır. Nükleer güce sahip ülkelerde 2001 yılında tüm ülkelerdeki elektriğin %21 i nükleer güçten üretilmiştir.

Bir jeneratöre bağlı bir türbünü döndürmek için düşen su kullanmak da bir yöntemdir. Elektrik üreten hidro- elektrik sistemlerinin iki temel tipi vardır. Birincisinde akan su bir barajda biriktirilir, Borular vasıtasıyla su yüksekten düşürülerek elektrik üretecek jeneratörü çalıştırmak için türbün kanatları üstüne bir basınç uygulanır. İkinci sistemde, elektrik üretmek için türbün kanatlarına basınç uygulayan düşen su değil doğrudan ırmak akımının gücüdür.

Diğer üretim kaynakları

Jeotermal güç, yeraltındaki suyun ısınmış bir halde yeryüzüne çıkmasıdır. Bu sıcak su, bazı alanlarda buhar türbün santrallerinde kullanılan buharı üretmekte kullanılır. Dünyada jeotermal güçten elektrik üretiminde yararlanılması halen elektrik üretiminin ancak %5 i kadardır.

Solar güç, güneş enerjisinden türetilir. Ancak, güneş enerjisi tüm gün boyunca yoktur ve oldukça dağınık durumdadır. Bu sebeple elektrik üretiminde kullanılması tarihsel olarak fosil yakıtlardan pahalıdır. Fotovoltaik çevrim, bir fotovoltaik güneş pilinde güneş ışığından direkt olarak elektrik üretir. Solar-termal elektrik jeneratörleri, türbünleri çalıştıracak buhar üretiminde direk güneş radyasyonunu kullanır. Solar bazda elektrik üretimi son yıllarda fotovoltaiklerin kullanılmasıyla artmaya devam etmektedir.

Rüzgar gücü, rüzgar hızının sağlamış olduğu enerjinin elektriğe dönüştürülmesidir. Rüzgar gücü hızla büyüyen bir elektrik kaynağıdır. Bir rüzgar türbünü, tip olarak bir rüzgar miline benzemektedir.

Biyomas, odun, kentsel atıklar, tarımsal artıklar, mısır sapları ve buğday samanları,.., gibi kaynakları içine alır. Bunlar elektrik üretimi için diğer enerji kaynaklarının bazılarıdır. Bu kaynaklar kaynatıcılarda kullanılan fosil yakıtların yerine kullanılır. Odun yada atıkların yanmasıyla oluşan buhar, alışılmış buharlı elektrik santrallerinde kullanılır.

Bir jeneratörün ürettiği elektrik, bir tranformatöre gelinceye kadar kablolar ile taşınır. Burada düşük voltajdan yüksek voltaja değiştirilir. Elektrik bu yüksek voltaj sayesinde çok uzaklara verimli bir şekilde taşınır. Elektriği uzaklara taşımakta alt istasyonlardaki iletim hatları kullanılır. Bu alt istasyonlarda transformatörler vardır. Bunlar yüksek voltajı daha düşük elektrik voltajına çevirirler. Alt istasyonlardan iletim hatları ile elektrik düşük voltaja gerek duyan evlere ve işyerlerine taşınmış olur.

Elektrik nasıl ölçülür?

Elektrik watt olarak adlandırılan güç birimleriyle ölçülür. Buhar türbünlerini icat eden James Watt’ın onuruna atfen bu isim verilmiştir. Bir watt (W), küçük bir güç miktarını gösteren değerdir. Bir horsepower 750 W a karşılıktır. 1 KW =1000 W tır. 1KWh, 1 kilovatsaat , 1000 watlık gücün 1 saat boyunca kullanılmasıdır. Elektrik miktarı, üreticinin ürettiği, yada tüketicinin herhangi bir süre boyunca kullandığı ve KWh olarak ölçülen enerji miktarıdır. KWh’lık enerji; KW lık gücün kullanım süresiyle çarpılmasından elde edilir. Örneğin, 40 W lık bir lamba günde 5 saat boyunca yakılırsa, bir günde 40*5 = 200 Wh lık elektrik enerjisi (=0.2 KWh ) kullanılmış olur.