Enerģētika fizikā tiek definēta vienkārši kā spēja veikt darbu. Saule ir galvenais enerģijas avots mūsu Saules sistēmā. Enerģija ir dzīvo lietu pamatvajadzība, un dzīve nevar pastāvēt bez enerģijas. Primitīvs cilvēks atklāja uguni un to izmantoja dažādu iemeslu dēļ, un pat mūsdienu pasaulē enerģija ir industrializētās pasaules pamatvajadzība. Augi notver saules enerģiju fotosintēzes veikšanai. Cikliskā veidā no augiem mēs iegūstam netiešo enerģiju. Tāpat kā šo, citi enerģijas avoti cilvēkiem ir izstrādāti viņu vajadzībām.
Enerģijas avotu nozīme un veidi
Pastāv divi enerģijas avotu pamatveidi
1. Atjaunojamie enerģijas avoti
2. Neatjaunojami enerģijas avoti
Atjaunojamie enerģijas avoti:
Šie enerģijas avoti tiek ražoti dabā un nav neizsmeļami. Atjaunojamo enerģijas avotu piemēri ir saules enerģija, hidroenerģija, ģeotermālā enerģija, vēja enerģija, plūdmaiņu enerģija utt.
1. Vēja enerģija:
Vējam ir enerģija, kad tas pārvietojas ar lielu ātrumu, un šī enerģija tiek izmantota mūsu vajadzībām. Izmantotās tradicionālās enerģijas noārda, tāpēc arī tiek izmantotas. Vēja enerģiju ražo no dabīgiem un atjaunojamiem avotiem, izmantojot modernās tehnoloģijas. Tas nepiesārņo vidi un lētu enerģijas avotu. Elektrības ražošanai tiek izmantotas vēja dzirnavas. Milzīgās vējdzirnavu asmeņi pārvietojas ar lielu vēja ātrumu, lai ģenerētu nepieciešamo elektrību. Pasaule ir ģeogrāfiski svētīta ar piekrastes zonām, tuksnešiem un kalniem, lai izmantotu šo enerģiju. Pasaulē Kerala, Gujarat, Tamil Nadu ražo vēja enerģiju. Galvenie vēja enerģijas ražotāji ir Dānija, Ķīna, ASV un Vācija.
2. Saules enerģija:
Saules enerģija ir galvenais avots, kas pieejams uz Zemes. Šis atjaunojamais resurss ir pieejams pārpilnībā. Enerģija tiek ražota saulē kodolsintēzes ceļā. Saules enerģija tomēr ir zemas kvalitātes, jo tā ražo ierobežotu enerģijas daudzumu un temperatūru. Tādējādi to parasti izmanto ūdens un gaisa sildīšanai vārīšanai un žāvēšanai. Saules baterijas augstu saules enerģiju pārveido elektrībā. To izmanto kalkulatoros. Saules paneļus veido daudzu saules bateriju apvienojums. Mākslīgos pavadoņos enerģiju nodrošina saules paneļi. Saules plītis un saules sildītāji tiek izgatavoti, pamatojoties uz šo principu.
3. Hidroenerģija:
Šī enerģija palīdz ietaupīt degvielas rezerves. Lētāki un videi draudzīgāki nekā citi enerģijas avoti. Hidroelektrostacijā enerģija tiek uzkrāta ūdenī aiz aizsprosta. Uzglabātais ūdens no turpīna pilieni no augstuma ļauj tam griezties. Ūdens spēks rotē turbīnas lāpstiņas un tādējādi ražo elektrību. Hidroelektrostacijas tiek izgatavotas daudzās upēs, lai iegūtu elektrību.
4. Ģeotermiskā enerģija:
Šī ir enerģija, kas rodas zem Zemes virsmas. Zemes virsmas temperatūra ir diezgan augsta. Šī augstā temperatūra uzsilda pazemes ūdeni un rada straumi. Pēc tam šis tvaiks tiek izmantots turbīnu darbināšanai, lai ražotu elektrisko enerģiju. Jaunzēlande, ASV un Islande izmantoja šo enerģijas avotu.
5. Plūdmaiņu enerģija:
Plūdmaiņas ir periodisks okeāna ūdens līmeņa paaugstināšanās un kritums, ko rada mēness gravitācijas spēks. Plūdmaiņas satur lielu daudzumu enerģijas, kas palīdz radīt plūdmaiņas enerģiju. Ūdens līmeņa celšanās un krišana izraisīja enerģijas ražošanu un ražošanu, kas pēc tam pārvieto turbīnas lāpstiņas, lai ģenerētu elektrību. Plūdmaiņu enerģijas ieguvei vispiemērotākā vieta pasaulē ir Arābijas jūra un Bengālijas līcis.
6. Biomasas enerģija:
Liellopu mēsli, notekūdeņi un lauksaimniecības atkritumi ir tā biomasa, kuru tradicionāli izmanto enerģijas ražošanai. Siltumenerģijas ražošanai agrāk bieži tika izmantotas govju mēslu kūkas un malka. Nesen vides problēmu dēļ biogāzi ražo no biomasas. Biogāze ir daudzu gāzu, piemēram, metāna, oglekļa dioksīda, ūdeņraža un citu, maisījums. Biogāzi tagad izmanto ēdiena gatavošanai lauku apvidos, un to izmanto elektrības ražošanai caur biogāzes stacijām. Biogāzes iekārtā biomasa tiek raudzēta bez gaisa, bet ar ūdens klātbūtni. Organisko vielu sabrukšanas dēļ rodas oglekļa dioksīda un citu gāzu maisījums. Šī gāze ir viegli uzliesmojoša, un to sauc par “biogāzi”.
7. Kodolenerģija:
Kodolenerģija tiek ražota no elementiem, kas ir radioaktīvi un notiek kodoldalīšanās. Lai ražotu kodolenerģiju, nepieciešama kodoldegviela, piemēram, viegli pieejams urāns. Kodolenerģija tiek ražota atomelektrostacijās ar augstu aizsardzību, jo radītie produkti mums ir kaitīgi. Ja radioaktīvie atkritumi tiek droši noglabāti vidē, tas būs videi draudzīgs un uzticams enerģijas avots mūsu nākotnei.
8. Kinētiskā enerģija
Kinētiskā enerģija ir enerģija, kas rodas no tāda objekta kustības kā mašīna, riteņi, turbīnas un pat cilvēki. Palielinoties ātrumam, proporcionāli palielinās arī saražotā enerģija. Šo enerģijas veidu galvenokārt izmanto elektroenerģijas ražošanā. Mūsdienu izgudrojumi ļāva izmantot kinētisko enerģiju ikdienas vajadzību apmierināšanai. Piemēram, luksofori pie signāliem tiek iedegti no elektrības, ko rada transportlīdzekļu kustība.
9. Potenciālā enerģija
Potenciālā enerģija ir enerģija, kas iegūta no objekta tā relatīvā stāvokļa dēļ. Objekts jāmaina no tā parastajām pozīcijām, lai saglabātu enerģijas formu. Piemēram, bumba uzkrāj paaugstinātu pozīciju enerģijas. Šī enerģija sasmalcina jebko zem tā, kad tā tiek atbrīvota. Potenciālā enerģija tiek izmantota kalniņos, liftos, celtņos utt.
10. Mehāniskā enerģija
Mehāniskā enerģija ir enerģija, kas iegūta no kinētiskās vai potenciālās enerģijas. Tas nozīmē, ka objekts uzkrāj mehānisko enerģiju, pamatojoties uz tā relatīvo stāvokli vai kustību. Vienkārši izsakoties, kad darbu veic objekts, tā enerģija tiek apmainīta vai nodota objektam, uz kura tiek veikts darbs. Mehāniskā enerģija tiek izmantota priekšmetu pārvietošanai no vienas vietas uz citām, automašīnām, motoriem un turbīnām.
11. Siltumenerģija
Siltumenerģija ir objektā esošā enerģija, kas uztur tā temperatūru. Kad ieliek karoti verdošā ūdenī, ūdens siltums tiek pārnests uz karoti, to sauc par siltumenerģiju. Siltumenerģija tiek izmantota ikdienas dzīvē, piemēram, ēdiena gatavošanā, sterilizācijā, pārstrādē, atkritumu sadedzināšanā utt.,
12. Gravitācijas enerģija
Gravitācijas enerģija ir enerģija, ko objekts tur, pateicoties tā stāvoklim, ko tur gravitācijas spēks. Šī ir potenciālās enerģijas forma, kurā priekšmets, kuram ir vairāk enerģijas, ir tas, kurš atrodas augstākā pozīcijā no zemes. Lielākais gravitācijas enerģijas izmantojums ir elektroenerģijas ražošana no turbīnu kustības enerģijas ūdens dēļ.
13. Starojuma enerģija
Tā ir enerģija, kas radusies elektromagnētiskā starojuma dēļ. Elektromagnētiskie viļņi var pārvietoties telpā, un tiem nav nepieciešams neviens cits līdzeklis. Starojuma enerģiju izmanto mikroviļņu krāsnīs, kur viļņi nodod enerģiju, lai īsā laika posmā pagatavotu miljoniem daļiņu.
14. Skaņas enerģija
Skaņas enerģiju iegūst no objektu vibrācijas jebkura spēka ietekmē. Šī enerģija pārvietojas viļņu formās, un tai nepieciešama vidēja vide. Šis enerģijas veids parasti ir zems, salīdzinot ar citiem resursiem. Skaņas enerģiju izmanto medicīniskajā terapijā, pārtikas audzēšanā, navigācijā un komunikācijā.
Neatjaunojami enerģijas avoti:
Šie enerģijas avoti veidojas jau sen un ir uzkrāti dabā, bet tiek viegli izsmelti. Tos nevar aizstāt. Piemēram: fosilais kurināmais, piemēram, ogles, dabasgāze un nafta.
1. Ķīmiskā enerģija:
Ķīmiskā enerģija ir enerģija, kas izdalās no vielām, kad tām notiek ķīmiska reakcija. Avoti ir akumulatori, gāze, pārtika utt. Ja šīs vielas ķīmiski pārveidojas, ķīmiskās saites izjaukšanai ir nepieciešams kāds enerģijas veids. To sauc par ķīmisko enerģiju. Šis ir neatjaunojams enerģijas veids, jo lielākajai daļai iesaistīto vielu ir ierobežots daudzums. Ķīmisko enerģiju izmanto sprāgstvielās, pārtikas gremošanā, transporta līdzekļos utt.
2. Elektriskā enerģija
Elektriskā enerģija ir enerģija, ko rada kustīgas lādētas daļiņas. Palielinoties šo daļiņu ātrumam, palielinās arī elektriskā ražošana. Šī enerģija rada elektroenerģiju, kas ir nepieciešama cilvēka dzīvībai. Elektriskā enerģija ir atbildīga par nodoto jaudu no elektrostacijām tieši uz mūsu mājām.
3. Ogles:
Akmeņogles izveidojās jau sen, noārdoties augiem zem zemes zem augsta spiediena un temperatūras, bez gaisa klātbūtnes. Tā ir cieta brūnās vai brūngani melnās krāsas degvielas forma. Ogles tradicionāli plaši izmantoja kā enerģijas avotu. Pēc koksnes ogles bija galvenais enerģijas avots kā fosilais kurināmais. Pēc oglekļa satura ir dažāda veida ogles, ti, antracīts, bitumena un brūnogles. Tiek izmantotas ogles, jo tās var pārveidot par cietu, šķidrumu un gāzveida degvielu. Tas ir ļoti noderīgs elektroenerģijas ražošanā. Izmanto arī kā izejvielu narkotikām, zālēm, sprāgstvielām un mēslojumam.
4. Nafta:
Šī tumši brūnā krāsā eļļainā šķidrā fosilā degviela veidojas, sadaloties organiskajām vielām ļoti augstā temperatūrā un spiedienā. Kad organismi nomira, tie apmetās okeāna dibenā, un miljoniem gadu ilgais karstums un spiediens liek šiem mirušajiem organismiem pāriet uz naftu. Neapstrādātu naftu iegūst, iedziļinoties zemes garozā, un dažādas tās sastāvdaļas ekstrahē ar frakcionētu destilāciju. Galvenās sastāvdaļas ir benzīns, dīzeļdegviela, ligroīns, petroleja, smērviela un parafīna vasks.
5. Dabasgāze:
Šo gāzi bagātīgi ražo purvainos apgabalos. Tās galvenā sastāvdaļa ir metāns. Šī bezkrāsainā un bez smaržas gāze ir vieglāka nekā gaiss. Šī iemesla dēļ pirms piepildītu balonu pārvadāšanas to sajauc ar ķīmisku merkaptānu, lai iegūtu spēcīgu smaku. Dabasgāze tiek izmantota ēdiena gatavošanai sašķidrinātas naftas gāzes veidā, un to izmanto arī kā degvielu automašīnās. Saspiestā dabasgāze (SDG) ir tīra degviela, ko izmanto arī daudzās nozarēs.
Cilvēku skaita palielināšanās un ierobežotā fosilā kurināmā avota dēļ atjaunojamā enerģija darbojas kā alternatīva enerģijas vajadzībām. Šo fosilo degvielu degšana rada gaisa piesārņojumu un apkārtējās vides apdraudējumu. Šo iemeslu dēļ atjaunojamos enerģijas avotus izvēlas jau tagad.
Dabas brīnums ir tāds, ka katrs tajā esošais atoms var radīt sava veida enerģiju - lielu vai mazu. Pat lai jūs mirkšķinātu acis, tajā iekļūst noteikta enerģija. Izpratne par enerģijas veidiem var ne tikai likt jums justies kā profesionālim, bet arī palīdzēt izvēlēties pareizos resursus, lai paveiktu darbu.