Elektromos áram előállítása, elektromos energiatermelés
Az energiaszektor a modern civilizáció egyik alapköve. Társadalmunk működéséhez elengedhetetlen az energia, például az elektromos áram előállítása.
Az élet alapfeltétele az energia. Minden élő szervezetet – legyen az emberi, állati, virális vagy bakteriális – energia működtet, amelyet minden faj más-más módon szerez meg. A növények módszere a fotoszintézis, míg az állatoké a növények vagy más állatok elfogyasztása.
Az emberiség azonban ma már külön kategóriát alkot, hiszen fejlődésünk és eszközhasználatunk olyan szintre jutott, hogy saját biológiai szükségletünkön túl további külső energiára van szükségünk az általunk felépített civilizáció működtetéséhez. Ez a fejlődés tette az emberiséget a Föld egyeduralkodójává – ám ez jelenti számunkra az egyik legnagyobb veszélyt is egyben.
Az energia előállítása, tárolása és felhasználása számos problémát idézhet elő, például:
Mint minden probléma, természetesen ezek is elháríthatók – a megoldást pedig az energiatermelésben érdemes keresnünk.
Az energiatermelés
Minél több eszközt, kényelmet és szabadságot szerez egy faj, annál több energiát fogyaszt, tehát annál több energiát kell termelnie. A nagyobb energiatermelés pedig sokszor nagyobb szennyezéssel, illetve az erőforrások csökkenésével, legrosszabb esetben kiapadásával járhat.
Ahhoz, hogy a fent említett problémákat elkerüljük, az energiatermelés hatékonyságának növelésére, a szennyező energiaforrások elhagyására, illetve felelősségteljesebb energiafelhasználásra van szükség.
Miként történik napjainkban az energiatermelés?
- vízerőművekkel
- atomerőművekkel
- szélerőművekkel
- naperőművekkel
- hőerőművekkel
Emellett sok más egyéb fosszilis, illetve megújuló energiaforrás felhasználásával. Az energiatermelésnek tehát sok formája létezik, ám szinte mindegyik energiatermelési mód ugyanazt a célt szolgálja: az elektromos áram előállítását.
Elektromos energia: az elektromos áram előállítása
Az elektromos áram az emberiség egyik legfontosabb, legszélesebb körben használt energiája. Áram működteti az elektronikai berendezéseinket, a kommunikációs eszközeinket, illetve a munkaeszközeink javát.
Nemsokára pedig még fontosabb energiává válhat, hiszen a nem megújuló energiaforrások visszaszorulásával szinte minden eszközünk elektromossá válik: a gépjárműveinktől kezdve, a légi közlekedésünkön át egészen a fűtési rendszereinkig. Ahhoz, hogy mindez bekövetkezzen, az elektromos áram előállításának egyre hatékonyabbá kell válnia, illetve a tárolásának és szállításának is egyszerűsödnie kell.
De vajon miként történik az elektromos áram előállítása?
Vízerőmű
A vízerőművek a természetes vizeink mozgási energiáját használják fel energia előállítására. A víztározókból érkező vizet egy vízturbinához vezetik, amely meghajtja a turbina rotorját, így az mozogni kezd. Ezt az energiát pedig egy generátor elektromos energiává alakítja.
Hasonló módon működnek a hőerőművek is, annyi különbséggel, hogy a víz mozgási energiája helyett a felhevítésével kapott gőzt használják.
Hőerőmű
A hőerőműveket fosszilis erőforrások (például szén vagy földgáz) elégetésével működtetik. A szén elégetésével hő szabadul fel, ami segít felmelegíteni egy erre a célra készített kazánt, amelyben víz található.
A víz hevítésével gőz keletkezik, a gőz pedig képes meghajtani a hőerőművekben található turbinákat. Az így keletkező energiát szintén egy áramfejlesztő generátor alakítja át elektromos energiává, ahogy az a vízerőművekben is történik.
Atomerőmű
Az atomerőmű működése nagyon hasonló az előbb bemutatott energiatermelési módszerhez.
Fontos különbség azonban, hogy a hőenergia kinyeréséhez nem égetnek szenet vagy földgázt, helyette maghasadást idéznek elő. A maghasadás során hatalmas hő keletkezik, amely képes vízpárává alakítani a vizet, ami pedig a generátorok segítségével elektromos árammá alakul.
Szélerőmű
A szélerőművet leginkább a vízerőművekhez érdemes hasonlítani, azzal a különbséggel, hogy a turbinákat nem a víz, hanem a szél hajtja. Hatalmas előnye a vízerőművekhez képest, hogy szinte bárhol kialakítható, de a hatékonyság érdekében olyan helyekre tervezik, ahol állandó a légmozgás.
A szélerőművek szolgáltatják napjainkban a legtöbb megújuló energiát, ám ez néhány éven belül változni fog, hiszen a napenergia felhasználása rohamosan terjed.
Naperőmű
A napkollektorok és napelemek képesek elektromos áramot előállítani. Hatalmas előnyük, hogy az ipari alkalmazás mellett akár lakossági szinten is használhatók, hiszen a házak tetejére, vagy akár a földre is telepíthetők.
Alapvetően két módszer létezik a napenergia begyűjtésére: a napkollektoros, illetve a fotovoltaikus. Előbbi ugyanazon az elven működik, mint a fent bemutatott energiatermelési módszerek: a napsugárzás energiáját hőenergiává alakítja, majd ezt egy másik hőhordozó közegnek adja át. A fotovoltaikus ezzel szemben azonnal elektromos energiává alakítja a napsugárzást.
Létezik azonban egy harmadik, kevésbé ismert módszer is, amelyet termokémiai módszernek nevezünk, és szén nanocsövek segítségével állítja elő az elektromos energiát. Ez a módszer még rendkívül frissnek számít, így egyelőre nem terjedt el.
Konklúzió
Az energiatermelés egyik fő formája az elektromos áram előállítása. Az elektromos energia olyannyira fontos, hogy civilizációnk alapkövévé vált. Enélkül ma már elképzelhetetlen lenne a földi élet.
Szerepe egyre csak nő, hiszen a fosszilis energiahordozók mennyiségének csökkenésével egyre több eszközünk fog áramot használni.
Ha még többet szeretne tudni a fosszilis vagy megújuló energiahordozók szerepéről, működéséről és előállításáról, olvasson bele a MET energiapiaci betekintőibe!
