|
|
|
FORME DE ENERGIE
Surse de energie primara. Energia este indispensabila vietii pe Pamant. Ea exista pretutindeni si
reprezinta cauza producerii unor numeroase fenomene: miscare, lumina, sunet, caldura etc. Exista mai multe forme de energie, dar aproape intreaga energie de pe Pamant provine direct sau indirect de la Soare. Spre deosebire de sursele de energie artificiale, obtinute de om prin transformarea unei forme de energie in alta forma de energie (exemple: motoare, centrale termice, centrale eoliene etc.), sursele de energie primara sunt sursele de energie existente in natura si care pot fi folosite in mod direct.Energia este o marime scalara care reprezinta capacitatea unui sistem de a efectua lucru mecanic la trecerea dintr-o stare data in alta.Societatea actuala este un mare consumator de energie sub diferite forme, in industrie, transporturi, agricultura, in domeniul casnic etc. Consumul de energie pe cap de locuitor este considerat un indicator al nivelului de trai. Descoperirea unor noi surse de energie i-a permis omului sa treaca la etape superioare de dezvoltare, caracterizate prin cresterea productivitatii, a performantelor tehnice, a gradului de confort, prin scaderea gradului de poluare. Ramura stiintelor tehnice care se ocupa cu producerea, transformarea, distributia si folosirea in conditii optime a energiei, sub diferitele ei forme, pornind de la surse de energie si ajungand la punctele de consum, se numeste energetica.
Energia omului. Forta musculara este prima sursa de energie de care omul a devenit constient, si care produce energie mecanica. Omul si-a procurat mijloacele de existenta cu ajutorul sistemului sau muscular. Stramosii nostri au observat ca prin frecarea a doua bucati de lemn sau a unor fragmente de cremene se produce focul. Omul primitiv isi folosea forta musculara pentru a vana si a pescui, iar mai tarziu pentru realizarea primelor culturi agricole. Pentru a-si usura munca si a-si economisi propria energie, a trecut la confectionarea uneltelor: topoare pentru a taia ce nu putea rupe cu mainile, cutite pentru ceea ce nu putea sfasia cu dintii, parghii pentru deplasarea greutatilor, manere lungi la sapaligi si ciocane. Cu toate progresele tehnice si tehnologice inregistrate de-a lungul mileniilor, energia proprie a omului este de neinlocuit si astazi in multe domenii de activitate.
Energia animalelor Omul, pentru a-si usura activitatile productive si a transporturilor a utilizat animalele, domesticindu-le, dresandu-le si facandu-le capabile sa sustina un efort constant pe perioade mari de timp. Cu ajutorul fortei animale, superioara fortei sale, omul si-a imbunatatit conditiile de munca si viata. O data cu domesticirea sau imblanzirea unor specii de animale, omul a folosit forta acestora, usurandu-si multe activitati. In timp, datorita avantajelor prezentate de aceasta sursa de energie, anumite specii au fost imbunatatite prin experimente, obtinandu-se rase cu caracteristici specifice superioare.
Energia solara. Radiatia solara directa, purtatoare de energie solara este una din resursele energetice pentru care nu s-au dat inca solutii tehnico-economice acceptabile de exploatare. Epuizarea treptata a rezervelor de combustibil fosil traditional, cat si distrugerea echilibrului ecologic prin poluare si defrisare, fac ca interesul actual sa fie exploatarea energiei solare. Energia solara este distribuita aproape uniform pe Pamant, este nepoluanta si nu necesita transportul sursei energetice primare sau al deseurilor. Razele solare au densitate mica pe unitatea de suprafata, inregistreaza variatii diurne si sezoniere si nu pot fi stocate pe termen lung si in cantitati mari nici sub forma termica, nici sub forma electrica. Energia solara este exploatata ca sursa de energie neconventionala in centralele solare de pe glob.
Energia eoliana (energia vantului). Energia mecanica a maselor de aer din atmosfera aflate in miscare se numeste energie eoliana. Vantul este o sursa de energie, care are capacitatea de a se reface si care nu polueaza. Ea poate fi folosita in transporturi sau poate fi captata si transformata in energie electrica. Unele vanturi care prezinta varietati mari sunt greu de exploatat. Frecvente sunt crivatul, care provoaca iarna geruri si viscole, austrul care este o componenta mediteraneeana si este cald si uscat vara, dar cald si umed iarna, iar vantul puternic care provoaca cresterea rapida a temperaturii si topirea timpurie a zapezii este fohnul. Pe litoralul unei mari sau unui ocean, vara se produc brize. Acestea ziua bat dinspre mare, aducand pe uscat un aer racoros, iar noaptea bat dinspre uscat spre mare. Forta vantului ca sursa de energie primara nu rezolva decat in foarte mica masura problema energetica a lumii. Energia fortei vantului este utilizata in agricultura, industrie si pentru propulsarea mijloacelor de transport, astfel morile de vant au aparut in Europa in anul 1150 si erau utilizate pentru macinarea cerealelor, iar mai tarziu a materialelor solide, iar inca de pe vremea grecilor si a fenicienilor, forta vantului a fost utilizata pentru propulsarea corabiilor cu panze. Forta vantului a ajutat la dezvoltarea unor sporturi ca: iahting, windsurf etc.
Energia apei. Inca din cele mai vechi timpuri, omul a folosit energia apei, transformand-o mai tarziu in energie electrica. Pentru utilizarea energiei hidraulice, s-au facut si se fac in continuare stavilare cu caderi de apa, baraje si derivatii de rauri prin canale. Energia hidraulica a capatat de-a lungul timpului numeroase intrebuintari. Apa a fost folosita ca atare, prin energia cinetica a raurilor, sau transformata in abur pentru actionarea unor masini.
- energia mareelor Datorita atractiei maselor de apa de catre Luna si intr-o mica masura de Soare, mareea reprezinta cresterea sau scaderea nivelului marii. Pe platformele continentale ale oceanelor, mareea este foarte puternica, un exemplu fiind in Franta, la Mont Saint-Michel, unde mareea atinge 15,4 m, facand posibila construirea unor centrale hidroelectrice. Totusi, datorita cheltuielilor mari de exploatare, sunt nerentabile.
- energia valurilor: Se foloseste pe insule, pe coastele marine aflate departe de sursele de energie electrica.
Pentru utilizarea energiei valurilor sunt amenajate centrale speciale de-a lungul coastelor marine.
- energia curentilor marini si oceanici Forma de energie rezultata de curentii marini sau oceanici este energia hidraulica. Energia cinetica a unor curenti verticali, este transformata cu ajutorul unor instalatii speciale in energie electrica.
Energia aburului. Aburul este folosit ca sursa de energie primara datorita energiei termice folosita in medicina, transporturi, in instalatii de incalzit etc.
Biomasa. In ultimul timp s-au facut cercetari importante cu privire la utilizarea energiei solare prin intermediul plantelor sau a biomasei. Dintre plante amintim : plantele din care se produce alcool, din a caror latex se obtine cauciuc, cat si plantele acvatice. Folosirea biogazului, obtinut in instalatii speciale se face prin fermentarea resturilor vegetale si animale.
Geotermia. Caldura interna a Pamantului este o energie neconventionala, purtatorii de energie geotermica fiind vaporii apelor subterane aflati la presiuni si temperaturi inalte. Se mai foloseste si la incalzirea locuintelor, la obtinerea apei menajere, pentru diferite tratamente de bai termale etc. La noi in tara energia geotermala predomina mai ales in Campia de Vest, la Oradea fiind pusa in functiune prima centrala electrica de acest fel.
Industria energetica. Energia electrica nu este o sursa primara, ci o sursa derivata, produsa de centrale, prin folosirea surselor primare, reprezentand capacitatea de actiune a unui sistem fizico-chimic.
Dezavantajul pe care il prezinta energia electrica in comparatie cu alte forme ale energiei consta in aceea ca nu poate fi inmagazinata. Energia electrica trebuie produsa in momentul cand este ceruta de consumatori. Producerea energiei electrice se realizeaza prin transformarea altor forme de energie:
- transformarea energiei chimice a combustibililor in turbine cu aer, gaz, motoare cu ardere interna;
- transformarea energiei potentiale sau cinetice a apelor;
- transformarea energiei atomice;
- transformarea altor forme de energie: maree, solara, eoliana.
Energia electrica prezinta o serie de avantaje in comparatie cu alte forme de energie, si anume:
- producerea energiei electrice in centrale electrice are loc in conditii economice avantajoase;
- energia electrica poate fi transmisa la distante mari prin intermediul campului electromagnetic, fie direct prin mediul inconjurator, fie dirijat prin linii electrice;
- la locul de consum, energia electrica poate fi transformata in conditii economice in alte forme de energie;
- energia electrica poate fi divizata si utilizata in parti oricat de mici, dupa necesitati.
Pentru folosirea cat mai buna a capacitatii de productie a centralelor si servirea consumatorilor, centralele electrice au fost legate intre ele prin linii de transport, realizandu-se astfel sistemul energetic national.
Energia nucleara. Partea principala a unei centrale nucleare este reactorul nuclear in 'inima' caruia este 'ars' combustibilul. Energia rezultata in urma reactiilor nucleare este convertibila in energie termica. Functionarea reactorului se bazeaza pe reactia de fuziune in lant a combustibilului . Cel mai utilizat combustibil este uraniul. Combustibilul introdus in reactor are forma unor pilule compactate sub forma de bare. Intre barele de combustibil sunt introduse si bare de control. Ele au rolul de a regla numarul de neutroni ce pot produce noi reactii de fuziune, astfel incat puterea produsa de reactor sa ramana constanta in timp.
Pentru mentinerea reactiei in lant, in unele tipuri de reactoare , neutronii emisi in reactiile de fuziune trebuie incetiniti. Franarea neutronilor se realizeaza intr-un mediu numit moderator(ex: apa grea). In timpul franarii neutronilor are loc un transfer de energie de la acestia la moderator, temperatura moderatorului si a combustibilului marindu-se. Pentru transferul caldurii in afara reactorului si mentinerea constanta a temperaturii in reactor, in limite acceptabile, se foloseste un agent de racire. La unele tipuri de reactoare , moderatorul si agentul de racire sunt unul si acelasi, lichid(ex. apa grea).
Bibliografie:
Alexandru A, E. Jitaru, C.A. Alexandru-Energia si mediul, Editura Bibleoteca, anul 2007
Rodica Dromereschi, Victor Gavril, Luigi Ionescu-Instalatii electrice,Editura MAST, anul 2007
