• Was ist die Erzeugung von elektrischer Energie?
• Wie wird elektrische Energie erzeugt?
• Phasen des Stromsektors
• Arten der Stromerzeugung
• Erneuerbare Energie

Wir erklären, was elektrische Energieerzeugung ist, welche Arten sie hat und wie sie erzeugt wird. Darüber hinaus Phasen des Stromsektors.

Ein Großteil unseres täglichen Lebens hängt von elektrischer Energie ab.

Was ist die Erzeugung von elektrischer Energie?

Die Generation von elektrische Energie umfasst die Menge von Prozesse anders, durch die es hergestellt werden kann Elektrizität, oder was gleich ist, transformiere andere Formen von Energie erhältlich im Natur (chemische Energie, Kinetik, Thermal-, hell, nuklear, etc.) in nutzbarer elektrischer Energie.

Die Fähigkeit zur Stromerzeugung ist eines der Hauptanliegen der Menschheit zeitgenössisch, da es Verbrauch Es hat sich seit seiner Entdeckung im 19. Jahrhundert weit verbreitet und normalisiert, bis es aus unserem täglichen Leben nicht mehr wegzudenken ist. Unsere Häuser, BranchenDie öffentliche Beleuchtung, auch unsere persönlichen Geräte, sind auf eine konstante und stabile Stromversorgung angewiesen.

Somit steigt der Weltenergieverbrauch. Während im Jahr 1900 der globale Energieverbrauch nur 0,7 Terawatt (0,7 x 1012 W) betrug, wurde er bereits 2005 auf etwa 500 Exajoule (5 x 1020 J) geschätzt, was 138.900 Terawatt entspricht.

Der Industriesektor ist der größte Verbraucher von allen, und daher ist die entwickelte Welt (die sogenannte Erste Welt) für den höchsten Prozentsatz des Verbrauchs verantwortlich. Die Vereinigten Staaten beispielsweise verbrauchen 25 % der weltweit erzeugten Energie.

Daher ist die Suche nach neuen und effizienteren Wegen zu seiner Gewinnung ein Bereich, in den enorme wissenschaftliche und technologische Ressourcen investiert werden, insbesondere in einer Zeit, in der die klimatischen Auswirkungen der Industrialisierung und vom brennen fossile Brennstoffe es ist nicht nur offensichtlich, sondern alarmierend geworden.

Wie wird elektrische Energie erzeugt?

Um die Generatorturbine zu drehen, können verschiedene Energiearten verwendet werden.

Strom wird im Allgemeinen in großen Anlagen erzeugt, die Kraftwerke oder Kraftwerke genannt werden, die unter Nutzung verschiedener Arten von Rohmaterial oder natürliche Prozesse "herstellen" Strom.

Dafür haben die meisten Kraftwerke Lichtmaschinen, das sind große Geräte, die erzeugen Wechselstrom. Sie bestehen aus einem Coil, einer großen, rotierenden Materialrolle elektrischer Leiter in Fäden angeordnet und a Magnet was fest bleibt.

Wenn die Spule im Magneten mit hoher Geschwindigkeit gedreht wird, tritt ein Phänomen auf, das als elektromagnetische Induktion bezeichnet wird: die Magnetfeld Das Ergebnis mobilisiert die Elektronen des leitfähigen Materials und erzeugt einen Energiefluss, der dann für die Verteilung durch eine Reihe von Transformatoren "vorbereitet" werden muss.

Das Problem besteht also darin, wie man die Spule mit hohen Geschwindigkeiten und stetig rotieren lässt. Bei Experimenten mit Elektrizität im 19. Jahrhundert wurde es durch Treten eines Fahrrads erzeugt, das natürlich nur eine winzige Menge produzierte.

Im Fall von Kraftwerken ist etwas viel Anspruchsvolleres erforderlich: eine Turbine, eine rotierende Vorrichtung, die in der Lage ist zu übertragen mechanische Energie auf die Spule, wodurch sie sich dreht, durch die Verwendung einer anderen Kraft.

Sie können zum Beispiel das fallende Wasser in einem Wasserfall oder das ständige Wehen des Windes oder in den meisten Fällen die Dampf aufsteigende Menge einer guten Menge kochenden Wassers, für die wiederum eine konstante Menge erzeugt werden muss Wärme, mittels der Verbrennung aus verschiedenen Materialien.

Wie man sehen wird, ist der gesamte Prozess der Erzeugung elektrischer Energie nichts anderes als die Umwandlung von chemischer Energie in kalorische Energie (Verbrennung), um diese später in kinetische und mechanische (durch Mobilisierung der Turbine) und später in elektromagnetische, d. h , , im Strom.

Phasen des Stromsektors

Strom wird über Stromleitungen verteilt.

Der Stromsektor ist beispielsweise für den gesamten Kreislauf der Stromerzeugung verantwortlich, von seiner Entstehung bis zum Verbrauch in jedem unserer Häuser. Der gesamte Energieerzeugungszyklus in diesem Sektor umfasst die folgenden Phasen:

• Generation. Die erste Stufe besteht logischerweise darin, Strom mit den verfügbaren Mitteln in einem der vorhandenen Kraftwerkstypen zu gewinnen.
• Transformation. Ist der Strom einmal gewonnen, wird er in der Regel einem Transformationsprozess unterzogen, der ihn für den Transport entlang eines Stromnetzes vorbereitet, da Strom im Gegensatz zu anderen Produkten und Gütern nicht für den späteren Verbrauch gespeichert werden kann, sondern sofort übertragen werden muss.

Dafür sind die sogenannten Umspannwerke oder Umspannwerke, die sich in der Nähe der Kraftwerke befinden, sowie die kraftwerksnahen Transformationszentren verantwortlich. Bevölkerungen Verbraucher, da seine Aufgabe darin besteht, die elektrische Spannung zu modulieren, um Strom transportabel (Hochspannung) und verbrauchbar (Niederspannung) zu machen.

• Verteilung. Die Stromversorgung unserer Haushalte oder der Industrien, die ihn verbrauchen, muss endlich über ein als Stromleitung bezeichnetes Leitungsnetz erfolgen, das in der Regel von verschiedenen Energievertriebs- und -vermarktungsunternehmen verwaltet wird.
• Verbrauch. Schließlich verfügt jeder Verbraucherhaushalt oder jede Industrieanlage über eine Link-Installation, die die Verteilnetze mit den Innenanlagen verbindet, sodass Energie dort präsent ist, wo wir sie brauchen.

Arten der Stromerzeugung

Windenergie ist relativ kostengünstig und sicher für die Stromerzeugung.

Die Stromerzeugung wird normalerweise nach der Art des Kraftwerks klassifiziert, in dem sie erzeugt wird, oder nach dem spezifischen Verfahren, mit dem, wie bereits erläutert, die Turbine mobilisiert wird, um die Spule zu drehen. Zeit erzeugt Strom. Somit haben wir:

• Thermoelektrische Energie fossile Brennstoffe. Thermoelektrische Kraftwerke sind solche, die aus Wärmeenergie Strom erzeugen, große Mengen Wasser kochen oder auf ähnliche Weise andere Gase erhitzen, dank der Verbrennung verschiedener Materialien organisch (Kohle, Petroleum, Erdgas oder andere fossile Brennstoffe) in einem Innenkessel. In diesen Fällen ist das expandierende Gas für die Bewegung der Turbine verantwortlich und wird dann gekühlt, um den Zyklus wiederholen zu können.
• Thermonukleare Energie. Das Funktionsprinzip der thermonuklearen Energie unterscheidet sich nicht von dem der thermoelektrischen, mit der Ausnahme, dass die zum Drehen der Turbinen erforderliche Wärme durch verschiedene Chemische Prozesse Spaltung von Atome schwer, das heißt, die Atomkerne bestimmter Elemente, um sie zu anderen leichteren Elementen zu zwingen und eine immense Menge an Energie freizusetzen. In diesen als Reaktoren bezeichneten Anlagen gilt die gleiche Logik der Atombombe, aber für friedliche Zwecke beantragt. Nachteilig ist, dass dabei radioaktiver Abfall entsteht, der schwer zu handhaben ist und hochgiftig ist.
• Geothermische Energie. Auch hier folgt der Kraftwerksbetrieb dem thermoelektrischen Modell, jedoch ohne die Notwendigkeit von Brennstoffen oder Kesseln, da die Eigenwärme des Kraftwerks genutzt wird. Erdkruste. Dafür ist ein geeigneter tektonischer Ort erforderlich, also ein Gebiet mit tektonischer Aktivität, das es ermöglicht, Wasser in die Tiefen der Erde zu gießen und den entstehenden Dampf zur Mobilisierung der Elektroturbinen zu nutzen.
• Solarthermie. Ähnlich wie in den vorherigen Fällen nutzt diese Art von Kraftwerken die Vorteile Sonnenlicht, fokussieren und über ein komplexes Spiegelsystem bündeln, um Flüssigkeiten auf Temperaturen zwischen 300 und 1000°C und starten so den thermoelektrischen Erzeugungsprozess.
• Photovoltaik-Energie. Diese Art von Energie wird auch durch die Nutzung des Sonnenlichts gewonnen, jedoch in einem anderen Sinne: durch große Felder von Photovoltaikzellen, die aus sonnenlichtempfindlichen Dioden bestehen, die an ihren Enden kleine Potenzialunterschiede erzeugen. Dafür sind große Seiten erforderlich Solarplatten Strom zu erzeugen, gleichzeitig aber ohne Rohstoffe und ohne verschmutzen zu viel die Umgebung.
• Wasserkraft. Dabei werden die Elektroturbinen der Erzeugungsanlage nicht durch Wärmeeinwirkung, sondern unter Ausnutzung der mechanischen Energie eines Wasserfalls bewegt. Aus diesem Grund a Topographie spezifisch dafür, wie zum Beispiel Katarakte, Wasserfälle, mächtige Flüsse oder Gewässer, in die Dämme gesetzt werden können oder Dämme. Jenseits der brutalen Veränderung dieser Gewässer und ihrer Ökosysteme besitzen, es ist eine Form von saubere Energie, günstig und sicher.
• Meerwasserenergie oder Wellenkraft. So werden Anlagen zur Gewinnung elektrischer Energie aus Gezeiten oder Meereswellen durch küstennahe Anlagen bezeichnet, die durch schwimmende Geräte den Druck des Wassers ausnutzen, um die Turbinen zu mobilisieren. Sie sind jedoch, zumindest im Moment, keine sehr leistungsfähigen und nicht sehr rentablen Möglichkeiten der Energiegewinnung.
• Windkraft. Wurde in den vorherigen Fällen die natürliche Bewegung des Wassers ausgenutzt, wird in Windkraftanlagen die Kraft des Windes ausgenutzt, insbesondere in Regionen , dass es ständig weht, wie in den Küstengebieten, den großen Ebenen oder dergleichen. Dafür haben sie ganze Felder riesiger, windempfindlicher Propeller, die bei ihrer Bewegung mechanische Energie auf eine elektrische Turbine übertragen. Es ist eine relativ kostengünstige und sichere Form der Stromerzeugung, aber leider sehr wenig leistungsstark und mit erheblichen Kosten für die Landschaftsgestaltung verbunden.

Erneuerbare Energie

Strom zu beziehen ist ein komplexer und sehr anspruchsvoller Prozess Umweltbelastung, insbesondere in seinen traditionellen Varianten, wie zum Beispiel fossilen Brennstoffen. Darüber hinaus hat der verfügbare Brennstoff in letzteren Fällen begrenzte Reserven, da Kohle und Öl einen sehr langsamen und lang anhaltenden geologischen Ursprung haben, der es uns nicht erlaubt, die planetaren Vorräte in der gleichen Geschwindigkeit aufzufüllen, in der wir sie verbrauchen.

Aus diesem Grund werden viele Anstrengungen des Energiesektors in die Suche nach möglichen erneuerbaren Energiequellen oder in die Verbesserung bereits vorhandener Energiequellen wie Solarenergie, Wasserkraft und Geothermie investiert.

Die großen Hoffnungen der Menschheit in Energiefragen weisen jedoch auf die Möglichkeit der Atomfusion als sichere, zuverlässige, umweltfreundliche und erneuerbare Energiequelle hin: Wasserstoffatome werden genommen, das am häufigsten vorkommende Element der Welt. Universum, und verschmelzen zu enormen Energiemengen, wie es im Herzen der Sterne Im Weltall.

Leider Glück Technologie es ist noch weit von unserer Reichweite entfernt, so dass die Menschheit größere Anstrengungen unternehmen muss, um ihren Energieverbrauch den Möglichkeiten der Welt anzupassen, oder Gefahr läuft, ihn in unserem Verlangen nach unendlicher elektrischer Energie vollständig zu ruinieren.