تحقیق انسان و تامين انرژي
فهرست مطالب
انسان و تامين انرژي 1
انرژي خورشيدي 2
انرژي آب 4
انرژي باد 5
انرژي بيوماس 6
انرژي زمين گرمايي 7
انرژي حاصل از جزر و مد 9
انرژي حاصل از سوختهاي فسيلي 14
پراكنش كربن حاصل از احتراق سوختهاي فسيلي 16
امواج انرژي 17
ذخيره انرژي 18
حفظ انرژي
تحقيق درس فيزيك :انرژي
1- انسان و تامين انرژي
با افزايش روز افزون جمعيت جهان و محدود بودن منابع انرژي اكثر كشور ها با مشكل تامين انرژي روبرو هستند. انرژي براي همه مردم مسئله اساسي است .انرژي در تمام شئون جامعه انساني رسوخ كرده است. جنبه هاي مختلف آن زندگي روزانه خانوادگي و حتي سياست جهاني و بين المللي و طرح هاي توسعه ملي را تحت تاثير قرار داده است. انرژي در سال هاي اخير به علت پديده اي كه (( بحران جهان انرژي )) نام گرفته اهميت زيادي كسب كرده است. بر طبق آمار موجود ،هر شهروند كشورهاي ثروتمند در سال 1990 يه طور ميانگين 4/7 كيلو وات انرژي مصرف كرده است كه برابر با نيروي معادل روشن كردن 74 لامپ 100 وات است. در مقابل هر شهروند كشورهاي توسعه نيافته فقط 1 كيلو وات مصرف انرژي داشته است. بنابراين با توجه به جمعيت هر كدام از كشورها ملاحضه مي شود كه جمعيت بسيار كم كشور هاي ثروتمند پيش از تخريبات زيست محيطي را فقط در زمينه توليد و مصرف انرژي به بار آورده است.
مشكل انرژي كه از اوايل سالهاي 1970 آشكار شد ناشي از رشد سريع مصرف انرژي و محدود بودن منابع سنتي آن بوده عيب كار در اينجا است كه منابع اصلي انرژي متكي به نفت مي باشد و آن هم در منطق محدودي از جهان وجود دارد.
نگراني فعلي در باره انرژي ناشي از اين واقعيت است كه منابع نفت و گاز مهمترين انواع انرژي هستند،محدود و پايان پذيرند و اين در حالي است كه انرژي عامل تعيين كننده اي در توسعه ي صنعتي و اقتصادي بوده و خواهد بود.
منبع كليدي انرژي موجود در زمين از خورشيد است.ذخائر انرژي كره زمين از چند منبع گوناگون تامين مي شود كه مي توان آنها را در دو گروه انرژي هاي قابل تجديد ( خورشيد،آب،باد،جزر و مد و … ) و انرژي هاي غير قابل تجديد (نقت،گاز طبيعي،ذغال سنگو…) تقسيم نمود كه در زير به مشخصات هر يك از اين منابع اشاره مي شود.
- انرژي خورشيدي
امروزه نور خورشيد مهمترين منبع تامين انرژي در عالم حيات به شمار مي رود. كه علاوه بر دارا بودن تاثيرات اقليمي در مناطق مختلف كره ي زمين،تامين كننده انرژي لازم براي اولين حلقه زنجيره هاي غذايي و در واقع كل اكوسيستم ها مي باشد.
اما از كل تشعشعات رسيده به زمين فقط 1 تا 2 درصد آن توسط گياهان سبز مورد استفاده قرار مي گيرد.اما همين مقدار اندك مي تواند منشاء بسياري از تغيير و تحولات سيستم هاي بيولوژيك در طبيعت گردد. مهمترين فوايد استفاده از انرژي خورشيدي اين است كه اثرات سوء محيطي ندارد ،رايگان است،لايزال است(حداقل در مقياس عمر انسان ) و شبكه ي نقل و انتقال نياز ندارد.فقط توزيع و پراكنش آن در همه ي كره زمين يكسان نيست و از طرفي براي بهره برداري از آن نيازمند تاسيسات خاصي هستيم. يكي از انواع اين تاسيسات (( جمع كننده هاي خورشيدي )) مي باشند كه معمولاً صفحات مسطح پوشيده شده از شيشه با پس زمينه سياه رنگ هستند كه آب در لوله هاي آنها جريان دارد. پرتوهاي موج كوتاه خورشيدي از شيشه گذشته و توسط پس زمينه سياه آن جذب مي شوند .پرتوهاي موج بلند حرارتي از قسمتهاي سياه پراكنده مي شوند اما نمي توانند از شيشه بگذرند و لذا آب جاري درون لوله ها را از 38 تا 93 درجه سانتي گراد گرم مي كنند. استفاده از سيستم هايي كه از اين نوع جمع كننده بهره مي گيرند رو به افزايش است.
از ديگر امكانات جهت بهره برداري از نور خورشيد، استفاده از فن آوري ((فتوولتائيك )) است. فتولتائيك اصطلاحي عمومي براي فناوري هايي است كه انرژي خورشيد را با استفاده از يك ماده ي جامد نيمه هادي مستقيماً به الكتريسيته تبديل مي كند و در اين سيستم ها سلول هاي خورشيدي جنس سليوم يا مواد ديگر از قبيل آرسيندگاليوم و قطعات الكتريكي استفاده مي شود. وقتي نور به سلول مي تابد موجب ايجاد جريان الكترون در سيستم هاي برق شده و توليد الكتريسيته مي نمايد . سلول هاي فتولتائيك با نور هاي ديگر مثلاً نور چراغ روميزي نيز كار مي كنند. از الكتريسيته توليد شده نيز مي توان براي انجام كارهاي مختلف از قبيل روشن كردن لامپ،برخي دستگاههاي الكتريكي و يا تامين برق مورد نياز خانگي استفاده نمود. بزرگترين نيروگاههاي فتولتائيك در دشت كاريزا در كاليفرنيا واقع شده است كه صفحات خورشيدي بزرگ آنkw 5000 نيرو توليد مي كند.
از ديگر سيستم هاي جالب جذب انرژي خورشيدي (( برجهاي نيروي خورشيدي )) است. كار اين سيستم جمع آوري گرماي خورشيد و تحويل آن به صورت بخار به توربين مولد الكتريسته است. بر روي برجها كه ارتفاعي تا حدود 100 متر دارند،آيينه هايي نصب شده كه قابل تنظيم اند به طوري كه حداكثر نور خورشيد را به برج بتابانند. در شكل صفحه بعد برخي از روش هاي استفاده از انرژي خورشيدي نشان داده شده است.
- انرژي آب
نيروي آب نوعي انرژي خورشيدي ذخيره شده است زيرا تما سيستم هاي اقليمي و آبي زمين را خورشيد به حركت در مي آورد. نيروي آب حداقل از زمان امپراطوري روم مهار مي شده و مورد استفاده قرار مي گرفته است. نيروي آب منبع پاكيزه اي است و توليد آلودگي نمي كند و نيازمند هيچ گونه سوختي نمي باشد و به طور كلي انرژي كارآمدي است. اما گاهي نقاط باعث بروز مشكلات زيست محيطي نيز مي شود .آبي كه از بالاي سطح به پايين ميريزد ازت هوا را در خود مي گيرد .اين ازت پس از ورود به گردش خون ماهي ها موجب مرگ آنها مي شود. علاوه بر اين ،سد با به دام انداختن رسوبات، مانع رسيدن آنها به دريا و تجربه مواد غذايي شنهاي ساحل ميشود. انرژي هيدروليك از ريزش آب بر روي توربين آبي و به گردش در آوردن توربين بدست مي آيد. مقدار برق حاصله بستگي دارد به مقدار آب و ارتفاعي كه آب سقوط كرده تا به توربين برسد. براي اين منظور اقدام به ساختن سدهاي مخزني مي نمايند تا از آب ذخيره در پشت آن براي توليد برق و كشاورزي و احياناً آب شهري استفاده شود.
3-1 انرژي باد
نيروي باد نيز سابقه تكاملي طولاني دارد و از زمان تمدن هاي باستان چين و ايران تاكنون مورد استفاده بوده است. از باد براي راندن كشتي ها و همچنين به گردش در آوردن آسياب استفاده مي شده است. اخيراً از باد براي توليد برق استفاده مي كنند. امكانات بالقوه ي انرژي باد فوق العاده زياد است ، اما هنوز بر سر راه استفاده از آن مشكلات وجود دارد زيرا از نظر زمان ،مكان و شدت بسيار متغيير است ،بعلت سرعت و مدت وزش باد در هر محل خاصي بسته به پستي و بلندي محل و شدت اختلافات درجه ي حرارت هوا در مقياس هاي محلي و ناحيه اي به شدت متغيير است.مثلاً سرعت باد در بالاي تپه ها و كوهها اغلب اضافه مي شود .افزايش سرعت باد در اين حالت به علت همگرايي عمودي باد است. حال آنكه افزايش شدت آن در هنگام عبور از يك گذدرگاه به علت همگرايي افقي نيز مي باشد.
انرژي باد در بسياري از نقاط جهان قابل استفاده است. در اين رابطه توربين هاي بادي پيشرفته كه داراي پره هاي بسيار حساس هستند به طور مجتمع در يك ميدان بادي و در گذرگاههاي باد مستقر مي شوند و برق توليدي در اين مكانها به خطوط انتقال عمومي متصل مي شود.
تحقیق انسان و تامين انرژي