EVALUARE

4. Precizate care dintre urmatoarele afirmatii sunt adevarate:
   a) centralele termoelectrice utilizeaza in functionare combustibil: solid, lichid, gazos. (A)
   b) centrala eoliana este amplasata pe tarmul marii si foloseste ca sursa de energie energia valurilor. (F)
   c) energia cinetica si potentiala a apei este transformata in energie electrica intr-o centrala nucleo-electrica. (F)
   d) energia calorica necesara functionarii unei turbine termice este obtinuta prin: arderea combustibililor; foraje de mare adancime; reactii de fisiune nucleara. (A)
   e) generatorul electric este masina care transforma energia electrica in energie mecanica. (A)

TRANSFORMAREA ENERGIEI

                             Producerea energiei electrice.

 Generatorul de curent alternativ sau alternatorul este acea masina sau instalatie care realizeaza transformarea energiei mecanice in energie electrica.
Centrala electrica este un complex de instalatii in care se produce transformarea, prin intermadiul energiei mecanice, a energiei primare a resurselor naturale in energie electrica.

Centrale hidroelectrice

 Printr-un baraj de acumulare a apei pe cursul unui râu, unde poate exista eventual şi o cascadă, se realizează acumularea unei energii potenţiale, transformată în energie cinetică prin rotirea turbinelor hidrocentralei. Această mişcare de rotaţie va fi transmisă mai departe printr-un angrenaj de roţi dinţate generatorului de curent electric, care va transforma energia mecanică în energie electrică.

 

Centrale termoelectrice 

 Centrală termoelectrică, sau termocentrală este o centrală electrică care produce curent electric pe baza conversiei energiei termice obţinută prin arderea combustibillilor.^[1] Curentul electric este produs de generatoare electrice antrenate de turbine cu abur, turbine cu gaze, sau, mai rar, cu motoare cu ardere internă.^[2]

Drept combustibili se folosesc combustibilii solizi (cărbune, deşeuri sau biomasă), lichizi (păcură) sau gazoşi (gaz natural).
Uneori sunt considerate termocentrale şi cele care transformă energia termică provenită din alte surse, cum ar fi energia nucleară, solară sau geotermală, însă construcţia acestora diferă întrucâtva de cea a centralelor care se bazează pe ardere. 

 

Centrale eoliene

 Centralele eoliene sunt grupuri de turbine eoliene, plasate in apropiere unele de altele cu scopul de a produce electricitate din energia eoliana.

Turbinele eoliene sunt conectate la un sistem de tensiune medie ce este apoi transformat in curent de inalte tensiune prin intermediul unui transformator.

 

Centrale nuclearo-electrice

Centrala nucleară este o instalaţie modernă de producere a energiei electrice pe baza reacţiilor nucleare, reactorul este o instalaţie complexă în care se realizează fisiunea nucleelor elementelor grele, printr-o reacţie în lanţ controlată, cu scopul de a permite utilizarea energiei degajate.
Zona activă a unei astfel de instalaţii este compusă din combustibilul nuclear, moderator, barele de control şi agentul de răcire. În schimbătorul de căldură, apa se vaporizează şi devine agentul producător de lucru mecanic, punând în funcţiune turbina. Generatorul electric este cel care converteşte energia cinetică a turbinei în energie electrică.

Centrale mareomotrice

Valorifică forţa mareelor cu amplitudine medie ridicată, între 5 şi
12 m. Energia mareelor este inepuizabilă şi disponibilă în cantităţi uriaşe.
Canada deţine cele mai multe centrale mareomotrice (5), toate
construite în golful Fundy.
Rance este prima centrală de acest tip care a fost realizată în Franţa între
1961-1966, în estuarul râului Rance la vărsarea în Golful St. Malo, având
o putere instalată de 240 MW. Această centrală valorifică diferenţa de nivel
dintre amplitudinea maximă a fluxului şi refluxului {13,5 m), care
generează un debit de apă de 18 000 mVsec. Estuarul Fluviului Rance a
fost închis spre Marea Mânecii printr-un baraj de 750 m lungime, centrala
electrică fiind încorporată în dig.
San Jose este cea mai puternică centrală mareomotrică, având o
producţie de energie electrică de 21 600 Gwh. A fost construită în
Argentina.
Prima centrală electrică ce foloseşte energia valurilor s-a constuit în
insula Bali din Indonezia.

Centrale solare

O centrală solară este o centrală electrică funcţionând pe baza energiei termice rezultată din absorbţia energiei radiaţiei solare. Centralele solare termice, în funcţie de modul de construcţie pot atinge randamente mai mari la costuri de investiţii mai reduse decât instalaţiile pe bază de panouri solare fotovoltaice, necesită în schimb cheltuieli de întreţinere mai mari şi sunt realizabile doar pentru puteri instalate depăşind un anumit prag minim. Totodatată sunt exploatabile economic doar în zone cu foarte multe zile însorite pe an.

Pentru utilizarea energiei conţinute în radiaţia solară în scopul producerii de energie electrică s-au conceput mai multe metode. Tehnologiiile rezultate se impart în două mari grupe în funcţie de utilizarea energiei radiaţiei concentrate într-un spaţiu restrâns, sau utilizare fără concentrare. 

Centrale geomoelectrice

Energia geotermică este o formă de energie regenerabilă obţinută din căldura aflată în interiorul Pamântului. Apa fierbinte şi aburii, captaţi în zonele cu activitate vulcanică şi tectonică, sunt utilizaţi pentru încălzirea locuinţelor şi pentru producerea electricităţii.

EVALUARE

Stabiliti corespondenta intre combustibilii din coloala A si motoarele la care se pot utiliza din coloana B. 
      

                 A.                                                                    B.
                        1.Carbune                                                      1.a) Motor cu abur
                        2. Benzina                                                       3.b)Motor diesel
                        3.Motorina                                                      2. c) Motor cu ardere interna

Un progres global.

Motorul cu abur este un motor termic cu ardere externă, care transformă energia termică a aburului în lucru mecanic. Aburul sub presiune este produs într-un generator de abur prin fierbere şi se destinde într-un agregat cu cilindri, în care expansiunea aburului produce lucru mecanic prin deplasarea liniară a unui piston, mişcare care de cele mai multe ori este transformată în mişcare de rotaţie cu ajutorul unui mecanism bielă-manivelă. Căldura necesară producerii aburului se obţine din arderea unui combustibil sau prin fisiune nucleară.
Motoarele cu abur au dominat industria şi mijloacele de transport din timpul Revoluţiei industriale până în prima parte a secolului al XX-lea, fiind utilizate la acţionarea locomotivelor, vapoarelor, pompelor, generatoarelor electrice, maşinilor din fabrici, utilajelor pentru construcţii (excavatoare) şi a altor utilaje. A fost înlocuit în majoritatea acestor aplicaţii de motorul cu ardere internă şi de cel electric.

Motor cu ardere interna

Motorul cu ardere internă este motorul care transformă energia chimică a combustibilului prin intermediul energiei termice de ardere, în interiorul motorului, în energie mecanică. Căldura degajată în camera de ardere se transformă prin intermediul presiunii (energiei potenţiale) aplicate pistonului în mişcare mecanică ciclică, de obicei^[1] rectilinie, după care în mişcare de rotaţie uniformă, obţinută de obicei^[1] la arborele cotit. Camera de ardere este un reactor chimic unde are loc reacţia chimică de ardere.
Căldura introdusă în ciclul care se efectuează în cilindrii motorului se obţine prin arderea combustibilului, de obicei un combustibil lichid ca: benzina, motorina sau gazul petrolier lichefiat, dar se pot folosi şi combustibili gazoşi, ca gazul natural, sau chiar solizi, ca praful de cărbune. Oxigenul necesar arderii se obţine din aerul atmosferic. Combustibilul în amestec cu aerul se numeşte amestec carburant. Arderea poate fi iniţiată prin punerea în contact direct a amestecului carburant cu o sursă de căldură sau se poate produce aproape instantaneu în toată masa amestecului caz în care se numeşte detonaţie şi are un caracter exploziv.
Prin arderea carburanţilor rezultă diferite produse de ardere cu o temperatură de aproximativ 2000 °C. Majoritatea acestor produse se prezintă sub formă gazoasă. Pentru o ardere completă se asigură combustibilului o cantitate de oxigen dozată astfel încât să producă oxidarea integrală a elementelor sale componente.Numele motorului a fost dat după inginerul german Rudolf Diesel la sugestia soţiei sale, Martha Diesel, care în 1895 îl sfătuieşte cu: Nenn ihn doch einfach Dieselmotor! („numeşte-l pur şi simplu motor Diesel!”),^[1] uşurînd astfel lui Diesel căutarea după denumirea motorului, pe care l-a inventat în 1892 şi l-a patentat pe 23 februarie 1893. Intenţia lui Diesel a fost ca motorul său să utilizeze o gamă largă de combustibili, inclusiv praful de cărbune. Diesel şi-a prezentat invenţia funcţionând în 1900 la Expoziţia Universală (World's Fair) având drept combustibil ulei de alune (vezi biodiesel).

Motor cu reacţie

 

Turboventilator Pratt & Whitney

Un motor cu reacţie este un motor care eliberează un jet rapid de fluide pentru a genera contrapresiune în conformitate cu a treia lege a mişcării a lui Newton. Această definiţie largă include turboreactoare, turbopropulsoare, turboventilatoare, pulsoreactoare, statoreactoare şi motoare rachetă, dar de obicei se referă la o turbină cu gaze folosită pentru a produce un jet de gaze de mare viteză în scopul propulsiei.

F-1 (motor de rachetă)

De la Wikipedia, enciclopedia liberă

Motorul de rachetă F-1

Schema motorului

Teste de aprindere

Teste de motoare

F-1 este un motor de rachetă dezvoltat de Rocketdyne şi utilizat la racheta Saturn V. Cinci motoare F-1 au fost folosite în prima etapă S-IC la fiecare rachetă Saturn V, rachetă care a servit ca vehiculul de lansare principal în cadrul programului Apollo. F-1 este în continuare cel mai puternic motor unicameral de rachetă cu combustibil lichid^[1]. RD-170 are tracţiune mai uşoară, folosind un grup de patru camere de ardere mai mici şi duze^[2].

Motorul fluenic este un sistem de propulsie pentru nave aerospatiale. Desi titlul inventiei contine notiunea de "motor", aceasta nu are nimic comun cu mecanica motoarelor cu ardere interna sau externa. Ea apartine exclusiv fizicii electronice.

Locul motorului fluenic in realitatea tehnica.

Fiecare mediu (stare de agregare a materiei), isi are un sistem propriu de propulsie, determinat de proprietatile sale fizice si formeaza transporturile terestre, maritime, aeriene si spatiale. Un sistem de propulsie are doua parti esentiale:

a) Forta, sau actiunea, cu rol de mobil.

b) Drumul, mediul, cu rol de referential, de sprijin si partener de interctiune al fortei.

Intre aceste doua parti, exista obligatoriu un intermediar, care face compatibila interactiunea fortei cu drumul – o interfata.

Din acest punct de vedere, diferentierea sistemelor de propulsie, o face chiar interfata, astfel:

o  Mediul solid, actiune mecanica, interfata roata

o  Mediul lichid, actiune mecanica, interfata – jetul de apa

o  Mediul gazos, actiune mecanica, interfata – jetul de gaze

o  Mediul cosmic, actiune mecanica, interfata – jetul de gaze

Dar, interfata mediului atmosferuic, nu poate fi compatibila cu mediul casmic!

Mediul cosmic nu are un sistem propriu de propulsie!

Aici este locul motorului fluenic.

Sistemul de propulsie aerospatial – motorul fluenic.

a. Forta, actiunea – electronica.

b.                        Drumul – campul cosmic (fluenul).

Interfata – antena, primeste sarcini electrice variabile si emite unde electromagnetice.

Elaborarea acestui sistem de propulsie a fost posibila dupa identificarea calitatii de "drum" a spatiului cosmic – fluenul. Notiunea de fluen (fluid energetic), include toate notiunile de camp, ca ipostaze ale sale. Fluenul este mai pe larg definit in lucrarea "Materia nod al infinitului?"

Motorul fluenic nu are piese in miscare.

Motorul fluenic este un sistem de propulsie pur electronic.

Motorul fluenic isi exercita forta de propulsie electromagnetica , pe intreaga suprafata exterioara a mobilului, spatial catre infinit.

Practic este vorba de o capsula sferica (sau alta forma), un mobil, care interactioneaza cu "drumul", cu acel mediu realmente existent pretutindeni (in care se manifesta spectrul electromagnetic), prin intermediul unei retele de pertuebatii fluenice (electromagnetice), dispusa rigid pe intreaga suprafata exterioara a mobilului - interfata acestui sistem de propulsie.

Dam in continuare, compunerea si functionarea unei variante de realizare experimentala a acestei inventii, folosindu-ne de desenele din figurile 1….6, care reprezinta:

Fig.1, o schita generala a mobilului (M), cu dispunerea retelei de propulsie pe invelisul exterior (4), compusa din inelele (I).

Fig.2, un desen care reprezinta incorporarea antenelor (1), (sectiuni in inelele x,y,z) in invelisul (4) al mobilului (M) si proiectia pe grafic a ansamblului de unde generate.

Fig.3, schema conexiunii unui amplificator de putere (12) cu sarcina sa – antena (1), pentru a forma un inel (I).

Fig.4, detaliul a) al graficului din Fig.2, in care se evidentiaza in mod teoretic fenomenul motor (5).

Fig.5, mobilul (M), detaliu de montaj – 1 antena; 4 invelis izolator; 14 Cpsula din metal cu functiile: structura de rezistenta, suport de montaj pentru amplificatoare, reflector pentru antene, ecran protectie radiatii.

Fig.6, instalatia energetica – schema bloc – 1 antena; 12 amplificatoare de putere x.y.z; 20 sursa de alimentare cu energie electrica (acumulatoare); 21 generator de frecventa de referinta; 22 bloc de comanda; 23 defazoare; 24 comutator electronic, activeaza un defazor, blocand pe celalalt si invers, facand ca cele dou grupari de amplificatoare (inele) sa transmita in antene, fie faza normala (defazor blocat), fie defazarea (defazor activ), comandand propulsia inainte sau inapoi (sensul deplasarii).

Turbină cu abur

De la Wikipedia, enciclopedia liberă

Rotorul unei turbine cu abur instalată într-o termocentrală. Direcţia de curgere a aburului este de la paletele scurte la cele lungi.

Turbina cu abur este o maşină termică rotativă motoare, care transformă entalpia aburului în energie mecanică disponibilă la cupla turbinei. Transformarea se face cu ajutorul unor palete montate pe un rotor cu care se rotesc solidar.
În prezent, turbinele cu abur înlocuiesc complet motoarele cu abur datorită randamentului termic superior şi unui raport putere/greutate mai bun. De asemenea, mişcarea de rotaţie a turbinelor se obţine fără un mecanism cu părţi în translaţie, de genul mecanismului bielă-manivelă, fiind optimă pentru acţionarea generatoarelor electrice — cca. 86 % din puterea electrică produsă în lume este generată cu ajutorul turbinelor cu abur.
O turbină cu gaze este o turbină termică, care utilizează căderea de entalpie a unui gaz sau a unui amestec de gaze pentru a produce prin intermediul unor palete care se rotesc în jurul unui ax o cantitate de energie mecanică disponibilă la cupla turbinei.^[1][2] Turbina cu gaze mai este cunoscută şi sub denumirea de instalaţie de turbină cu gaze (ITG).
Din punct de vedere termodinamic o turbină cu gaze funcţionează destul de asemănător cu motorul unui automobil. Aerul din atmosferă este admis într-un compresor cu palete, unde este comprimat, urmează introducerea unui combustibil, aprinderea şi arderea lui într-o cameră de ardere. Gazele de ardere se destind într-o turbină, care extrage din ele lucrul mecanic, iar apoi sunt evacuate în atmosferă. Procesul este continuu, iar piesele execută doar mişcări de rotaţie, ceea ce pentru o putere dată conduce la o masă totală a instalaţiei mai mică. Ca urmare, turbinele cu gaze s-au dezvoltat în special ca motoare de aviaţie, însă îşi găsesc aplicaţii în multe alte domenii, unul dintre cele mai moderne fiind termocentralele cu cicluri combinate abur-gaz.

EVALUARE

3. Precizati care din urmatoarele afirmatii sunt adevarate:
      a) Teascurile sunt folosite pentru extragerea sucurilor si uleiurilor din fructe si seminte. (A)
      b) Cu ajutoarul valtorii se obtine compactizarea tesaturilor. (A)
      c) Pilugul este unealta care se foloseste pentru spalarea tesaturilor. (F)
      d) Palele morii de vant sunt actionate de energia hidraulica. (F)
      e) Roata hidraulica asigura deplasarea podului plutitor. (F)
      f) Moara de apa a fost utilizata in manufacturile de textile. (A)

Tehnologii traditionale bazate pe utilizarea energiei primare.

Ansamblul proceselor si al metodelor utilizate cu scopul obtinerii unui anumit produs reprezinta tehnologia de obtinere a produsului respectiv.                                                                           
 

Din cele mai vechi timpuri, omul a creat o serie de dispozitive simple, menite sa-i usureze traiul. Multe dintre aceste dispozitive se folosesc si astazi, chiar in forme arhaice, altele au fost mult perfectionate, devenind instalatii complexe.

Din multitudinea acestor instalatii amintim: prese, pive, teascuri, foale, rasnite etc. Acestea au fost construite intr-o mare varietate, in functie de specificul tehnicii populare din fiecare zona geografica.

Presele sunt instalatii folosite la zdrobirea semintelor si a fructelor prin presare. Zdrobirea se face intr-un vas (de diferite forme) cu ajutorul unei roti care poate fi actionata de om sau de animale, al unui sul sau a doi cilindri.

Pivele sunt dispozitive care se utilizau pentru indesarea si spalarea tesaturilor groase, folosind un mai de lemn pentru baterea materialului. De asemenea, pivele s-au folosit si pentru zdrobirea semintelor prin batere (folosind un pisalog). Pisalogul poate fi actionat cu mana, cu piciorul, prin intermediul unei parghii sau al unui scripete.

Teascurile sunt instalatii (construite din lemn) folosite pentru stoarcerea semintelor si a fructelor. Orice teasc este format dintr-un vas de lemn cu forme diverse – circulara, dreptunghiulara, trapezoidala – in care se pun fructele sau semintele si o masa de presare cu forma profilata dupa cea a vasului. Actionarea mesei de presare se poate face in diverse moduri, dupa cum arata si numele teascurilor.

Foalele sunt instalatii pentru suflat aer (in potcovarii). Au ca piesa de baza un burduf (de regula din piele) care se umfla si se strange, pompand astfel aerul. Ele pot fi actionate direct de om sau prin intermediul unui sistem de parghii.

Rasnitele manuale s-au folosit din cele mai vechi timpuri pentru rasnitul cerealelor. Sunt alcatuite din doua pietre circulare, una fixa si alta mobila, rotita cu ajutorul unei manivele. Semintele se pun printr-o scobitura practicata in roata mobila.

Podurile plutitoare pe cablu mai sunt utilizate si astazi – in tinuturile mai putin avansate economic – pentru traversarea raurilor cu maluri joase si nu prea repezi (mai ales in zonele de ses). Podul se deplaseaza in lungul unui cablu care uneste cele doua maluri. Deplasarea se face fie prin impingere cu o prajina, fie prin tragerea de pe mal, fie cu ajutorul unui scripete.

Moara de vânt

Cel mai vechi caz de utilizare a puterii vântului a fost ambarcațiunea cu pânze. Din cele mai vechi timpuri, oamenii au înțeles că vântul prins într-o pânză poate fi făcut să împingă o barcă. Aplicarea acestui principiu la morile de vânt a survenit mult mai târziu. Primele mori de vânt  au fost construite în Persia (Iran) în jurul anului 600. Se crede că erau folosite pentru a pompa apă. Nu se știe cum arătau, fiindcă nu au rămas planuri sau desene. Dar au fost descrise. Aveau pânze montate verticale, făcute nu din pânză, ci din mănunchiuri de trestie sau de lemn. Acestea erau  fixate de o coloană verticală  centrală prin traverse orizontale.

Prima moară de vânt atestată documentar a fost construită pentru măcinarea cerealelor. La acest tip de moară, piatra de moară era prinsă de coloana verticală. Echipamentul pentru măcinat era amplasat în interiorul clădirii pentru a fi adăpostit de vânt. Acest aranjament  a fost menținut în morile de vânt  din Europa până la începutul secolului al XX-lea.

Documentele  atestă  existența morilor de vânt în China în 1219, și unii cred că erau construite de chinezi cu mult timp înainte de anul 600. În Europa, morile de vânt și-au făcut apariția în 1300, și nu după multă vreme, olandezii au început să le perfecționeze. Una dintre modificările pe care le-au făcut a constat în  montarea unui vârf mai înalt, întrucât puterea acestuia era diminuată de frecarea cu solul. În acest fel putea fi exploatat vântul mai puternic de la înălțime. Etajele din interiorul turnului serveau unor scopuri diverse: depozitarea cerealelor, separarea plevei, măcinarea cerealelor, depozitarea făinii. La parter se găsea, de obicei, locuința morarului și a familiei sale. Turnul și moara trebuiau mutate manual când se schimba vântul, astfel încât pânzele să fie mereu cu fața la vânt.

Când olandezii au construit diguri și șanțuri pentru a recupera pământ din mare, au pompat apă din șanțuri în canale și râuri cu ajutorul morilor de vânt. Pe măsură  ce proiectele de recuperare au devenit mai ambițioase, au apărut mai multe mori de vânt.

Moara de vânt a fost extrem de adaptabilă , chiar și ca echipament de transformare a energiei. Putea fi utilizată pentru a pompa apă sau a măcina cerealele. De asemenea, cu ajutorul ei se puteau tăia lemne , acționa ciocane de forjă și efectua tot felul de lucrări neobișnuite.

Morile de vânt erau foarte răspândite în Europa și în America în 1900, dar concurența acerbă a puterii aburilor le-a scos din uz în primele decenii ale secolului al XX-lea. Privind retrospectiv, dată fiind îngrijorarea actuală legată de consumarea combustibilului fosil, se pare că am renunțat la morile de vânt  exact atunci când ar fi trebuit să construim mai multe. Poate vom reveni.

EVALUARE

2. Precizati care dintre urmatoarele afirmatii sunt adevarate:
a) Forta vantului este o sursa artificiala de energie.(F)
b) Lemnul este o sursa neconventionala de energie. (A)
c) Combustibilii fosili se distrug prin consum. (A)
d) Energia Soarelui este epuizabila. (F)
e) Cea mai mare parte a energiei utilizate de om provine din surse epuizabile.(A)

Surse de energie utilizate de om.

Energia reprezinta capacitatea unui corp sau a unui sistem fizic de a efectua un lucru mecanic, la trecerea dintr-o stare in alta stare data. Se masoara in jouli (J).

Energia primara este energia bruta, netransformata, continua, de purtatorii naturali de energie. Energia primara poate fi captata, transformata si utilizata de catre om prin folosirea unor instalatii si dispozitive.

 În sens comun, prin surse de energie se înţeleg materialele şi tehnologiile folosite pentru obţinerea diferitelor forme de energie necesare dezvoltării societăţii. Aceste surse trebuie să se găsească în cantităţi corespunzătoare şi să fie exploatabile convenabil din punct de vedere tehnic, economic şi al unei perspective durabile.

Energiile alternative

 Energiile alternative folosesc puterea inerentă a unor surse naturale ca vântul, mareele, soarele. Unele sunt epuizabile, altele regenerabile.

 

Energia solară

 

• Căldura solară poate fi folosită pentru a produce energie. Cea mai simplă formată e un geam îndreptat spre Sud.

• Panourile solare montate pe acoperiş sunt folosite pentru căldură şi apă. În Israel, panourile solare asigură apa caldă în peste 80% din case.

• La o scară mai mare, un şir de oglinzi care urmăresc soarele îi reflectă lumina spre un turn în care încălzeşte apă sau abur care pune în mişcare turbinele electrice.

• Altă metodă foloseşte celule fotovoltaice montate pe acoperiş care absorb lumina solară şi o transformă direct în electricitate. Ţări în curs de dezvoltare precum Republica Dominicană, Sri Lanka şi Zimbabwe sunt printre primele care folosesc această tehnică.                                                                          

  Energia hidroelectrică

   

  Forţa apei în cădere pune în mişcare turbinele care produc electricitate. Apa este adunată într-un lac de acumulare şi canalizează printr-un baraj. Condiţiile pentru energie hidroelectrică este un curent puternic şi rapid de apă şi o înălţime semnificativă de la care sa cadă apa.
  E o sursă inepuizabilă, dar barajele au o viaţă limitată. Principalii utilizatori sunt Norvegia şi Brazilia, unde hidroenergia depăşeşte 90% din consumul de energie electrică, SUA, Canada, China şi Rusia                                  

  Energia eoliană

  Puterea vântului acţionează asupra morilor de vănt şi turbinelor care generează energie.
  O fermă eoliană are nevoie de un loc cu vânt constant dintr-o direcţie stabilă, cum ar fi trecătorile din munţi, coastele şi insulele. Cei mai importanţi utilizatori sunt SUA, Germania, Danemarca şi India.
  
  
  Surse de energie primară
  
  
                În categoria surselor de energie primară  intră toate formele  de energie care pot fi preluate şi valorificate în mod direct: chimică, nucleară, luminoasă, energia apelor şi a vântului.
• Energia înmagazinată în combustibili fosili (sub formă de energie chimică). Aceasta se pune în libertate prin reacţii chimice de oxidare care au loc cu degajare de  căldură (energie termică).

După starea de agregare, combustibilii pot fi:

• Solizi: lemn, cărbuni fosili;
• Lichizi: petrol;
• Gazoşi: gaze naturale,

          Cărbunii constituie o sursă importantă de energie deoarece se găsesc în cantităţi foarte mari, zăcămintele sunt răspândite uniform pe întreaga planetă.   Ca dezavantaje amintim instalaţiile necesare complicate, sulful conţinut de cărbune  este puternic poluant.

          Petrolul este cea mai importantă sursă energetică mondială, are putere calorică foarte mare, poate fi desulfurat înainte de ardere. Inconvenientul constă în faptul că zăcămintele de petrol sunt plasate doar în câteva zone ale globului, iar rezervele sunt mai mici decât cele de cărbune.

          Gazele naturale necesită instalaţii simple de ardere, au putere calorică bună, dar sunt mai dificil de transportat şi depozitat, iar rezervele sunt limitate. Gazul metan nu dă reziduuri la combustie şi nu prezintă impurităţi, iar GPL –ul este utilizat drept combustibil în zonele în care nu există reţea de gaz.

2. Energia nucleară  conţinută în combustibilii nucleari poate fi transformată în energie termic prin reacţii de fisiune sau de fuziune nucleară. Energia termică astfel obţinută poate fi folosită doar după transformarea în energie electrică.

3. Energia  solară   poate fi captată, şi folosita sub formă de caldură în aplicaţii termo-solare (prin panouri solare), sau poate fi transformată direct în electricitate cu ajutorul celulelor fotovoltaice (CF). Tehnologiile "termo-solare" folosesc căldura razelor de soare pentru a produce apă caldă, energie electrică şi pentru a încălzii unele locuinţe. Aplicaţiile termo-solare se întind de la un simplu sistem rezidenţial de încălzire a apei până la staţii foarte mari de generare a energie electrice. Panourile fotovoltaice sunt în ziua de azi din ce în ce mai folosite, mai ales în zonele izolate, în care nu se poate  produce energie electrică prin metode convenţionale. Sistemele fotovoltaice sunt uşor de mânuit, au nevoie rar de întreţinere şi nu poluează mediul înconjurator. 

4. Energia eoliană  este produsă prin captarea energiei cinetice a deplasăării unor mase de aer sub formă de vânt datorită diferenţelor de presiune. Deşi energia eoliană reprezintă una dintre alternativele la utilizarea combustibilior fosili, prezintă o serie de dezavantaje legate de faptul că vântul nu bate în permanenţă, cele mai multe instalaţii produc zgomot, poluarea fonică putând constitui o problemă şi uneori se poate produce accidentarea păsărilor.

Harta potenţialului solar	Harta potenţialului eolian

 

5. Energia hidraulică  este o formă de energie utilizată din cele mai vechi timpuri la morle de apă şi alte tehnologii tradiţionale, iar în prezent este exploatată pentru producerea energiei electrice cu ajutorul turbinelor hidraulice. Este considerată o formă de energie regenerabilă, datorită circuitului continuu al apei în natură întreţinut de energia Soarelui. Tot forme de energie hidrauliccă sunt considerate energia valurilor şi cea a mareelor.

Cădere de apă

6.  Energia mareo motrică  este datorată fluxului şi refluxului marin şi rezulta din fortele gravitationale ale Soarelui şi Lunii, precum şi ca urmare a rotatiei terestre.  Mareele se produc cu regularitate în anumite zone de litoral de pe glob, cu amplitudini care pot ajunge uneori la 14 -18 m, determinând oscilaţii lente de nivel ale apelor marine. Principiul de utilizare a energiei mareelor în centrale mareomotrice, de altfel singura sursă folosită în prezent din cele enumerate mai sus, constă în amenajarea unor bazine îndiguite care să facă posibilă captarea energiei apei, declanşată de aceste oscilaţii, atât la umplere (la flux), cât şi la golire (la reflux).

7. Energia valurilor constă din mişcarea de suprafaţă a valurilor şi din fluctuaţiile de presiune de sub suprafata apei. Dispozitivele pentru captarea energiei valurilor se instaleaza linga mal, in depărtare sau în larg. Pe lângă avantajele evidente captarea energiei valurilor are şi unele dezavantaje precum impactul vizual şi fizic asupra habitatului marin, scurgerile toxice ale lichidelor folosite in constructia dispozitivelor de captare si conflictul cu navele comerciale.

8. Energia geotermală e o categorie particulară a energiei termice pe care o conţine scoarţa terestră. Cu cât se coboară mai adânc în interiorul scoarţei terestre, temperatura creşte şi teoretic energia geotermală poate fi utilizată tot mai eficient. Energia geotermala este utilizata la scara comerciala, incepand din jurul anilor 1920, cand a inceput sa fie utilizata in special caldura apelor geotermale, sau cea provenita din gheizere pentru incalzirea locuintelor sau a unor spatii comerciale. Este nepoluantă şi  regenerabilă si poate fi folosita in scopuri diverse: incalzirea locuintelor, industrial sau pentru producerea de electricitate  

Resursele alternative  de energie sunt hidrogennul, biomasa şi metanolul.

             Hidrogenul este cheia obţinerii în viitor a unei energii având cel mai înalt conţinut energetic pe unitatea de greutate dintre toţi combustibilii cunoscuţi. Cu unele excepţi (de exemplu, motoarele rachetă hidrogenul nu poate fi folosit direct pentru a produce energie. El trebuie să fie convertit în energie electrică. Se poate stoca şi transporta uşor şi este nepoluant.

            Biomasa este partea biodegradabilă a produselor, deşeurilor şi reziduurilor din agricultură, inclusiv substanţele vegetale şi animale, silvicultură şi industriile conexe, precum şi partea biodegradabilă a deşeurilor industriale şi urbane. Biomasa reprezintă resursa regenerabilă cea mai abundentă de pe planetă. Aceasta include absolut toată materia organică produsă prin procesele metabolice ale organismelor vii. Biomasa este prima formă de energie utilizată de om, odată cu descoperirea focului. Energia înglobată în biomasă se eliberează prin metode variate, care însă, în cele din urmă, reprezintă procesul chimic de ardere (transformare chimică în prezenţa oxigenului molecular, proces prin excelentă exergonic). Biomasa poate fi prelucrată în brichete sau peleţi.

Peleti

         

 Mai jos este prezentată structura unui cazan folosit pentru arderea rumeguşului de lemn, care poate fi folosit la centrale termice:

1-rezervor cu rumegus; 2-alimentator cu combustibil; 3-camera de alimentare cu aer; 4-focar de ardere; 5-camera de racire; 6-tevi de evacuare a fumului

            Metanolul este cel  mai simplu alcool, care conţine un singur atom de carbon. este un lichid incolor, insipid, cu un miros foarte slab şi este cunoscut sub denumirea de "alcool de lemn". Metanolul este unul dintre combustibilii care ar putea înlocui benzina sau  motorina, folosit drept combustibil pentru autoturisme. Este mai puţin inflamabil decât benzina dar mai puţin poluant.

Metanol

            Unul din dezavantajele energiilor alternative regenerative este costul procesului continuu de cercetare cu scop de a creste eficienta sistemelor de captare si convertire a energiei in electricitate.

              Hidrogenul. Înainte de descoperirea sa, hidrogenul a fost confundat cu alte gaze. În 1766, chimistul englez Henry Cavendish a arătat că hidrogenul se formează la aplicarea acidului sulfuric pe metale si astfel este considerat descoperitorul hidrogenului. Ulterior, a arătat că, apa este rezultatul reacţiei dintre hidrogen si oxigen. În 1781, Joseph Priestley a numit acest gaz “aerul inflamabil”. Chimistul francez Antoine Laurent Lavoisier a dat acestui gaz denumirea de hydrogenium (formează apa). Hidrogenul lichid a fost produs prima data în 1898 de James Dewar. Hidrogenul este cel mai frecvent element din Univers. În spaţiu este prezent în trei forme: ioni (protoni), atomi si molecule biatomice. Pe Terra apare doar în molecule. În combinaţie cu alte elemente hidrogenul este foarte raspândit, iar cea mai frecventă şi importantă formă este apa (H2O). Apa este baza vieţii.             Hidrogenul are proprietăţile unui gaz si se ridică, datorită densităţii sale mai mici decât cea a aerului. Atenţie la folosirea hidrogenului în spatii închise, unde poate avea loc periculosul amestec de hidrogen şi aer şi care explodeaza. În figura de mai jos sunt prezentate valorile energetice la diferite tipuri de combustibil. Din grafic se poate observa diferenţa mare dintre hidrogen şi alte tipuri de combustibil.