Resurse energetice
Aici, pe Terra, primim toată energia de care avem nevoie, în principal lumina şi căldura de la Soare. Ea este esenţială pentru viaţa de pe această planetă. Soarele trimite spre Pământ 180 000 terawați energie, în fiecare secundă. Spre comparaţie, în acord cu statisticile efectuate de ONU, omenirii îi sunt necesari 13 terawați pe secundă pentru susţinerea activităţii din industrie, transporturi, agricultură şi a activităţilor casnice.
Convertoare de energie solară
Lumina soarelui conţine energia necesară plantelor pentru a creşte. Plantele sunt organisme care îşi pregătesc singure hrana din substanţe minerale, apă şi dioxid de carbon în cadrul procesului de fotosinteză. Fotosinteza este procesul fiziologic prin care plantele verzi sintetizează substanţele organice din dioxid de carbon şi apă cu ajutorul luminii solare absorbite de clorofila şi eliberează oxigen. Practic, mâncarea şi combustibilii fosili pe care îi utilizăm sunt produşi ai fotosintezei, procesul care transformă energia luminii solare în forme de energie ce pot fi folosite în sisteme biologice.
Organisme începând cu bacteriile, algele şi terminând cu plantele superioare sunt capabile să realizeze fotosinteza.
Petrolul, cărbunele şi gazele naturale, sunt resturi de plante care au trăit cu milioane de ani în urmă. Energia din aceşti combustibili, eliberabilă prin ardere, este energie chimică în care a fost convertită lumina soarelui. De cele mai multe ori noi utilizăm sursele poluante precum cărbunii, petrolul, gazele naturale pentru a ne acoperi necesarul de energie. Energia furnizată acum de către aceste surse are preţ mare, este epuizabilă, poluează planeta şi generează conflicte între deţinătorii săi. Chiar şi energia eoliană îşi datorează existenţa curenţilor atmosferici produşi ca urmare a încălzirii neuniforme a straturilor de aer.
Celulele fotovoltaice
(photo= lumină şi voltaic= electricitate)
Sunt dispozitive care convertesc lumina solară în electricitate. Utilizate cândva doar în spaţiul extraterestru, pentru a asigura resursele necesare funcţionării sateliţilor, azi ele apar în situaţii din ce în ce mai variate. În viitorul apropiat ar putea chiar să furnizeze energia electrică necesară locuinţelor noastre. La ora actuală, tehnologia lor de fabricaţie este încă scumpă. Este drept, în prezent costul producerii unui watt prin intermediul panourilor solare este de 6-7 ori mai mare decât costul producerii sale în termocentrale, dar investiţia se amortizează în timp. În plus, să nu uităm: panourile solare sunt ecologice. Şi cum resursele naturale sunt deja în pericol de epuizare, ar cam fi cazul să ne gândim la viitorul nostru. Celulele fotovoltaice sunt construite din semiconductori precum siliciul. Atunci când fasciculul de fotoni atinge elementul fotovoltaic, o parte din el este absorbită în stratul semiconductor, unde eliberează electroni din legăturile covalente. Mişcarea acestor electroni va fi dirijată prin intermediul unor câmpuri electrice interne. Dacă stratul semiconductor are contacte metalice pe suprafeţe, atunci curentul electric poate fi dirijat spre exteriorul elementului fotovoltaic.
Ce se întâmplă de fapt în Soare?
Soarele, sursa noastră de lumină şi de energie,este reactorul termonuclear perfect şi sigur de pe cer. Energia solară, oferită cu generozitate, este de înaltă calitate putând fi transformată eficient în caldură, electricitate, energie chimică. Este nepoluant, etern (pentru următoarele câteva miliarde de ani) şi gratis pentru toată lumea.
Fuziunea nucleară este procesul prin care două nuclee atomice reacţionează pentru a forma un nou nucleu, mai greu (cu masă mai ridicată) decât nucleele iniţiale. Ca urmare a fuziunii se produc şi alte particule subatomice, ca de exemplu neutroni sau raze alfa (nuclee de heliu) sau beta (electroni sau pozitroni).
Deoarece nucleele participante sunt încărcate electric, reacţia de fuziune nucleară poate avea loc numai atunci când cele două nuclee au energie cinetică suficientă pentru a învinge potenţialul electric (forţele de respingere electrică) şi prin urmare se apropie suficient pentru ca forţele nucleare (care au rază de acţiune limitată) să poată rearanja nucleonii. Această condiţie presupune temperaturi extrem de ridicate, dacă reacţia are loc într-o plasmă, sau presupune accelerarea nucleelor în acceleratoare de particule.
Cum am putea crea un reactor de fuziune termonucleară pe Pământ?
Temperaturile uriaşe care trebuie atinse pentru a menţine reacţia de fuziune ar distruge orice material de pe Terra. Reproducerea reacţiei presupune plasarea plasmei într-o cuşcă toroidală generată de câmpuri magnetice puternice, pentru a preveni evadarea particulelor încărcate electric din plasmă. Un astfel de control magnetic se exercită în reactoarele numite TOKAMAK.
O altă posibilitate de control ar fi confinarea inerţială a plasmei utilizând laseri.
Energia nucleară
Se obţine în reacţii de fisiune nucleară, în reactoare nucleare.
Reactorul nuclear este o instalaţie în care este iniţiată o reacţie nucleară în lanţ, controlată şi susţinută la o rată staţionară. Reactoarele nucleare sunt utilizate în principal pentru generarea producţiei de căldură pentru generare de electricitate; producţie de căldură pentru încălzire domestică şi industrială. Ele utilizează uraniul rafinat şi îmbogăţit pentru a produce reacţii de fisiune nucleare.
Într-o anumită măsură este adevărat că energia nucleară este curată şi nu poluează atmosfera, însă niciodată nu se menţionează faptul că aceste lucruri sunt valabile strict în timpul procesului de generare a electricităţii. În urma acestui procedeu rămân deşeuri radioactive care trebuie să fie depozitate sute de ani înainte de a deveni inofensive.
“Energia verde” este un termen care se referă la surse de energie regenerabilă şi nepoluantă. Electricitatea generată din surse regenerabile devine din ce în mai disponibilă. Prin alegerea unor astfel de surse de energie regenerabilă consumatorii pot susţine dezvoltarea unor energii curate care vor reduce impactul asupra mediului asociat generării energiei convenţionale şi vor creşte independenţa energetică.
Energia fotovoltaică şi eoliană
Reprezintă o soluţie viabilă pentru locaţiile care nu beneficiază în prezent de racordare la reţeaua naţională de electricitate. În viitor, printr-o legislaţie corespunzătoare aceste sisteme pot deveni rentabile şi pentru consumatorii conectaţi la reţeaua naţională prin eliminarea necesităţii folosirii unor acumulatori şi livrării energiei direct în reţeaua naţională.
