Mali obrazovni priručnik

*

Riječ energija nastala je od grčke riječi energos što znači aktivnost.

Energija je uzrok svemu što se događa oko nas. Sve što nas okružuje zasnovano je na korištenju energije. Energija je potrebna svim živim bićima. Nama je potrebna da bi smo se mogli kretati. Energiju dobijamo od hrane koju uzimamo. Biljke dobijaju energiju od Sunčeve svjetlosti, životinje jedu biljke ili druge životinje. Strojevi dobijaju energiju sagorjevanjem goriva (nafte, uglja, plina i dr.).

Energija se ne može poništiti

ni stvoriti, već samo može

promijeniti svoj oblik.

2

3

*

Obnovljiva energija je dobivena iz prirodnih procesa koji se konstantno

obnavljaju. U svojim različitim oblicima, dobiva se direktno iz sunca ili iz topline

stvarane duboko u Zemlji. To još uključuje električnu struju i toplinu dobivenu iz

izvora poput sunčeve svjetlosti, vjetra, oceana, hidroenergije, biomase i

geotermalne energije te biogoriva i hidrogena dobivenog iz obnovljivih izvora.

Obnovljivi izvori energije uključuju prirodne fenomene kao što su: sunčeva

svjetlost, vjetar, valovi, geotermalna toplina.

*

Energiju vjetra pretvaramo u korisni oblik

energije, električnu energiju, pomoću

vjetroelektrana.

Iskorištavanje vjetra putem vjetrenjača je

jedan od popularnijih načina iskorištavanja

zemljine energije, koja se putem vjetra i njegove

kinetičke energije, uz pomoć turbine, pretvara u

električnu energiju i na taj način predstavlja još

jedan alternativni i obnovljivi izvor energije.

Kako se koristi energija vjetra? Vjetar okreće

jedrilice ili vjetrenjače. Ako se vjetrenjače koriste

za proizvodnju električne energije, nazivamo ih

vjetroelektranama.

Kako rade vjetroelektrane?

Vjetar okreće lopatice vjetroturbine

pričvršćene na osovinu povezanu s

mjenjačkom kutijom. U mjenjačkoj

kutiji se pomoću mehanizma s

zupčanicima povećava brzina vrtnje

osovine. Mjenjačka je kutija s jedne

strane spojena na osovinu turbine, a s

druge na osovinu velike brzine vrtnje.

Ta osovina okreće rotor generatora te

se tako proizvodi električna energija.

Prednosti: vjetroelektrane ne

ispuštaju onečišćujuće

plinove u okoliš. Vjetar je

obnovljiv izvor energije-neće

nikad nestati.

6 *

Sunce je nama najbliža zvijezda te, neposredno

ili posredno, izvor gotovo sve raspoložive

energije na Zemlji. Ono ima oblik velike

užarene kugle koje se sastoji od smjese plinova

te u svom kemijskom sastavu sadrži pretežno

vodik i helij, a od ostalih elemenata u njemu se

nalaze kisik, ugljik, željezo, neon, dušik, silicij,

magnezij i sumpor.

Osnovni principi direktnog iskorištavanja

energije Sunca su:

• solarni kolektori - pripremanje vruče vode i

zagrijavanje prostorija

• fotonaponske ćelije - direktna pretvorba

sunčeve energije u električnu energiju

• fokusiranje sunčeve energije - upotreba u

velikim energetskim postrojenjima

7 *

Korištenje vode kao izvora

energije seže u daleku povijest,

u otprilike 100. godinu prije

Krista, kada su Grci i Rimljani

počeli koristiti vodene kotače

koji su se postavljali vertikalno

i uzduž rijeke ili potoka, a

koristili su se za mljevenje

kukuruza između njegovih

zupčanika.

Hidroelektrane su postrojenja u

kojima se potencijalna energija vode

pretvara u mehaničku energiju vrtnje

rotora, a zatim u električnu energiju

u generatoru. Snaga koju

hidroelektrana razvija ovisi o neto

padu vode, odnosno razlici razine

gornje vode (zahvat) i donje vode

(turbina), umanjenom za hidrauličke

gubitke prilikom protoka vode.

Prema načinu korištenja vode

hidroelektrane se dijele na:

• akumulacijske - voda se

akumulira kako bi se

mogla koristiti kada je

potrebnija

• protočne - voda se

iskorištava kako dotječe,

nema akumulacije

• reverzibilne ili crpno-

akumulacijske

8

*

Energija valova je obnovljivi izvor energije. To

je energija uzrokovana najvećim dijelom

djelovanjem vjetra o površinu oceana. Snaga

valova se razlikuje od dnevnih mijena

plime/oseke i stalnih cirkularnih oceanskih

struja. Za korištenje energije valova moramo

odabrati lokaciju na kojoj su valovi dovoljno česti

i dovoljne snage.

Elektrane na valove su elektrane koje koriste

energiju valova za proizvodnju električne

energije.

9 *

Biomasa je obnovljiv izvor energije, a čine ju

brojni proizvodi biljnog i životinjskog svijeta.

Može se izravno pretvarati u energiju

izgaranjem te tako proizvesti vodena para za

grijanje u industriji i kućanstvima te dobivati

električna energija u malim termoelektranama.

Dodatne su prednosti zbrinjavanje i

iskorištavanje otpada i ostataka iz poljoprivrede,

šumarstva i drvne industrije, smanjenje uvoza

energenta, ulaganje u poljoprivredu i

nerazvijena područja i povećanje sigurnosti

opskrbe energijom.

Biogoriva su goriva koja se dobivaju

preradom biomase. Za razliku od ugljika

koji oslobađaju fosilna goriva mijenjajući

klimatske uvjete na Zemlji, ugljik u

biogorivima dolazi iz atmosfere, odakle

ga biljke uzimaju tijekom rasta.

Biogoriva postaju popularna zbog rasta

cijena nafte, potrebe za sigurnijom

dobavom energije, zabrinutosti zbog

štetnih emisija stakleničkih plinova ...

10 *

Ispod Zemljine površine nalaze se ogromne

zalihe toplinske energije - geotermalna

energija. Naziv geotermalno dolazi od grčkih

riječi geo, što znači zemlja i therme, što znači

toplina.

Geotermalna energija je toplinska energija koja se

stvara u Zemljinoj kori polaganim raspadanjem

radioaktivnih elemenata, kemijskim reakcijama ili

trenjem pri kretanju tektonskih masa. Količina

takve energije je tako velika da se može smatrati

skoro neiscrpnom, pa je prema tome

geotermalna energija obnovljivi izvor energije.

*

Neobnovljivi izvori energije su izvori energije koji se ne mogu regenerirati ni

ponovno proizvesti.

To su: ugljen, nafta, prirodni plin i nuklearna energija.

*

Nafta je nastala iz ostataka biljaka i životinja

koje su živjele prije mnogo milijuna godina u

vodi.

Nafta, kao vrsta fosilnog goriva, je tamna i

viskozna tekućina koja se obično pronalazi ispod

površine Zemlje ili morskog dna. Nagla

potrošnja naftnih derivata je ubrzala razvoj

metoda prerade nafte (frakciona destilacija,

kreking, itd.).

Nafta se najviše koristi za pokretanje

vozila (obično u obliku benzina i drugih

derivata) te za dobivanje električne

energije u termoelektranama. Također je

značajna sirovina za mnoge proizvode

(plastika, umjetno gorivo, razni

razrjeđivači i ostale kemikalije). Industrija

koja se bavi preradom nafte se naziva petrokemijska industrija.

13 *

Ugljen je nastao od davnih biljaka. Prije 300

milijuna godina, znači prije dinosaura, ogromne

biljke taložile su se u močvarama. Milijunima

godina preko tih ostataka taložilo se blato koje je

stvaralo veliku toplinu u pritisak, a to su idealni

uvjeti za nastanak ugljena.

Danas se ugljen većinom nalazi ispod sloja stijena

i blata, a da bi se došlo do njega probijaju se

rudnici. Dvije najvažnije upotrebe ugljena su

proizvodnja čelika i električne energije. Ugljen

daje oko 23% ukupne primarne energije u svijetu.

38% generirane električne energije u svijetu

dobiveno je od ugljena. Za oko 70% proizvodnje

čelika u svijetu potreban je ugljen kao ključni

sastojak.

Od svih fosilnih goriva

ugljena ima najviše, a

ima i najdužu povijest

upotrebe.

14 *

Zemni ili prirodni plin je fosilno gorivo koje se

najvećim dijelom (85% do 95%) sastoji od

metana (CH4), koji je najjednostavniji

ugljikovodik bez mirisa i okusa. Smjesa metana i

zraka je eksplozivna. Preostali udio (5% do 15%)

su složeniji ugljikovodici, etan, dušik, ugljični

dioksid itd.

Prirodni plin nema boje, okusa, mirisa ni oblika u

svojoj prirodnoj formi, pa je prema tome ljudima

neprimjetan. Zbog toga im kompanije dodaju

kemikaliju koja ima miris pokvarenog jaja. Taj

miris omogućava ljudima laku detekciju puštanja

plina u kući.

Kao fosilno gorivo, prirodni plin ima ograničene

zalihe.

15 *

Nuklearna energija je energija čestica

pohranjena u jezgri atoma.

Nuklearne elektrane su objekti u kojima je

čovjek prvi put u povijesti neposredno iskoristio

energiju atomskih jezgara za proizvodnju

toplinske i električne energije. Posredno

korištenje nuklearne energije, odnosno energije

fuzije atoma vodika na suncu, osnov je gotovo

cjelokupne energije koja je kroz povijest bila

dostupna čovječanstvu (mala iznimka je

geotermalna energije iz Zemljine kore).

Utjecaj nuklearne energije na

okoliš se zasniva na radu nuklearnih

elektrana, ciklusu nuklearnog goriva

i mogućim posljedicama nuklearnih

katastrofa.

Radioaktivni otpad iz postrojenja

nuklearne energetike sačinjavaju sve

radioaktivne otpadne tvari koji

nastaju u procesima nuklearnog

gorivnog ciklusa i tijekom pogona

nuklearnih elektrana.

16

*