Enerji Çeşitleri Nedir?

Enerji Nedir?

Enerjiyi tam olarak tanımlamak fizik bilimindeki en zor şeylerden biri olsa da en basit tanımıyla enerji, etrafımızda olup biten her şeyin meydana gelmesini mümkün kılan şeydir. Eğer bugün arabalar hareket ediyorsa, eviniz ısınıyorsa, fabrikalar üretim yapabiliyor, çiçekler açıyor ve güneş içinizi ısıtabiliyorsa nedeni enerjidir. Daha teknik bir ifadeyle enerji maddelerin iş yapabilme yeteneğine verilen isimdir. Maddeler mevcut fiziksel durumlarını ancak enerji kullanarak değiştirebilirler. Gözlemlenebilir hareketsel enerjiye kinetik enerji denir. Bir de hareketsiz olduğu halde sistemde depolanmış ve kullanılmaya hazır olan enerji vardır. Buna ise potansiyel enerji adı verilir. Örneğin merdivenin üstünde hareket etmeden duran bir top potansiyel bir enerjiye sahiptir çünkü önündeki engel kalktığında başka hiçbir şey yapmadan yer çekimi ile aşağıya doğru hareket edebilir; merdivenden aşağıya inmeye başlayıp hız kazandığında ise potansiyel enerjisi kinetik enerjiye dönüşür.

Mekanik Enerji

Hem potansiyel hem de kinetik enerjileri bir arada barındırabilen mekanik sistemlerin toplam enerjisine verilen addır.

Elektrik Enerjisi

Yaşamımızda en sık etkileşimde olduğumuz enerji türlerinden biri olan elektrik enerjisi; metallerde bulunan serbest elektronların, elektriksel potansiyel fark altındaki hareketi sayesinde oluşan bir enerji türüdür. Elektrik enerjisi pek çok farklı enerji türünde olduğu gibi genellikle başka bir tür enerjinin üretilmesinde kullanılır.

Nükleer Enerji

Kendisinden daha ünlü E=mc² formülü ile tanımlanan nükleer enerji, atom çekirdeklerinin tepkimesinde ortaya çıkan kütle farkından elde edilen enerji türüdür. Kaybedilen kütle tamamen enerjiye dönüşür. Nükleer enerji atomları parçalayarak elde edilebileceği gibi birleştirerek de elde edilebilir ve buna göre fisyon (parçalanma) ve füzyon (birleşme) enerjisi olarak ikiye ayrılır.

Kimyasal Enerji

Farklı maddelerin kimyasal tepkimeyle ortaya çıkardıkları enerjiye kimyasal enerji adı veriliyor. Piller veya ısı/ışık için kullanılan gaz yağı kimyasal enerji kullanımına verilebilecek örnekler arasında.

Isı Enerjisi

Bir maddenin ısısını artırmak için aktarılan enerjiye verilen isimdir. Sıcaklığın daha yüksek olduğu bir maddeden, sıcaklığın daha düşük olduğu maddeye doğru yapılan ısı transferi ile gerçekleşir. Çeşitli yakıtların yakılması ile elde edilebilir.

Işık Enerjisi

Diğer enerji türlerinde olduğu gibi bir enerji türünün ışığa dönüşmesi ile ortaya çıkan ve ışığa duyarlı kaynaklar (insan gözü gibi) tarafından algılanabilen enerjidir. Elektrik enerjisi dönüştürülerek ampulden, kimyasal enerji sayesinde ateşböceği gibi canlılardan veya ısı kullanarak yakıldığında ışık sağlayan odun, kömür gibi maddelerden elde edilebilir.

Manyetik Enerji

Elektronların hareketi sayesinde açığa çıkan manyetik kuvvetin neden olduğu enerji türüdür. Dünyanın kendi manyetik enerjisi olduğu gibi günlük yaşamımızda kullandığımız mıknatıslar bu türe en iyi örneklerden biridir. Mıknatısların sahip olduğu itme ve çekme kuvveti, mıknatısı oluşturan atomlardaki elektronların aynı yönde dönecek şekilde dizilmiş olmasından kaynaklanmaktadır. Bazı metaller bu özelliklerinden dolayı mıknatıslardan etkilenir ve mıknatıslanabilirler.

Ses Enerjisi

Maddesel ortamda titreşim ile aktarılan ses de bir enerjidir ve doğru şekilde kullanıldığında çeşitli işlere dönüştürülebilir. Örneğin tıpta kullanılan ultrasonografi cihazları yüksek frekanslı ses dalgaları yardımıyla çeşitli işlemler gerçekleştirilebilir. Opera sanatçılarının (çok sık olmasa da) sadece sesleri ile bardak kırabilmeleri veya şiddetli sese neden olan bir patlamanın ardından civardaki camların kırılmasının nedeni ses enerjisidir. Günümüzde ses dalgalarıyla elektrik üretilmesi dahi başarılmıştır.

Enerji Birimleri Nelerdir?

Farklı enerji türleri olduğu gibi enerjiyi ölçmek için kullanılan birimler de oldukça çeşitli. Genellikle kullanıldığı yere göre farklı şekillerde ölçülen enerjinin yaygın ölçüm birimleri ise şunlar:

Newton Metre

İsmini ünlü bilim adamı Isaac Newton’dan alan newton, kütlesi 1 kg olan cismin saniyedeki hızını her saniye bir metre daha artırmak için uygulanması gereken kuvvet miktarını ölçmek için kullanılır. Bu kuvvet aracılığıyla cisme aktarılan enerjinin ölçü birimi ise newton metre’dir. Bir newton metre, bir joule’e eşittir.

Joule

Uluslararası Birimler Sistemi’nde yer alan ve İngiliz James Prescott Joule’den adını alan ölçü birimi, en temel tanımıyla bir cisme 1 metre boyunca 1 newton kuvvet ile aktarılan enerijyi tarif etmek için kullanılır. Pek çok farklı enerji birimi joule’e dönüştürülerek hesaplama yapılabilir.

Kalori

Isı enerjisini ölçmek için kullanılan kalori 1 gram suyun sıcaklığını 1 °C artırmak için gereken enerji miktarını temsil eder.

Watt Saat

Buhar makinesi mucidi James Watt’tan ismini alan watt, enerji dönüşüm oranını ölçen bir güç birimidir. Güç birim zamanda harcanan enerji miktarıdır ve joule bölü saniye olarak tanımlanır. Elektrik enerjisi tüketiminde sıklıkla kullanılan kilowatt saat ise 1.000 watt gücündeki bir cihazın 1 saatte harcadığı enerjiyi tarif eder.

Elektronvolt

Ağırlıklı olarak parçacık fiziğinde kullanılan, bir elektronun bir voltluk elektrostatik potansiyel EEgerilim farkında yol alarak kazandığı kinetik enerji miktarıdır.

Enerji Kaynaklarının Tanımı ve Sınıflandırılması

Basit bir tanımla fiziksel anlamda enerji, hareket ettirici güç demektir. Bunu, iş yapma anlamında da düşünmek mümkündür. Dolayısıyla her üretim faaliyeti, belli bir enerji harcanmasını gerektirir. Bunda, insan emeğinden yararlanılabileceği gibi, araç ve gereçlerden de yararlanılabilir. Zaten, yüzyıllar boyunca en fazla önem taşıyan güç kaynağı türü, bizzat insanın kendi gücü olmuştur. Günümüzde bu güç, mal üretiminden ziyade, daha çok hizmet, fikir ve düşünce üretiminde rol oynamaktadır.

Elbette çağdaş sanayi sektöründe insan gücü (iş gücü), yine büyük ölçüde önem taşımaktadır. Ancak, bu üretim biçiminin en tipik özelliklerinden biri, yüksek oranda enerji tüketmesidir. İhtiyaç duyulan enerji, bazı doğal kaynaklardan sağlanmaktadır. Enerji kısaca iş yapabilme yeteneğidir. Tıpkı uzunluklar gibi skaler büyüklüktür. Toplamda 8 ana enerji çeşidi vardır. Bunlar potansiyel, kinetik, ısı, ışık, elektrik, kimyasal, nükleer ve ses enerjisidir. Unutmamamız gereken ise hiçbir enerjinin kaybolmadığıdır. Olsa olsa başka bir enerji türü olmuştur, bu enerjileri iki grupta inceleyeceğiz.

Yenilenebilir Enerji Kaynakları

Enerji kaynağından alınan enerjiye eşit oranda veya kaynağın tükenme hızından daha çabuk bir şekilde kendini yenileyebilmesi ile tanımlanır. Örneğin, güneşten elde edilen enerji ile çalışan bir teknoloji bu enerjiyi tüketir, fakat tüketilen enerji toplam güneş enerjisinin yanında çok küçük kalır. En genel yenilenebilir enerji şekli güneşten gelendir. Bazı formlar güneş enerjisini ve rüzgar gücünü depolar.

Güneş Enerjisi

Güneşten gelen ve dünya atmosferi dışında şiddeti sabit ve 1370 W/m2 olan ve yer yüzeyinde 0-1100 W/m2 değerleri arasında değişen yenilenebilir bir enerji kaynağıdır. Isıtmadan soğutmaya ve elektrik üretiminde kontrollü olarak kullanılabilmektedir. Ülkemizin yıllık güneşlenme süresi ortalama olarak 2640 saattir. Maksimum güneşlenme 362 saat ile temmuz ayında, minimum güneşlenme süresi ise aralık 98 saat ile ayında görülmüştür. Güneşlenme süresi yönünden en zengin bölge Güneydoğu Anadolu bölgesi olup bunu sırası ile Akdeniz, Ege , İç Anadolu, Doğu Anadolu, Marmara ve Karadeniz bölgesi izlemektedir.  Güneş enerjisi günümüzde: konutlarda ve iş yerlerinde, tarımsal teknolojide, sanayide, ulaşım araçlarında, iletişim araçlarında, sinyalizasyon ve otomasyonda, elektrik enerjisi üretiminde kullanılmaktadır.

enerji kaynakları, Enerji Çeşitleri Nedir?

Rüzgar Enerjisi

İndirekt yani çevrime uğramış bir güneş enerjisi olarak tanımlanabilir. Rüzgârdan elde edilecek enerji tamamen rüzgarın hızına ve esme süresine bağlıdır. Ülkemizin geneli olmasa da rüzgar enerjisi yönünden zengin sayılan yerleri mevcuttur. Rüzgar enerjisi her ne kadar kaynağı doğa olsa bile bedava bir enerji değildir. Bu enerjinin temel hammaddesi olan rüzgar her ne kadar parayla alınmasa bile rüzgarın taşıdığı enerjinin tutularak enerjiye dönüştürülmesi için bir maliyet gerekir. ABD ‘de 750 Dolar/kW olan maliyet Avrupa’da 1400 Dolar /kW olabilmektedir. Ekonomik olması için 1000 Dolar/ kW olması gerekmektedir. Denizlere kurulan rüzgar türbünleri ise karadakilere oranla iki kat pahalıya mal olmaktadır. Gelişen teknoloji ile bu rakamların yakın bir gelecekte çok daha aşağılara çekilmesi beklenmektedir.

enerji kaynakları, Enerji Çeşitleri Nedir?

Hidrolik (hidroelektrik) Enerjisi

Enerji amacı dahil su kaynaklarının geliştirilmesi ve kullanımı olarak tanımlanabilir. Diğer bir ifade ile Suyun potansiyel enerjisinin kinetik enerjiye dönüştürülmesi ile sağlanan bir enerjidir.

enerji kaynakları, Enerji Çeşitleri Nedir?

Jeotermal Enerjisi

Yer kabuğunun çeşitli derinliklerinde birikmiş olan ısının oluşturduğu ve sıcaklıkları atmosferik sıcaklığın üzerinde olan sıcak su, buhar ve gazlar olarak tanımlanır. Ülkemiz jeotermal kaynak bakımından dünyada yedinci sırada yer almaktadır. Yüzey sıcaklığı 40 derecenin üzerinde olan 140 civarında kaynak mevcuttur. Bu kaynakların 136 tanesi merkezi ısıtma ,sera ve konut ısıtılmasına ve endüstriyel kullanıma uygun iken sadece 4 tanesinden teknik ve ekonomik açıdan elektrik enerjisinin elde edilebilmesinin mümkün olduğu belirlenmiştir. Tüm kaynaklarımızın değerlendirilmesinin petrol eşdeğerinin 9 milyar dolar/yıl olduğu hesaplanmıştır.

enerji kaynakları, Enerji Çeşitleri Nedir?

Biyokütle enerjisi

Klasik ve modern anlamda olmak üzere iki grupta ele almak mümkündür. Birincisi; konvansiyonel ormanlardan elde edilen yakacak odun ve yine yakacak olarak kullanılan bitki ve hayvan atıkları(tezek gibi) oluşur. İkincisi yani modern biyokütle enerjisi ise; enerji ormancılığı ve orman-ağaç endüstrisi atıkları, tarım kesimindeki bitkisel atıklar, kentsel atıklar, tarıma dayalı endüstri atıkları olarak sıralanır. Günümüzde enerji tarımı adını verdiğimiz bir tarım türü oluşmuştur. Bu tarım türünde C4 adı verilen bitkiler ( seker kamışı, mısır, tatlı darı,…..vb.) yetiştirilmektedir. Bu bitkiler suyu ve karbondioksiti verimli kullanan, kuraklığa dayalı verimi yüksek bitkilerdir.

enerji kaynakları, Enerji Çeşitleri Nedir?

Dalga Enerjisi

Dalga enerjisi, denizlerde oluşan dalgalanma hareketinden ve dalgaların oluşturduğu basınçtan elde edilen enerji türüdür. Dalga enerjisinden, dalga jenaratörleri yardımı ile doğal ve sürdürülebilir enerji üretimi sağlanmaktadır.

Gelgit Enerjisi

Bunların dışında, henüz yeterli miktarda enerji üretmese de, piezoelektrik enerjisi de yenilenebilir enerji kaynakları arasında görülebilir. Piezoelektrik enerjisi mekanik enerjiyi elektrik enerjisine çevirir.

Hidrojen Enerjisi

Doğada bileşikler halinde bol miktarda bulunan hidrojen serbest olarak bulunmadığından doğal bir enerji kaynağı değildir. Bununla birlikte hidrojen birincil enerji kaynakları ile değişik hammaddelerden üretilebilmekte ve üretiminde dönüştürme işlemleri kullanılmaktadır. Bu nedenle elektrikten neredeyse bir asır sonra teknolojinin geliştirdiği ve geleceğin alternatif kaynağı olarak yorumlanan bir enerji taşıyıcısıdır. Hidrojen karbon içermediği için fosil yakıtların neden olduğu çevresel sorunlar yaratmaz. Isınmadan elektrik üretimine kadar çeşitli alanların ihtiyacına cevap verebilecektir. Gaz ve sıvı halde olacağı için uzun mesafelere taşınabilecek ve iletimde kayıplar olmayacaktır.2010 yılından itibaren hidrojenin ticari amaçlar için kullanılması düşünülmektedir. Her türlü maliyet göz önüne alındıktan sonra ilk yıllarda benzinden 1.5 -5.5 arası daha pahalı olması beklenmektedir. 

enerji kaynakları, Enerji Çeşitleri Nedir?

Fakat gelecek yıllarla birlikte çevresel katkıları da göz önüne alındığı zaman bu maliyetin çok daha aşağılara çekilmesi hesaplanmaktadır. Yenilenebilir enerji kaynakları da dahil olmak üzere hemen hemen tüm enerji kaynaklarında teknolojik olarak gelişmeler mevcuttur. Enerji bu güne kadar olduğu gibi gelecekte de insanlık için temel bir sorun olma özelliğini sürdürecektir. Bununla birlikte ; Gelecek yıllarda bugün olduğundan daha fazla enerji sağlayan yenilenebilir enerji kaynaklarına sahip olunması da insanlık için uzak bir ihtimal değildir.  Bununla birlikte 2020 yılına kadar yenilenebilir enerji kaynaklarının toplam enerji tüketimine getireceği katkılar ne yazıkki insanlığın ihtiyacı olan enerji rakamlarını karşılamaktan uzak görünmektedir. İnsanoğlunun bugün sahip olduğu teknik seviyeler 2020 yılında toplam enerji ihtiyacımızın maksimum % 12 sinin alternatif enerji kaynaklarından karşılanabileceğini göstermektedir

Yenilenemez Enerji Kaynakları

Bilimsel olarak esasen, enerji kaynakları sıralamasında yenilenemez olarak adlandırılan bir enerji kaynağı olmamasına rağmen, oluşumu çok uzun zaman alan enerji kaynaklarına yenilenemez enerji adı verilmektedir. Bu kaynakların büyük bölümü fosil yakıtlar ve nükleer enerjiden oluşmakla birlikte, özellikle fosil kaynaklı yakıtların yanmasıyla oluşan enerjinin verimliliği ve fazla enerji vermesi, doğal çevreye ve ekolojiye olan zararları çok fazladır. Aynı şekilde, nükleer enerjinin de kontrolsüz kullanılması nedeniyle de kesinlikle geri dönüşü olmayan ve etkisi uzunca yıllar devam edecek olan çevre ve canlı zararları oluşmaktadır.

Fosil Yakıtlar

Kömür, petrol, doğalgaz gibi fosil yakıtlar en çok termik santrallerde elektrik enerjisi üretmek için kullanılmaktadır. Günlük hayatta kullandığımız benzin, mazot, LPG, plastik, naftalin, boya, teflon gibi maddeler petrol kaynaklıdır. Kömür, petrol, doğalgaz gibi binlerce yılda oluşmuş fosil yakıtlar insanlığın gelişmesi ile hızla azalırken atıkları ile hava su ve toprak kirliliğine yol açar. Fosil yakıtlardaki karbon yanma tepkimeleri ile atmosferde CO2 ve CO bileşiklerinin birikmesine neden olur. Bu gazların havada çok fazla birikmesi sera etkisine ve küresel ısınmaya neden olması açısından oldukça tehlikelidir.

enerji kaynakları, Enerji Çeşitleri Nedir?

Nükleer Enerji

Uranyum, plütonyum gibi radyoaktif elementlerin çekirdeklerindeki proton ve nötronları tutan enerjinin ortaya çıkarılması esasına dayanır. Dünyadaki elektriğin %20 si nükleer santrallerde üretilir. Nükleer santraller Dünyanı pek çok yerinde bulunmasının yanında atmosferin kirlenmesine sebep olur. Nükleer enerji santrallerinde elektrik ucuzdur fakat santralin maliyeti oldukça pahalıdır bunun yanında salınım gibi tehlikeleri vardır.

enerji kaynakları, Enerji Çeşitleri Nedir?