Come viene generata l'energia? | enLIGHTenSC

biomassa

biomassaEnergia da biomassa è una fonte di energia rinnovabile e domestica che comprende alberi, colture agricole, letame, piante e gas di discarica. Negli Stati Uniti le fonti di biomassa creano il 3,4% di tutta l'energia che usiamo. In S.C., utilizziamo la biomassa per creare circa l'1,8% dell'energia che usiamo.

Quando si tratta di cose come automobili e camion, l'1,5% del carburante che consumiamo in SC è stato l'etanolo e il biodiesel (tra luglio 2007 e giugno 2008). Quella bassa quantità potrebbe essere più alta perché SC ha molte risorse di biomassa come i campi di mais. Ma in questo momento, la biomassa non è molto conveniente.

Ulteriori informazioni sulla biomassa.

Carbone

Il carbone crea più della metà dell'elettricità consumata dagli americani. In effetti, un quarto delle riserve mondiali di carbone si trovano negli Stati Uniti. E il contenuto energetico di quel carbone è più di tutto il petrolio recuperabile conosciuto al mondo.

Le centrali elettriche a carbone sono i capisaldi del sistema di alimentazione centrale dell'America. Per preservare questa fonte di energia economicamente vitale, le tecnologie di conformità ambientale innovative e a basso costo e le innovazioni che aumentano l'efficienza sono state sviluppate dal programma di ricerca sull'energia fossile del Dipartimento di energia degli Stati Uniti. Quasi i due terzi dell'energia elettrica prodotta per il consumo da clienti della Carolina del Sud sono alimentati a carbone.

Gas naturale

Secondo l'American Society of Power Engineers, 900 delle prossime 1.000 centrali degli Stati Uniti utilizzeranno il gas naturale per generare elettricità. Infatti, nel 2000, negli Stati Uniti sono stati aggiunti 23.453 megawatt (MW) di nuova capacità elettrica. Di questi, quasi il 95% o 22.238 MW sono stati aggiunti a gas naturale.

Il gas naturale è domestico e facilmente disponibile per le utenze attraverso un'infrastruttura esistente. E, a causa di cambiamenti economici, ambientali e tecnologici, insieme alla sua natura che brucia pulita, il gas naturale è diventato il carburante di scelta per le nuove centrali elettriche. È anche diventato sempre più popolare come carburante alternativo per il trasporto di tutto, dalle auto agli autobus urbani.

Come funziona? Le turbine a gas e i motori a combustione sono anche usati per generare elettricità. In questi tipi di unità, invece di riscaldare il vapore per trasformare una turbina, i gas caldi della combustione di gas naturale vengono utilizzati per trasformare la turbina e generare elettricità. Gli impianti di turbina a gas e di motori a combustione sono tradizionalmente utilizzati principalmente per le richieste di carico massimo, in quanto è possibile accenderli rapidamente e facilmente. Queste piante sono aumentate di popolarità a causa dei progressi tecnologici e della disponibilità di gas naturale.

Geotermico

GeotermicoIn tutto il pianeta ci sono serbatoi sotterranei di vapore, acqua calda e rocce calde e secche chiamate energia geotermica. Esistono anche diversi giacimenti geotermici di forza.

Ad esempio, le aziende elettriche possono produrre elettricità estraendo acqua calda o vapore dai serbatoi più intensi della crosta terrestre, fornendo turbine a vapore che azionano i generatori, che producono elettricità.

Le risorse geotermiche da moderata a bassa temperatura sono utilizzate per applicazioni ad uso diretto come il riscaldamento di quartieri e spazi. E le risorse geotermiche a bassa temperatura e bassa profondità possono essere utilizzate dalle pompe di calore geotermiche per riscaldare e raffreddare le singole abitazioni e gli edifici.

La Carolina del Sud non è un buon candidato per la produzione di energia geotermica su larga scala perché non ci sono fonti superficiali per il calore geotermico abbastanza caldo da creare vapore.

Idrogeno

IdrogenoIn realtà, idrogeno è davvero un vettore energetico, ma l'idrogeno può creare energia. In quella che viene chiamata una cella a combustibile, l'idrogeno chimico (H) e l'ossigeno (O) vengono convertiti in acqua (H2O) e nel processo viene creata elettricità.

Ha un grande potenziale come combustibile pulito dal punto di vista ambientale e un modo per ridurre la dipendenza dalle fonti energetiche importate.

Ma prima che l'idrogeno possa giocare un ruolo più grande di energia e essere usato come alternativa alla benzina, c'è ancora molto da fare:

  • Abbiamo bisogno di strutture costruite per produrre idrogeno, immagazzinarlo e spostarlo.
  • Abbiamo bisogno di nuove stazioni di rifornimento.
  • Abbiamo bisogno di pile a combustibile economiche.
  • I consumatori hanno bisogno della tecnologia e dell'istruzione per usarlo in sicurezza.
  • Cella a combustibile

Il lavoro ha già iniziato a fare dell'idrogeno un'energia alternativa in South Carolina. Per saperne di più, segui questi link:

Energia nucleare

L'energia nucleare genera il 31% dell'elettricità utilizzata nella Carolina del Sud e circa il 19% dell'elettricità totale generata negli Stati Uniti. Si tratta della stessa quantità di elettricità che usano California, Texas e New York.

Una centrale nucleare funziona e genera elettricità praticamente allo stesso modo di una centrale a combustibile fossile, con una differenza: la fonte di calore. In una fabbrica di combustibili fossili, i combustibili bruciati come il carbone generano calore. Ma in una centrale nucleare, la fissione (la scissione degli atomi di uranio) genera calore. Quindi, quel calore viene usato per far bollire l'acqua. L'acqua bollente fa vapore. Il vapore gira un generatore di turbina e il generatore produce elettricità.

Quindi, rompiamolo. In primo luogo, dobbiamo avere calore. La parte della pianta in cui viene prodotto il calore è chiamata "reattore". Al centro del reattore si trova il nucleo, che utilizza pellet di uranio per produrre calore. Il carburante all'uranio è roba potente. Solo un pellet di uranio delle dimensioni di un polpastrello produce la stessa quantità di energia di 150 galloni di olio.

Questi pellet ricchi di energia sono impilati end-to-end all'interno di barre di combustibile lunghe 12 piedi. Quindi le barre di combustibile sono raggruppate insieme per formare un "assemblaggio di combustibile". Mentre gli atomi di uranio nel pellet si separano (attraverso la fissione) da particelle note come neutroni, il calore viene creato da questa reazione a catena. Uno dei modi per tenere sotto controllo la reazione è inserire le barre di controllo nel gruppo del combustibile che assorbono i neutroni.

Fare elettricità dopo è semplice. Il calore è usato per far bollire l'acqua e fare vapore.Il vapore gira enormi pale della turbina e, mentre girano, guidano i generatori che producono elettricità. In seguito, il vapore viene cambiato in acqua e raffreddato in una struttura separata chiamata torre di raffreddamento in modo che possa essere utilizzata ancora e ancora.

Solare

SolareA differenza dei combustibili fossili, l'energia solare è disponibile ovunque sulla terra. L'energia solare può fornire calore, raffreddamento, illuminazione, energia meccanica ed elettricità per altri apparecchi come la stufa, lo scaldacqua e la lavatrice. È una buona fonte di energia per le singole case. Lo stato della Carolina del Sud non è adatto alla grande generazione di energia elettrica solare commerciale perché manca l'ampia area aperta e il giusto mix di temperatura e luce solare diretta non filtrata per rendere l'energia solare economica.

Le celle solari, chiamate anche fotovoltaici o fotovoltaici da scienziati di celle solari, sono state utilizzate per alimentare qualsiasi cosa, da semplici orologi e calcolatori a case in aree dove è costoso o impossibile inviare elettricità attraverso le linee elettriche. Man mano che i consumatori diventano più interessati a questa tecnologia, un numero crescente di aziende elettriche sta sperimentando con i PV per generare elettricità.

Quindi, come funziona l'energia solare? Le tecnologie fotovoltaiche producono elettricità direttamente dalla luce solare. Quando la luce del sole colpisce una cella solare, i semiconduttori assorbono una parte di quella luce. Quando l'energia della luce assorbita colpisce gli elettroni, gli elettroni vengono liberati dai loro atomi genitori. Gli elettroni liberati quindi viaggiano in un circuito sotto forma di elettricità. Quindi tutto ciò che devi fare è girare l'interruttore per accendere la luce.

Il dispositivo fotovoltaico più comune è costituito da celle solari in silicio rigido e cristallino, ma è possibile utilizzare anche altri materiali. Circa 40 di queste cellule sono solitamente combinate per produrre un modulo piatto o più comunemente noto come "pannello solare". Circa 10 di questi moduli (pannelli solari) formano un array fotovoltaico, che può misurare fino a diversi metri su ciascun lato. Gli array fotovoltaici possono essere montati a un angolo fisso rivolto a sud, oppure possono seguire il sole per catturare la maggior parte della luce solare nel corso della giornata.

Esiste un eccellente potenziale per l'energia solare in altre parti degli Stati Uniti, perché i sistemi fotovoltaici utilizzano sia la luce diretta che quella diffusa. Tuttavia, la quantità di elettricità generata da un sistema fotovoltaico dipende da quanta parte della luce del sole lo raggiunge. Dov'è il posto migliore per il solare negli Stati Uniti? Nel sud-ovest, che riceve la maggior quantità di raggi solari.

acqua

HydroL'acqua può anche essere utilizzata per generare elettricità. Al momento è la principale fonte di energia rinnovabile utilizzata dalle utility elettriche.

Generare elettricità usando l'acqua ha diversi vantaggi. Il più grande vantaggio è che l'acqua è una fonte di energia a basso costo. E, poiché non c'è combustione, c'è poco inquinamento atmosferico rispetto alle centrali a combustibile fossile e inquinamento termico limitato rispetto alle centrali nucleari. Come altre fonti energetiche, l'uso di acqua per la generazione ha limitazioni, compresi gli impatti ambientali derivanti da dighe e fiumi che danneggiano gli habitat delle piante locali, la vita dei pesci e degli animali. Acqua che stai aspettando? Ulteriori informazioni sull'energia idroelettrica.

Vento

Il vento è davvero una forma di energia solare. Questo perché le irregolarità della superficie terrestre e la rotazione della terra fanno sì che il sole riscaldi la nostra atmosfera in modo non uniforme. Il vento viene modificato dal terreno, dai corpi idrici e dalla vegetazione della Terra. Usiamo questo flusso del vento, o energia del movimento, per navigare, volare un aquilone o persino generare elettricità.

I termini "energia eolica" o "energia eolica" descrivono come il vento genera energia meccanica o elettricità. L'energia cinetica del vento (ricorda, l'energia cinetica è energia in movimento) può essere convertita in energia meccanica che può essere utilizzata per macinare grano o pompare acqua. Ma quando usi l'energia cinetica del vento per trasformare un generatore, puoi fare elettricità.

Quindi, come fanno le turbine eoliche a produrre elettricità? Una turbina eolica funziona di fronte a un ventilatore. Invece di usare l'elettricità per fare il vento, come un ventilatore, le turbine eoliche usano il vento per produrre elettricità. Immagina un grande fan in cui il vento gira enormi pale. Le lame sono collegate ad un albero che gira insieme alle lame. E infine, l'albero si collega a un generatore e produce elettricità. Dai un'occhiata all'interno di una turbina eolica e osserva l'animazione della turbina eolica per vedere come funziona tutto.

Esperimento di energia eolica della Carolina del Sud

Nella Carolina del Sud, Santee Cooper, la Coastal Carolina University e il South Carolina Energy Office hanno lanciato recentemente boe meteo che misureranno il vento al largo delle coste di Georgetown e Little River.

Sei boe e due stazioni terrestri misureranno velocità del vento, direzione e frequenza in stazioni fino a sei miglia nell'oceano.

Lo spiegamento della boa sarà seguito dall'installazione di Santee Cooper di una piattaforma offshore vicino a uno dei percorsi delle boe. Gli scienziati della Coastal Carolina valuteranno i dati della boa per aiutare a individuare la posizione migliore per la piattaforma, che misurerà i venti di livello superiore più simili a quelli che incontrerebbe una turbina eolica. Si prevede che la piattaforma eolica offshore raccolga dati per almeno un anno.

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