Sähköntuotanto
Uusiutuvat energianlähteet
Uusiutuvat energianlähteet
Millä tavoin rikkioksidilla ja typpioksidilla on negatiivinen vaikutus ympäristöön?
Tämän kaupungin virtalähde tulee hiilivoimalasta. Mutta kaupunkilaiset ovat tyytymättömiä. Hiilivoimala vapauttaa kaasuja: hiilidioksidia, joka lisää ilmaston lämpenemistä; sekä rikki- ja typpioksideja, jotka saastuttavat ilmaa. Toinen ongelma on, että hiilivoiman tuotanto on yksisuuntainen prosessi. Se on uusiutumaton energianlähde.
Joskus tulevaisuudessa kaikki hiili on käytetty loppuun. Ihmiset haluavat vaihtoehtoisia energianlähteitä, jotka eivät lopu. Kaupungin auringonvalon tasot ovat korkeat, joten auringon energia päätettiin muuntaa sähköenergiaksi. Yleisin keino siihen on käyttää aurinkopaneeleja. Ne koostuvat materiaaleista, jotka imevät energiaa auringonvalosta.
Auringonvalo vapauttaa paneelin sisäisiä elektroneja, mikä johtaa sähkövarausten virtaan. Mutta tarvitaan monta paneelia koko kaupungin energiantarpeen täyttämiseksi. Ja auringonpaisteen ollessa vähäistä aurinkoenergiavoimala tuottaa vähemmän sähköä. Huolimatta aurinkoenergiavoimalan koosta, se ei tuota yhtä paljon energiaa kuin hiilivoimala, vaikka auringonvaloa olisi paljon. Joten, kaupunki päätti hyödyntää toistakin energianlähdettä: Tuulta.
Tuulimyllyt ovat pitkään olleet helppo tapa hyödyntää liikkuvaa energiaa - eli kineettistä energiaa - tuulesta. Tätä toimintaperiaatetta käyttäen insinöörit rakensivat uudenlaisen tuulimyllyn, joka pystyi muuntamaan kineettisen energian sähköenergiaksi: tuuliturbiinin. Kaupunki rakennutti ryhmän tuuliturbiineja, jotka yhdessä muodostavat tuulipuiston. Tuuli pyörittää turbiinien lapoja, mikä tuottaa sähköä generaattoriin, joka tuottaa sähkövirtaa. Mutta tuulipuistoissa on myös haittoja: kun ilma lakkaa liikkumasta, niin lakkaavat myös turbiinit.
Onneksi tämä kaupunki on melko tuulinen. Hiilivoimala tuottaa kuitenkin silti enemmän voimaa kuin tuuli- ja aurinkoenergiavoimalat yhteensä. On vielä eräs energianlähde, jota kaupunki voi käyttää: voimakkaat aallot. Aallot liikuttavat vettä. Tämä liike tarkoittaa kineettistä energiaa.
Eräs keino ottaa talteen tätä energiaa on käyttää isoa kammiota. Kun aallot painuvat kammioon, sen sisällä oleva ilmanpaine kasvaa, pakottaen ilman ulos. Kun vedenpinnan taso taas laskee, myös sisällä oleva ilmanpaine putoaa. Ilma imeytyy takaisin kammioon. Liikkuva ilma pyörittää turbiinia, joka on yhdistetty generaattoriin.
Näin aalloista saadaan sähköä. Tällaista aaltoenergiavoimalaa sanotaan oskilloivaksi vesipylvääksi. Aurinko- ja tuulienergian tavoin energiantuotanto hidastuu aaltojen rauhoittuessa. Sähkön tuottaminen hiilestä on yksisuuntainen prosessi. Aurinko-, tuuli- ja aaltoenergiavoimalat toimivat eri tavoin.
Auringonvalo, tuuli ja aallot uudistuvat luonnollisesti. Ne ovat uusiutuvia. Mutta on olemassa haittoja. Niiden rakentaminen on kalliimpaa kuin hiilivoimaloiden. Ja hiilen kapasiteetti tuottaa energiaa on suurempi.
Aurinko- ja tuulienergia eivät tuota yhtä paljon energiaa kuin hiili. Ja suurikokoisten aaltoenergia- voimaloiden rakennusteknologia on vielä kehitysvaiheessa. Uusiutuvat lähteet eivät ainakaan vapauta haitallisia kaasuja. Niillä kuitenkin on vaikutuksensa ympäristöön... Tuuliturbiinit ja aaltoenergiavoimalat ovat erittäin äänekkäitä.
Ja aurinkoenergiavoimalat tarvitsevat paljon pinta-alaa, tuhoten toisinaan luonnollisia elinympäristöjä. Uusiutuvat energianlähteet ovat rajoittamattomia eivätkä ne vapauta haitallisia kaasuja. Toisaalta, niillä on matalampi kapasiteetti kuin uusiutumattomilla energianlähteillä, ja niiden rakentaminen on kalliimpaa. Aurinko-, tuuli- ja aaltoenergiavoimalat ovat riippuvaisia sääolosuhteista saavuttaakseen maksimikapasiteettinsa. Mutta mitä enemmän uusiutuvia energiamuotoja käytetään, sitä enemmän opitaan niiden tehokkaasta hyödyntämisestä.
Ja tämä kaupunki on siirtymässä kohti puhtaampia energianlähteitä, jotka eivät myöskään lopu kesken.