تبدیل، ذخیره و استفاده انرژی

چندین تعریف شناخته شده از انرژی وجود دارد، اما معانی اصلی آنها یکسان است. به طور کلی، انرژی هر منبع حامل انرژی است که می‌تواند مستقیماً یا از طریق تبدیل هر شکلی از انرژی مورد نیاز انسان را تامین کند. به طور خلاصه، انرژی به منابعی اطلاق می شود کهتامین انرژی; این یک اصطلاح کلی برای موادی است که حاوی انرژی درجه{{0}بالا هستند، مانند زغال سنگ، نفت و سوخت های نفتی، انرژی آبی و نیروی باد.

بررسی اجمالی انرژی

★فناوری ذخیره سازی انرژی و ذخیره انرژی

انرژی اشکال مختلفی دارد و با توجه به روش های طبقه بندی مختلف می توان آن را به انواع مختلفی طبقه بندی کرد. در حال حاضر عمدتاً بر اساس عواملی مانند تولید انرژی، خواص ذاتی آن، نوع استفاده، آلودگی محیط زیست و ویژگی های فیزیکی آن طبقه بندی می شود.

طبقه بندی بر اساس روش تولید یا کسب انرژی:

(بر اساس روش تولید یا کسب انرژی، انرژی را می توان به انرژی اولیه و انرژی ثانویه تقسیم کرد، همانطور که در جدول 1-1 نشان داده شده است)

(1) انرژی اولیه، همچنین به عنوان انرژی طبیعی شناخته می شود، به انرژی اشاره دارد که مستقیماً از طبیعت بدون پردازش یا تبدیل به دست می آید. این دسته شامل انرژی های تجدید پذیر و غیرقابل تجدید می شود. انرژی های تجدیدپذیر به انرژی هایی با قابلیت بازسازی طبیعی اطلاق می شود که در حین استفاده یا تبدیل، کل عرضه انرژی را به میزان قابل توجهی کاهش نمی دهد. این عمدتا شامل انرژی خورشیدی، انرژی باد، انرژی آبی، انرژی زمین گرمایی و انرژی زیست توده است. در مقابل، انرژی‌های تجدید ناپذیر- فاقد این ویژگی تجدید{7}}خود هستند، و ذخایر آن به تدریج با بهره‌برداری مداوم انسان از بین می‌رود. نمونه های معمولی عبارتند از زغال سنگ، نفت، گاز طبیعی و انرژی هسته ای.

(2) انرژی ثانویه به حامل های انرژی اطلاق می شود که به اشکال مختلف از طریق پردازش و تبدیل انرژی اولیه به دست می آیند. این دسته عمدتاً شامل اشکال مختلف مانند الکتریسیته، کک، گاز زغال سنگ، بیوگاز، بخار و الکل و همچنین فرآورده های نفتی مانند بنزین، نفت سفید، گازوئیل و نفت سنگین است. علاوه بر این، منابع گرمای اتلاف تولید شده در طول تولید صنعتی، مانند گازهای دودکش با دمای بالا، گرمای حمل شده توسط مواد، گازهای قابل احتراق و سیالات تحت فشار نیز منابع انرژی ثانویه محسوب می شوند.

طبقه بندی بر اساس خواص انرژی:

انرژی را می‌توان بر اساس ویژگی‌های آن به انرژی‌های-بر پایه سوخت و انرژی غیر{1}}سوختی- طبقه‌بندی کرد.

(1) انرژی مبتنی بر سوخت به منابعی اطلاق می شود که می توانند مستقیماً به عنوان مواد احتراق برای تولید انرژی استفاده شوند. این دسته شامل انواع مختلفی از جمله سوخت های فسیلی مانند زغال سنگ، نفت و گاز طبیعی می شود. سوخت های زیستی به شکل چوب، بیوگاز و زباله های آلی؛ و سوخت های شیمیایی سنتز شده مانند متانول و الکل. همچنین شامل سوخت های هسته ای مانند اورانیوم، زنون و شیل است که در واکنش های هسته ای استفاده می شوند.

(2) انرژی غیر مبتنی بر سوخت به انواع انرژی اطلاق می شود که به عنوان منابع احتراق مستقیم مناسب نیستند، از جمله انرژی آبی، نیروی باد، نیروی موج، نیروی جزر و مد، انرژی خورشیدی و انرژی زمین گرمایی.

طبقه بندی بر اساس نوع مصرف انرژی:

انرژی را می توان بر اساس نوع مصرف آن به انرژی های معمولی و انرژی های نو تقسیم کرد.

(1) انرژی متعارف، همچنین به عنوان انرژی سنتی شناخته می شود، به طور کلی به اشکال انرژی اشاره دارد که به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند و از نظر فنی بالغ هستند، از جمله زغال سنگ، نفت، گاز طبیعی، نیروگاه آبی و انرژی شکافت هسته ای. (2) انرژی نو به انواع انرژی های تجدیدپذیری اطلاق می شود که در ابتدا در حال اکتشاف و استفاده هستند یا در مرحله تحقیق هستند و منتظر رواج بیشتر هستند، مانند انرژی خورشیدی، انرژی باد، انرژی زمین گرمایی، انرژی اقیانوس، انرژی زیست توده و انرژی همجوشی هسته ای.

طبقه بندی بر اساس اینکه آیا مصرف انرژی باعث آلودگی محیط زیست می شود یا خیر:

بر اساس اینکه مصرف انرژی باعث آلودگی محیط زیست می شود یا خیر، می توان آن را به انرژی های آلاینده و انرژی پاک تقسیم کرد.

(1) انرژی آلاینده به انرژی اطلاق می شود که در حین استفاده از آن محیط را آلوده می کند، مانند زغال سنگ و نفت. در حین استفاده، در اثر احتراق، مقادیر زیادی آلاینده مانند دی اکسید کربن، اکسیدهای گوگرد و اکسیدهای نیتروژن تولید می کنند که باعث ایجاد اثر گلخانه ای، باران اسیدی و غیره می شود و اکولوژی را تحت تأثیر قرار می دهد و به محیط زیست آسیب می رساند.

(2) انرژی پاک که به عنوان انرژی سبز نیز شناخته می شود، به انرژی اطلاق می شود که آلاینده ها را منتشر نمی کند یا آلاینده های کمتری را منتشر می کند و در طول استفاده از آن استانداردهای انتشار خاصی را برآورده می کند، مانند منابع انرژی تجدید پذیر مانند انرژی آبی، نیروی بادی، انرژی خورشیدی و همچنین انرژی هسته ای.

طبقه بندی بر اساس شکل انرژی:

بر اساس ویژگی های شکل انرژی، می توان آن را به شش نوع اصلی تقسیم کرد: انرژی مکانیکی، انرژی حرارتی، انرژی شیمیایی، انرژی تابشی، انرژی الکتریکی و انرژی هسته ای.

روش‌های طبقه‌بندی فوق صرفاً روش‌های فعلی مورد استفاده محققان هستند. همانطور که درک مردم از انرژی عمیق تر می شود، انرژی از جنبه های دیگر بر اساس نیازهای مختلف طبقه بندی می شود. با این حال، صرف نظر از روش طبقه بندی مورد استفاده، هدف اصلی درک بهتر انرژی و در نتیجه توسعه و استفاده علمی تر از آن است.