Az energiaszektor a modern civilizáció egyik alapköve. Társadalmunk működéséhez elengedhetetlen az energia, például az elektromos áram előállítása. Cikkünkben részletesen bemutatjuk mi a villamos energia fogalma, melyek élettani hatásai, előállítási módszerei, előnyei és veszélyei!
Mi az elektromos áram fogalma? Az elektromos töltéssel rendelkező apró, szabad szemmel nem látható részecskék rendezett mozgása, amelyet villamos áramként, villamos energiaként vagy egyszerűen csak villanyként ismerünk. Ami pedig ezt a mozgást kiváltja, azt elektromos feszültségnek nevezzük.
Két fajta áram létezik attól függően, hogy a részecskék milyen irányba mozognak:
Nemcsak a részecskék mozgását, hanem az áram erejét (az áramerősséget) is megkülönböztetjük. Az áramerősség jele “I”, mértékegysége pedig az amper, amelyet nagy “A”-val jelölünk, míg az amper egy ezredét, tehát a nála ezerszer kisebb áramerősség mértékegységét milliamperként (mA) ismerjük.
Ahhoz, hogy az áramerősség kiszámolása ne okozzon gondot, az átáramló töltés nagyságát, illetve magát az erősséggel arányos időegységet is bele kell vennünk a képletbe. E képlet szerint az áramerősség “I” a töltés (Q) vezetőben történő áramlásának és az időnek (t) az elosztásából jön létre, tehát:
I=Q/t, vagyis 1 amper(A) = 1 coulomb(C) / másodperc(s).
De vajon mit érdemes tudni az elektromos áramról a matematikán és fizikán kívül? Azt mindenképpen, hogy az emberiség talán leghasznosabb és legveszélyesebb találmánya is egyben.
Az elektromos áram élettani hatása az alábbi tünetekkel vagy tünetegyüttesekkel írható le:
A sérülés mértéke attól függ, hogy mekkora az áram erőssége. Akár már egyetlen mA erősségű áram is elég lehet a szíven áthaladva ahhoz, hogy egy ember belehaljon az áramütésbe.
Biztonságos használata esetén azonban kevés hasznosabb fizikai jelenség létezik!
Az élet alapfeltétele az energia. Minden élő szervezetet energia működtet, amelyet minden faj más-más módon szerez meg. A növények módszere a fotoszintézis, míg az állatoké a növények vagy más állatok elfogyasztása.
Az emberiség azonban ma már külön kategóriát alkot, hiszen fejlődésünk és eszközhasználatunk olyan szintre jutott, hogy saját biológiai szükségletünkön túl további külső energiára van szükségünk az általunk felépített civilizáció működtetéséhez. Ez a fejlődés tette az emberiséget a Föld egyeduralkodójává – ám ez jelenti számunkra az egyik legnagyobb veszélyt is egyben.
Az energia előállítása, tárolása és felhasználása számos problémát idézhet elő, például:
Mint minden probléma, természetesen ezek is elháríthatók – a megoldást pedig az energiatermelésben érdemes keresnünk.
Minél több eszközt, kényelmet és szabadságot szerez egy faj, annál több energiát fogyaszt, tehát annál több energiát kell termelnie. A nagyobb energiatermelés pedig sokszor nagyobb szennyezéssel, illetve az erőforrások csökkenésével, legrosszabb esetben kiapadásával járhat. Íme, hogyan változott az energiafelhasználás az elmúlt 240 évben.
Forrás: ourworldindata.org
Ahhoz, hogy a fent említett problémákat elkerüljük, az energiatermelés hatékonyságának növelésére, a szennyező energiaforrások elhagyására, illetve felelősségteljesebb energiafelhasználásra van szükség.
Az elektromos áram termelés történhet megújuló és nem megújuló források felhasználásával. A globálsi energiatermelés 5 legnagyobb hozzájárulású forrása 2023-ban, csökkenő sorrendben:
Ahogy a fenti lista is mutatja, az energiabiztonság megteremtésében elengedhetetlenül fontos szerepet játszanak a fosszilis energiahordozók. A megújuló forrásokra történő átállás hosszadalmas, graduális folyamat, melyben nagy segítséget nyújthat a földgáz, mint a legkörnyezetbarátabb fosszilis üzemanyag.
A Központi Statisztikai Hivatal (KSH) adatai szerint a bruttó villamosenergia-termelés Magyarországon az alábbiak szerint változott 2019-2025 között.
|
Energiaforrás |
2019 |
2020 |
2021 |
2022 |
2023 |
|
Nukleáris |
16 288 |
16 055 |
15 990 |
15 812 |
15 918 |
|
Szén és széntermékek |
4 184 |
3 826 |
3 105 |
3 064 |
2 508 |
|
Földgáz |
8 700 |
9 091 |
9 653 |
8 846 |
7 264 |
|
Kőolajtermékek |
71 |
45 |
59 |
59 |
54 |
|
Biomassza |
1 769 |
1 664 |
1 775 |
1 693 |
1 126 |
|
Biogáz |
321 |
324 |
295 |
315 |
293 |
|
Kommunális hulladék megújuló része |
137 |
167 |
161 |
130 |
118 |
|
Víz |
219 |
244 |
212 |
178 |
222 |
|
Szél |
729 |
655 |
664 |
610 |
645 |
|
Nap |
1 497 |
2 459 |
3 796 |
4 732 |
6 960 |
|
Geotermikus |
18 |
16 |
12 |
4 |
16 |
|
Egyéb |
358 |
384 |
398 |
331 |
392 |
Ahogy a táblázat adatai mutatják, hazánk energia-mixében egyre nagyobb szerepet kapnak az olyan megújuló források, mint a víz, szél, nap és geotermikus energia. Ezen források közül is kitűnik a napenergia, mely 2023-ban több mint 47%-kal emelkedett.
Szeretne többet megtudni az energiatermelés folyamatáról és a további forrásokról? Akkor olvassa el a villamosenergia előállításáról szóló cikkünket!
Az elektromos áram az emberiség egyik legfontosabb, legszélesebb körben használt energiája. Áram működteti az elektronikai berendezéseket, a kommunikációs eszközeinket, illetve a munkaeszközeink javát.
Nemsokára pedig még fontosabb energiává válhat, hiszen a nem megújuló energiaforrások visszaszorulásával szinte minden eszközünk elektromossá válik: a gépjárműveinktől kezdve, a légi közlekedésünkön át egészen a fűtési rendszereinkig. Ahhoz, hogy mindez bekövetkezzen, a villamos energia előállításának egyre hatékonyabbá kell válnia, illetve a tárolásának és szállításának is egyszerűsödnie kell. De vajon miként történik az elektromos energia előállítása?
A vízerőművek a természetes vizeink mozgási energiáját használják fel energia előállítására. A víztározókból érkező vizet egy vízturbinához vezetik, amely meghajtja a turbina rotorját, így az mozogni kezd. Ezt az energiát pedig egy generátor elektromos energiává alakítja.
Hasonló módon működnek a hőerőművek is, annyi különbséggel, hogy a víz mozgási energiája helyett a felhevítésével kapott gőzt használják.
A hőerőműveket fosszilis erőforrások (például szén vagy földgáz, illetve ezek más formái, például LNG) elégetésével működtetik. A szén elégetésével hő szabadul fel, ami segít felmelegíteni egy erre a célra készített kazánt, amelyben víz található.
A víz hevítésével gőz keletkezik, a gőz pedig képes meghajtani a hőerőművekben található turbinákat. Az így keletkező energiát szintén egy áramfejlesztő generátor alakítja át elektromos energiává, ahogy az a vízerőművekben is történik.
Az atomerőmű működése nagyon hasonló az előbb bemutatott energiatermelési módszerhez.
Fontos különbség azonban, hogy a hőenergia kinyeréséhez nem égetnek szenet vagy földgázt, helyette maghasadást idéznek elő. A maghasadás során hatalmas hő keletkezik, amely képes vízpárává alakítani a vizet, ami pedig a generátorok segítségével villamos árammá alakul.
A szélerőművet leginkább a vízerőművekhez érdemes hasonlítani, azzal a különbséggel, hogy a turbinákat nem a víz, hanem a szél hajtja. Hatalmas előnye a vízerőművekhez képest, hogy szinte bárhol kialakítható, de a hatékonyság érdekében olyan helyekre tervezik, ahol állandó a légmozgás.
A szélerőművek szolgáltatják napjainkban a legtöbb megújuló energiát, ám ez néhány éven belül változni fog, hiszen a napenergia felhasználása rohamosan terjed.
A napkollektorok és napelemek képesek elektromos áramot előállítani. Hatalmas előnyük, hogy az ipari alkalmazás mellett akár lakossági szinten is használhatók, hiszen a házak tetejére, vagy akár a földre is telepíthetők.
Alapvetően két módszer létezik a napenergia begyűjtésére: a napkollektoros, illetve a fotovoltaikus. Előbbi ugyanazon az elven működik, mint a fent bemutatott energiatermelési módszerek: a napsugárzás energiáját hőenergiává alakítja, majd ezt egy másik hőhordozó közegnek adja át. A fotovoltaikus ezzel szemben azonnal elektromos energiává alakítja a napsugárzást.
Létezik azonban egy harmadik, kevésbé ismert módszer is, amelyet termokémiai módszernek nevezünk, és szén nanocsövek segítségével állítja elő az elektromos energiát. Ez a módszer még rendkívül frissnek számít, így egyelőre nem terjedt el.
Az elektromos áramerősség azt mutatja meg, hogy egy vezető teljes keresztmetszetén adott idő alatt mennyi töltés halad át, és a jele I.
Az elektromos áram története időszámításunk előtt 600-ban kezdődött, amikor Milétoszi Thalész, görög polihisztor, felfedezte, hogy a selyemkendővel dörzsölt borostyánkő képes elektromos töltést felvenni, mely hatására bizonyos tárgyakat vonzani kezd. 1600-ban William Gilbert brit fizikus volt az első személy, aki az elektromosság kifejezést használta. A görög “elektron”, vagyis borostyánkő szóból származik a kifejezés.
Jelenlegi történelmi ismereteink szerint az elektromos áram felfedezése Milétoszi Thalész nevéhez fűződik.
Az Egészségvonal tájékoztatása szerint az elektromos áram hatásai az emberi szervezetre a következők lehetnek:
“Áramütés során az érintett egy áramforrással kerül közvetlen érintkezésbe, melynek következtében áram halad végig a testén, égési sérülést okozva legtöbbször az áram be és kimeneti pontján. Az áramütést komolyan kell venni, ugyanis az ijedtségen, fájdalmon, égéseken kívül eszméletvesztést és szívleállást is előidézhet, mert a testbe jutó áram megzavarhatja a szívizom vagy az agy működését. (...) A legjellegzetesebb jelek: nehézlégzés vagy légzésleállás, gyenge, könnyen elnyomható pulzus vagy nincs pulzus, égési nyomok, eszméletvesztés, szívritmuszavar megjelenése.”
Az elektromos áramerősség mértékegysége az amper, jele pedig az A.
Az energiatermelés egyik fő formája az elektromos áram előállítása. Az elektromos energia olyannyira fontos, hogy civilizációnk alapkövévé vált. Enélkül ma már elképzelhetetlen lenne a földi élet.
Szerepe egyre csak nő, hiszen a fosszilis energiahordozók mennyiségének csökkenésével egyre több eszközünk fog áramot használni.
Ha még többet szeretne tudni a fosszilis vagy megújuló energiahordozók szerepéről, működéséről és előállításáról, olvasson bele a MET energiapiaci betekintőibe!
