تاريخ تكنولوجيات الطاقة

HempCloud -- 07/11/2011 02:47 PM —

لا يمكن أن تنشأ الطاقة أو دمرت, لا يمكن إلا أن يكون نقل. وكانت قدرة البشرية على التعامل مع الطاقة والتحكم في الخطوة الأولى والأكثر حيوية في تطور عالمنا المعاصر. منذ خطواتنا الأولى في تسخير الطاقة بالنار, كنا على السعي الدائم للحصول على الطاقة أكثر من أي وقت مضى. ويمكن القول ان شكل كبير في تطور الانسان الحديث عن زيادة استهلاك الطاقة لدينا وليس هناك شك في أن قدرتنا على تسخير الطاقة ستلعب دورا محوريا في قدرتنا على مواصلة تقديم السلف.

خشب

في حين أن البشر في وقت مبكر بحاجة فقط ما يكفي من الطاقة للحفاظ على أنشطتنا اليومية, مرة واحدة وعلم السيطرة على الحريق, حاولنا أن نجد سبلا جديدة للطاقة يمكن استخدامها لتحسين حياتنا.

بعد اختراق موقفنا المبدئي بالنار, وجاء التطور القادم مع ولادة الانسان الزراعية. وزادت الطاقة اللازمة لحراثة الأرض وزراعة المحاصيل الغذائية بالتأكيد حاجته للطاقة على الأقل مرتين نفس النسبة, إن لم يكن أكثر, وبدأ بالتالي كان لاستخدام الحيوانات الأليفة في تحمل العبء. لتغذية الوقود استهلاك له بلا هوادة, وكان الرجل في وقت مبكر الآن لإضافة المواد الغذائية لماشيته.

وبدأ الرجل يعتمد على الحيوانات لتوليد الطاقة للمساعدة في بناء عالمه, ليس هناك شك في أنه بدأ أيضا أن ننظر إلى العناصر حوله, مثل الريح, شمس, والمياه. انهم جميعا في حركة دائمة; يمكن استغلالها لحالة مستمرة من الطاقة التي تحتاج إليها إلا مرة واحدة تم إنشاؤها في طريقة. استخدم المصريون القدماء المرايا لتعكس أشعة الشمس الاحترار في العمق, مظلم, زوايا المسافات الباردة معيشتهم. واستخدامها من المرايا منافسه حتى اليوم من استخدام التصميم المعماري مثل أي أخرى. علمت البحارة كيفية تسخير الريح, تسهيل لهم في سعيهم للحصول على أراض جديدة في جميع أنحاء العالم. بينما البحارة استخدام الطاقة النووية اليوم, لا يزال هو تسخير الرياح لتوفير الطاقة لجميع مناحي الحياة -- من الفرد, للمجتمعات, على السفر الجوي.

لم يكن حتى العصر الصناعي الذي بدأ الرجل حقا لحرث قدما في سعيه الأبدي عن المصدر النهائي للطاقة. الحقيقة هي أنه لا يوجد مصدر واحد للطاقة والتي سوف تلبي جميع احتياجاتنا, ولكن مزيج من منهم سوف تحصل على كل منا إلى أين نحن ذاهبون. على الرغم من الخشب, الحيوانات, وكانت الشمس يخطو مجرد حجارة في الاتجاه الصحيح, البخار هو مصدر واحد للطاقة التي من شأنها أن تمهد الطريق إلى العصر الصناعي, الرائدة البشرية قدما في قدم وساق.

السن الصناعية

ابتداء من عام تقريبا 1875, جلب اختراع الآلة البخارية التي Savery توماس وتوماس نوكمن طرق جديدة ومدهشة إلى السلطة في العالم. ركض محركات البخار القطارات التي استغرق الناس في جميع أنحاء البلاد من أجل تسوية مجاهل, توحيد القارات وتوفير فرص أكثر وأكثر للتقدم. ركض المحركات البخارية السفن التي عبرت المحيطات في وقت قياسي, انفتاح الثقافات الجديدة وإمكانيات أكثر من أنواع مختلفة. ولكن كان هدية حقيقية القدرة على تشغيل المحركات التي تسمح للاستفادة من رجل المحتملة الأرض هائلة من الطاقة الخفية, مثل الفحم, غاز, والنفط. لم تعد تقتصر على المواد السطحية, البشرية لديها الآن ما يكفي من القوة والقوة للوصول إلى أبعد نفسه والاستفادة من مصادر الطاقة التي لم تكن معروفة حتى قبل ظهور الآلة البخارية. [1] [2]

في حين أن الحاجة المتزايدة للطاقة في بداية, تدريجيا مع مرور الوقت, يجب أن يكون ثلاثة أضعاف مدخل العصر الصناعي استهلاك الانسان من خلال المقارنة. مترابطة العلاقات بين محرك البخار., صناعة الحديد, وتعدين الفحم وتقود الطريق الى التقدم في تكنولوجيا البخار مثل هذه من قبل محركات البخار أواخر 1800s تولى المحرك لمصانع النسيج الإنجليزية.

قبل ذلك, وكانت عجلات المياه هي المصدر الرئيسي للطاقة, بل أنها كانت مقتصرة جغرافيا, وإذا كان الجفاف, فيضان, جليد, أو جاء أي انقطاع أخرى على طول, سوف تتوقف عجلات المياه. وكانت المحركات البخارية قادرة على تشغيل 24 ساعة في اليوم, من أي مكان, طالما كان يأكل الخشب أو الفحم الى لهم. فيلادلفيا المقيمين أوليفر إيفانز وضعت بنجاح على براءة اختراع محرك البخار عالي الضغط التي تطورت في نهاية المطاف إلى تلك التي تعمل بالطاقة ريفربوتس والسكك الحديدية التي حددت بشكل مميز للتوسع في الغرب المتوحش. [3]

الفحم والكهرباء

على الرغم من استخدام الفحم قبل الدول الأوروبية 1800, استخدام الفحم الى السلطة وضع علامة محرك البخار آخر قفزة عملاقة إلى الأمام التي خلقت أيضا الصناعة برمتها على أساس الحاجة للفحم. من 1850s, استبدال الفحم الآبالاش الخشب كوقود يستخدم لقوة البخار. تقع على الساحل الغربي, وكان الفحم ليس من السهل الحصول عليها ، وفي بعض الأحيان كان يتم استيرادها من بلدان بعيدة مثل استراليا. هذا القيد, إلى جانب ارتفاع التكاليف واكتشاف النفط في جنوب كاليفورنيا أدى إلى استخدام النفط كمصدر للوقود, استبدال الفحم ببطء تغذية البخار خلال النصف الأول من القرن 20.

حول هذه الأوقات نفسها, في نهاية القرن 18, وكان الكهرباء استولت أيضا على افتتان الناس وبدأت تنمو في قلوبهم وعقولهم. تم تغيير لا رجعة فيه تطور السلطة مع تطوير الحث الكهرومغناطيسي, الكهرباء التي تمر عبر الأسلاك النحاسية, وتطوير المحركات الكهربائية. وكان في كثير من الأحيان الكهرباء التي تنتجها المولدات الأوقات التي شغلت على الفحم, هكذا ساعدت هذه الشقيقين في مجال الطاقة تشكيل العالم وربما أكثر من أي شيء آخر في ذلك الوقت.

الآن يمكن هذا الانتاج من الطاقة الكهربائية المتولدة من أن تكون بعيدة والكهرومائية ومحطات توليد الطاقة التوربينات البخارية, وتنقل عبر الأسلاك إلى آلات التصنيع, طواحين الهواء, نواعير والتي شغلت في السابق على الخشب والفحم. ويتم تغذية هذه الكفاءة تحسنا كبيرا كما كان أفران الفحم على مدار الساعة, بينما كانت الصناعة الآن حرة في شرب من الصنبور والكهرباء في, في حين كانت هناك حاجة سوى جزء ضئيل من القوى العاملة للحفاظ على إمدادات.

هذه الصناعة يسمح للحرية جديدة في الربيع في كل مكان, ويمكن أن توضع الآن مصانع في مواقع استراتيجية, والقذرة, صاخبة, وقدم الآلات الفحم عالية صيانة الطريق إلى النظيفة, هادئ, صفر صيانة الكهرباء. وافتتح ليلا حتى الآن لم يسبق له مثيل مع ظهور أضواء الشوارع. والآن الأبخرة السامة والمتفجرة من طبائع أنواع الوقود الأخرى التي يجري استبدالها الحالي أكثر أمنا وأقل ضررا على ما يبدو ليكون في لا نهاية له العرض, تجد طريقها إلى الشركات, منازل, والشوارع في جميع أنحاء العالم.

توماس اديسون المصباح المتوهج الذي انطلق في 1880s, كان له دور أساسي في الفوز على الرجل اليومية في سعيه للحصول على الطاقة. أصبح له نظام توليد شارع بيرل في مانهاتن النموذج الأولي لتوزيع الكهرباء في جميع أنحاء البلاد وحول العالم. في هذا الفيلم في وقت مبكر حول العديد من الاستخدامات للكهرباء, وسوف ترون كيف أمسك الكهرباء انتباه الناس, وأبدا ترك.

بينما كانت الكهرباء تزوير طريقها في جميع أنحاء العالم, الفحم ما زالوا محتجزين -- وعقد لا يزال -- وهو موقف تسود. في النصف الأخير من القرن 19 كانت لا تزال هناك حاجة إلى وقود للفحم في العديد من القطارات لا تزال في العملية, القطارات التي يمكن أن تجد ما زالت كميات كبيرة منه على طول مسارات مسارات القطار. لا تزال تفضل العديد من الفحم بسبب محتواه العالي الطاقة. لهذا اليوم, لا تزال امدادات الفحم الطاقة لكثير من الصناعات بسبب محتواه العالي الوقود وأقل تكلفة, والحقيقة أن إنتاجه محليا.

التكنولوجيات الجديدة جعلت من الممكن لحرق الفحم, وترك بصمة الكربون لا يزال من المقبول أن يجتمع مع توجهات الحكومة. لكن, منذ قليل منا تتلامس مع الفحم, ويتم تشغيل حياتنا اليومية من كهرباء, الكهرباء يفوز في مسابقة شعبية.

البترول

وكان لا يزال الفحم واضح للغاية حتى بعد الحرب العالمية الثانية عندما تم العثور على البترول لتكون أرخص بكثير, وزودت أيسر من المصادر المحلية والأجنبية. السكك الحديدية لتحويل محركات الديزل وفتحت الباب أمام صناعة جديدة تسمى بالشاحنات, التي تتيح فرصا أكثر ، ليس فقط, ولكن تكلفة النقل أفضل بكثير للاحتياجاتنا.

ارتفع النفط الاستخدام الواسع النطاق في 1920s مع اكتشاف النفط في مناطق مختلفة من الولايات المتحدة, وكذلك في الخارج. صعد استخدامه بشكل مطرد على مدى سنوات, تباطأ فقط من الكساد 1929, ثم استأنفت صعودها جذرية حتى من الحظر النفطي 1973. أي طاقة أخرى -- الخشب, فحم, الطاقة الكهربائية أو حتى النووية -- نمت بسرعة من أي وقت مضى, وعقدت صدارته بقوة, كما فعل النفط خلال هذه الفترة الزمنية من 1920 إلى 1973.

ضرب مرة واحدة الحظر النفطي, كانت أميركا تسعى جاهدة لايجاد بديل لهذا الذهب الأسود الذي لا يزال يسمح لنا بالاستمرار في مستويات استهلاك الطاقة التي نمت لدينا للاستمتاع. أدى هذا الواقع اضطر طريقة لاكتشاف واستخدام الطاقة النووية, وإعادة اكتشاف للغاز الطبيعي.

النووية والغاز الطبيعي

وكان الغاز الطبيعي تم حولها منذ ما قبل التاريخ المدون, لكن لم يتم العثور إلى حد كبير يستخدم لاستخدامه على نطاق أصغر, المحرك المنازل الفردية ومصابيح الشوارع قليلة. كان من النادر أن تجد الغاز الطبيعي المحرك الاستخدامات التجارية بسبب النقل منه هو التحدي. انها إما أن تكون معلبة أو نقلها عبر خطوط الغاز التي لم تكن فعالة جدا من حيث التكلفة لتشغيل لمسافات طويلة. لهذا السبب, بقي الغاز الطبيعي كيان المحلية, ولكن قادرة على الحياة على الرغم من ذلك لا تزال تستخدم حتى اليوم.

كما نما حجم وكفاءة محطات توليد الطاقة الكهربائية, انخفضت تكلفة الكهرباء, حفزت التي شهية أكبر للكهرباء. وكان الوقود الأحفوري الخيار السهل في هذا الوقت بسبب توافرها رخيصة. لكن, طالبت الحركة البيئية من 1960s التي نسميها خارج للحصول على الوقود النظيف التي من شأنها لم يترك مثل هذا المشهد تضررت في أعقابه. انسكاب النفط, الأمطار الحمضية, وكانت الغازات المسببة للاحتباس الحراري بدأت تظهر نفسها من المنتجات النفطية المستندة تتركز المستخدمة في هذا الوقت. فماذا يفعل الرجل? وهو يبحث عن بدائل.

الطاقة الذرية

فإن البحث عن بدائل لأنواع الوقود الأحفوري هذه تفتح الباب أمام تكنولوجيا جديدة نسبيا والتي كانت قيد الاستخدام أثناء النهار وماري كوري, مع عملها على الأشعة المنبعثة من العفوية مركبات اليورانيوم. عقدت أوائل القرن 20 مكانا بارزا في مجال البحث المستمر على التركيب الذري والفيزياء. الفيزيائي الإيطالي إثراء فرمي كان يقود الطريق بين العلماء خلال 1930s كما انه يركز على توليد الإشعاع الاصطناعي بقذف ذرات اليورانيوم بالنيوترونات. [4]

بحيث بلغت قيمة عمله, فاز بجائزة نوبل للسلام في 1938 وسمح بمغادرة حكومته الفاشية الإيطالية للذهاب الحصول عليها في ستوكهولم, ألمانيا. ولكن بدلا من retuning الى ايطاليا غير مستقر, هاجر إلى أميركا, حيث حصل على والأستاذية في جامعة كولومبيا في نيويورك. [5]

وجاءت بداية الحرب العالمية الثانية لتمرير, فيرمي وزملائه, بما في ذلك ألبرت أينشتاين, وجدت أنه من خلال تقسيم ذرة اليورانيوم مع النيوترون, هذا من شأنه أن تبدأ سلسلة من ردود الفعل التي تم إصدارها مبلغا لا حصر لها من الطاقة. أعطوا هذه العملية الانشطار النووي اسم, وقررت العمل مع الولايات المتحدة. الحكومة حول إمكانيات تطبيقاتها العسكرية.

هنا مقطع طويل بدلا (28 دقائق), ولكن واحد من الأفلام الممتازة AEC سرية تظهر قوة هذه سلسلة من ردود الفعل, ومقدار الطاقة الذي تطلقه.

في 1942, مع هذا الدعم, كان فيرمي قادرة على انتاج سلسلة الانشطار النووي للرقابة التفاعل تحت إشراف فرانكلين د. روزفلت, في اسم مشروع مانهاتن. هذا العمل يؤدي مباشرة إلى إنتاج القنبلة الذرية الأولى, التي أسقطت على اليابان في 1945, جلب الحرب العالمية الثانية على الانتهاء السريع. [6]

بعد هذه الأحداث, الولايات المتحدة. أنشأت الحكومة ما يعرف الآن باسم لجنة الطاقة الذرية (AEC) أن يرصد كافة التطورات على الأسلحة النووية, وتطوير استخدام الطاقة الذرية للاستخدام غير عنيفة. بين هذه التطبيقات السلمية, بدأت لجنة الطاقة الذرية العمل مع شركات المرافق العامة ، مثل الغاز المحيط الهادئ ، وشركة الكهرباء في ولاية كاليفورنيا خلال 1950s لتطوير توليد الطاقة الكهربائية باستخدام الانشطار النووي. مع النجاح السريع الحرب العالمية الثانية, ظهرت أمريكا كزعيم للعالم الحر, وكانت الإثارة الطاقة النووية باعتبارها الحل لجميع مشاكلنا. بدأت القوى العالمية الرائدة في مختلف أنحاء العالم النامية خاصة بهم محطات الطاقة النووية, لأسباب وجيهة ، وليس على ما يرام.

ثم, بعد 1979 كارثة 3 جزيرة كيلومتر, استغرق الخيار العام للطاقة النووية انخفاضا كبيرا في دعم. هذا الحدث, التي وجدت لتكون قائمة على الخطأ البشري, احتشد معارضو النووية بما فيه الكفاية بحيث تباطأ أصواتهم القبول للطاقة النووية تقريبا لوقف. هذه القضايا, جنبا إلى جنب مع مسألة ما يجب القيام به مع النفايات النووية كما كانت متحللة, تباطأ تطوير محطة توليد كهرباء جديدة في الولايات المتحدة. إلى طريق مسدود.

كارثة مماثلة النووية في تشرنوبيل, كما نبهت أوكرانيا ايطاليا, ألمانيا, والدول الأوروبية الأخرى على نطاق واسع من جراء التسمم بالاشعاع. وقد تحسنت التحسينات الأخيرة في تطوير الطاقة النووية صورتهم, وببطء إعادة إدخال الطاقة النووية كمصدر للخير, نظيف, قابلة للتطبيق الطاقة لتلبية احتياجاتنا. جنبا إلى جنب مع الرياح, الطاقة الشمسية, والطاقة الحرارية الأرضية, انهم جميعا نقف على وشك أن تقودنا إلى القرن 22 مع نتائج واعدة للغاية. انها مجرد مسألة وقت.

المصادر:

1. المتشعب://en.wikipedia.org / ويكي / Thomas_Savery

2. المتشعب://en.wikipedia.org / ويكي / Thomas_Newcomen

3. المتشعب://en.wikipedia.org / ويكي / Oliver_Evans

4. المتشعب://www.fi.edu / تعلم / حالة الملفات / فيرمي / index.html و

5. المتشعب://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1938 /

6. المتشعب://en.wikipedia.org / ويكي / Manhattan_Project

هذا المقال يأتي من Wellhome, التي تنص على الصفحة الرئيسية تدقيق الطاقة أو التقييمات ، مع القدرة على ترقية HVAC, نوافذ, والصفحة الرئيسية العزل, وتشديد تنفيذ مجاري الهواء والجو وختم لخلق مزيد من منزل مريح المتوازن الذي ينفذ على مستوى أفضل حالاتها. وتقييمات الطاقة من خلال المنزل WellHome السماح لصاحب المنزل للحصول على صورة أكبر من الكفاءة في الداخل وقدرته على الحفاظ على درجات حرارة مريحة وتدفق الهواء.