Blog

Enerji Bandı – Enerji Mühendisliği Ödevleri – Enerji Mühendisliği Ödev Hazırlatma – Enerji Mühendisliği Alanında Tez Yazdırma – Enerji Mühendisliği Ödev Yaptırma Fiyatları
Enerji Bandı Atomlar (d) arasında belirli bir mesafede, iki üst bant, değerlik bandı ve iletim bandı arasında elektronların bulunamayacağı bir enerji aralığı olduğu açıktır. Enerji aralığı, bir yarı iletkenin bant aralığı, örneğin, olarak adlandırılır. Ayrıca, T = 0K olduğunda, hiçbir bağ kırılmadığından, dış iletim bandındaki enerji seviyelerinin hiçbiri işgal edilmeyecektir. Ancak valans bandında, mevcut tüm enerji seviyeleri doludur. Bu, harici bir elektrik alanından hiçbir enerjinin emilemeyeceği, yani elektrik akımının akamayacağı anlamına gelir. Yarı iletken daha sonra bir yalıtkandır. Sadece daha yüksek sıcaklıklarda iletkenlik gösterir, çünkü o zaman bazı elektronlar iletim bandındaki enerji seviyelerini işgal eder. İki dış enerji bandı arasında bir enerji aralığı olan bu bant yapısı yalıtkanlarda da oluşur. Yarı iletkenler ve yalıtkanlar yalnızca bant aralığının boyutunda farklılık gösterir. Bir yarı iletkende, "normal sıcaklıklarda" bile (örneğin, oda sıcaklığında) bazı elektronlar bant aralığını atlayarak elektriksel iletkenliğe yol açabilir. Yalıtkanlarda, bant mesafesi o kadar büyüktür ki, normal sıcaklıklarda hiçbir elektron boşluğu atlayamaz. Yarı iletkenler için bu bant aralığının enerjisi için normal değerler, elektron voltun birkaç onda biri ila yaklaşık 2 eV aralığında yer alırken, yalıtkanlar için bu enerjiler önemli ölçüde daha yüksektir. İletim, bir yarı iletkende şu şekilde meydana gelebilir: "Normal" sıcaklıkların geniş sıcaklık aralığında, iletim bandı "neredeyse boştur" ve valans bandı elektronlarla "neredeyse doludur". İletim bandında "neredeyse boş", yalnızca birkaç elektronun izin verilen enerji durumlarında olduğu anlamına gelir. Tüm bu durumlar bandın kenarına yakın olmasına rağmen, dolu seviyelere yakın çok sayıda boş durum vardır, bu nedenle bu elektronlar neredeyse sürekli bir işlemle daha yüksek bir seviyeye ulaşma yeteneğine sahiptir. Bu, bir elektrik alanına bağlandığında enerjinin sürekli olarak alınabileceği anlamına gelir. Bu nedenle, elektronlar bir elektrik alanı yönünde hareket edebilir. O zaman iletken elektronları metallerdeki elektronların klasik fizikte ele alındığı gibi ele almak mümkündür. Seyreltme seviyesi nedeniyle birbirlerini çok az etkilerler, ancak kristalin kafesi ile sürekli yakın etkileşim halindedirler. Bu etkileşim oldukça karmaşıktır ve yalnızca istatistiksel olarak değerlendirilebilir. Buna benzer bir şekilde “neredeyse dolu” valans bandındaki davranıştır. Bu banttaki bazı enerji seviyeleri elektronlar tarafından işgal edilmez ve bu enerji seviyeleri de değerlik bandının kenarına yakındır. İletim bandında olduğu gibi, bu boş durumlar çok sayıda işgal altındaki durumlarla çevrilidir. Bu, böyle bir boş durumun değerlik bandı içinde dolaşabileceği anlamına gelir. Bu boş durum, boşluk veya kusurlu elektron olarak bilinir. Bu deliği bir birey olarak, yani bir yük taşıyıcı olarak ele almanın mantıklı olduğu kanıtlanmıştır. Bu yük taşıyıcının pozitif bir yükü olduğu açıktır. Kusurlu elektron veya boşluk, elektron gibi, ikinci tip bir yük taşıyıcıdır. Bu, yarı iletkenlerdeki iletkenlik olgusunu ele almak için son derece yararlı bir biçimciliktir. T = 300 K'de saf silikonun özdirenci son derece yüksektir, yaklaşık 300.000 Ωcm. Ayrıca sıcaklıkla çok önemli ölçüde değişir. Bununla birlikte, sıcaklığı artırmanın yanı sıra, bir yarı iletkendeki yük taşıyıcılarının konsantrasyonunu ve dolayısıyla iletkenliğini değiştirmenin oldukça etkili başka bir yöntemi, yani belirli safsızlık atomlarının kristale amaçlı olarak sokulması vardır. Yenilenemez enerji kaynakları enerji kaynakları nelerdir Yenilenemez enerji kaynakları petrol YENİLENEBİLİR ve yenilenemez enerji kaynakları Enerji kaynakları Nelerdir Doğal enerji kaynakları Nelerdir Yapay enerji kaynakları Dünyada kullanılan enerji kaynakları Kristal yapıdaki silikon atomunu periyodik tablonun beşinci grubundan bir elementle, örneğin fosforla değiştirirsek, bu atom beraberinde beş valans elektronu “getirir”. Kristal yapıya bağlanmak için bu elektronlardan sadece dördü gerekir. Bu nedenle, beşinci elektronun nispeten gevşek bir şekilde bağlı olması ve bu nedenle düşük sıcaklıklarda bile "iyonize olabilmesi" olasıdır. Periyodik tablonun beşinci grubunda yer alan bu elementlere elektronları kolaylıkla “bağışlayabildikleri” için “verici” diyoruz. Fosforun yanı sıra arsenik ve antimon elementleri de yarı iletken teknolojisinde verici olarak kullanılmaktadır. Ekstra elektronların düşük aktivasyon enerjileri nedeniyle düşük sıcaklıklarda bile iyonlaşırlar. Periyodik tablonun üçüncü grubundaki elementleri de katkı maddesi olarak kullanabiliriz. Bor, alüminyum, galyum ve indiyum elementleri yarı iletken teknolojisinde kullanılmaktadır. Üç değerlikli bir katkı atomunun eksik bağ elektronu, bir delik oluşmasına ve dolayısıyla yarı iletkenin pozitif iletkenliğinde bir artışa yol açar. Bu nedenle buna p-tipi iletken denir ve bu tür katkı maddeleri alıcılar olarak bilinir. Delikler artık baskındır, yani çoğunluk yük taşıyıcıları ve elektronlar azınlık yük taşıyıcılarıdır. Aynı düzenlilik, beş değerli atomlarla katkılama durumunda olduğu gibi geçerlidir, yani düşük sıcaklıklarda bile tüm delikler aktiftir. Enerji boşluğunda bir dizi kimyasal elementin enerji seviyeleri görülebilir. Verici seviyeleri iletim bandına yakındır ve alıcı seviyeleri valans bandına yakındır. Görüldüğü gibi bazı elemanlar boşluğun merkezine yakın seviyelere neden olmaktadır. Bu seviyelere rekombinasyon merkezleri denir çünkü fazla serbest elektronların ve deliklerin boşluk boyunca yeniden birleşmesine neden olurlar. Bu yeniden birleştirme, güneş pillerinin (ve diğer yarı iletken cihazların çoğunun) çalışmasına müdahale eder ve bundan kaçınılmalıdır. Bazı safsızlıkların eser miktarları bile çok zararlı olduğundan, yarı iletkenler son derece saf olmalıdır. Daha sonra, yarı iletkenlerde ışığın soğurulmasıyla yük taşıyıcıların oluşumuna bakacağız. Opak metallerin aksine, yarı iletkenler kendileri için karakteristik olan soğurma davranışını sergilerler. En önemli özelliği soğurma kenarı olarak adlandırılan varlığıdır. Foton enerjisinin (E = hc/λ, burada c ışığın boşluktaki hızı ve h Plank sabitidir) yasak bandın enerjisinden daha büyük olduğu λ dalga boyları için ışık, kalınlığa bağlıdır. malzemenin neredeyse tamamı emilir. Uzun dalga boylu ışık durumunda, düşük enerjisi nedeniyle neredeyse hiç soğurma gerçekleşmez. Bu spektral bölgede yarı iletken şeffaftır. Silikon durumunda, bant kenarı λ ∼ 1,11μm'de kızılötesi içinde yer alır. Bu nedenle silikon, kızılötesi optikler için bir temel malzeme olarak mükemmel bir şekilde uygundur, ancak daha sonra göreceğimiz gibi, güneş spektrumunun soğurulması için ideal değildir.

Yenilenebilir Enerji – Enerji Mühendisliği Ödevleri – Enerji Mühendisliği Ödev Hazırlatma – Enerji Mühendisliği Alanında Tez Yazdırma – Enerji Mühendisliği Ödev Yaptırma Fiyatları

Yenilenebilir Enerji 

Şimdi bilimsel bir bakış açısıyla ele alındığında, yenilenebilir enerjinin piyasaya sürülmesinden daha önemli bir konu, onun fiziksel evren içindeki yeridir. Bu görüş, süreci yenilenebilir olarak nitelendiren bir oranda, insan toplumu tarafından kullanılmak üzere çıkarılabilecek enerji miktarlarını tahmin etmek için bir ön koşul olarak aşağıda geliştirilecektir. Diğer görüşler, en azından ikincisi ele alınacak olan felsefi ve ekonomik yaklaşımlardır.

Dünyanın Güneş etrafındaki yörüngesindeki hızı yaklaşık 3×104 m s-1’dir ve yaklaşık 2,7×1033 J kinetik enerjiye karşılık gelir. Dünya ayrıca ekseni etrafında yaklaşık 7,3× açısal hızla döner. 10-5 rad s-1, yaklaşık 2,2×1029 J ek kinetik enerji sağlar.

Yerçekimsel çekime karşı Dünya’yı Güneş’ten sonsuz uzağa çekmek için gereken iş yaklaşık 5,3×1033 J’dir ve Dünya’yı Ay’dan ayırmak için gereken karşılık gelen iş 8×1028 mertebesindedir.

Bunlar, gezegenimizin enerji birimleriyle açıklanan dış koşullarından bazılarıdır. Dünyanın kendi içinde bulunan enerji miktarı için güvenilir tahminler elde etmek biraz daha zordur. Moleküler hareketin kinetik enerjisi, yani ısı enerjisi, 5×1030 J mertebesindedir.

Bu tahmin, mutlak sıfır sıcaklığa göre toplam ısı enerjisini temsil eder. 287 K ortalama yüzey sıcaklığına göre Dünya’nın iç kısmındaki ısı enerjisi için verilen 4×1030 J değerinden ekstrapolasyon yapılır.

Dünyayı oluşturan maddeler, sıcaklıklarına karşılık gelen ısı enerjisine ek olarak daha fazla enerji taşırlar. Ortalama olarak yaklaşık 1021 J, atmosferik ve okyanus sirkülasyonunda kinetik enerji olarak bulunur ve deniz seviyesine göre kıtasal yükseklik kabartmasının potansiyel enerjisi, kabuktaki yoğunluk değişimleri dikkate alındığında yaklaşık 2 × 1025 J’dir.

Maddenin durumunu ve yapısını belirleyen kimyasal ve nükleer bağlara çok daha büyük miktarlarda enerji katılır. Biyolojik malzemenin karbon bileşikleri, kimyasal enerjinin bir örneğini sağlar.

Dünya tarihinin daha önceki dönemlerinde, biyolojik malzemenin fosilleşmesi, şu anda en az 1023 J’nin yakıt kullanımına uygun bir biçimde geri kazanılabileceğine inanılan kömür, petrol ve doğal gaz yataklarını yarattı. Mevcut biyokütle mahsulleri, ortalama 1,5×1022 J’ye karşılık gelir.

Nükleer enerji, ağır çekirdeklerin bölünmesi veya hafif çekirdeklerin füzyonu gibi nükleer reaksiyonlardan büyük miktarlarda salınabilir. Yerkabuğunda yılda yaklaşık 4×1020 J salan kendiliğinden bölünen nükleer izotoplar dışında, enerji salan fisyon veya füzyon süreçlerinin devam etmesi için başlangıçta bir miktar enerji sağlanmalıdır. Her iki tür işlemi de içeren nükleer enerjinin patlayıcı salınımı için kurulumlar askeri amaçlar için kullanılır.

Daha ayrıntılı tartışıldığı gibi, kontrollü enerji tedarik sistemleri için bir temel olarak şimdiye kadar sadece fisyon süreci gösterildi ve hızlı doğuran reaktör teknolojisindeki gerekli ek iyileştirmelerle, geri kazanılabilir nükleer yakıt kaynaklarının şu sıralarda olduğu tahmin ediliyor. Döteryum çekirdeklerinin helyum çekirdekleri oluşturmak üzere füzyonu, deniz suyunda bulunan döteryum temelinde uygulanabilir hale getirilebilirse, bu kaynak tek başına 1031 J’den fazla olacaktır.

Dünyanın belirli maddelerini tüketen enerji dönüştürme işlemlerinin geri döndürülemez süreçler oluşturduğu söylenebilir. Tersine işlem teorik olarak mümkün olsa bile, bu genellikle pratik bir bakış açısıyla doğrudur.

Yenilenemez enerji kaynakları
yenilenebilir enerji hisseleri
yenilenebilir enerji şirketleri türkiye
yenilenebilir enerji nedir
Yenilenebilir enerji kaynakları araştırma
türkiye’de yenilenebilir enerji kaynakları
türkiye’de yenilenebilir enerji kaynakları kullanım oranı 2022
Yıllara göre yenilenebilir enerji

Günlük dilde olduğu kadar enerji literatüründe de yaygın olarak kullanılan “enerji kullanımı”, “enerji harcamak” vb. terimler, elbette enerji dönüşüm süreçlerini açıklayan kesin olmayan ifadelerdir. Bu tür süreçler çoğu durumda entropide bir artışla ilişkilidir.

Entropi, sistemin içerdiği enerjinin “kalitesini” ölçen bir sistemin özelliğidir. Sistem, örneğin, bir miktar yakıt, hareket halindeki bir hava kütlesi veya tüm Dünya-atmosfer sistemi olabilir.

Sistemi 1 durumundan 2 durumuna getiren bir işlem (örneğin bir enerji dönüştürme işlemi) için entropi değişimi tanımlanır. Elektrik veya mekanik enerji gibi belirli enerji biçimlerinin kendi aralarında dönüştürülmesi ilke olarak entropiyi değiştirmeyebilir, ancak pratikte enerjinin bir kısmı her zaman ısıya dönüştürülür.

İnsanoğlunun Dünya üzerindeki faaliyetlerine özgü enerji süreçleri, genellikle uzaya yayılan veya atmosfere salınan ısı biçimindeki dönüştürülen tüm enerjiyle sona eren bir dizi ardışık dönüşüm sürecini içerir. yer alır. İlgili sıcaklıklar (T2) tipik olarak 200–300 K’dir. İlgili süreçler tartışılacaktır.

En sonunda uzayda kaybolan ısıya dönüştürülebilen herhangi bir biçimde depolanmış enerji, o zaman “yenilenemez enerji kaynağı” olarak adlandırılabilir. “Yenilenebilir enerji kaynağı” terimi, “kullanıldığı” oranda yenilenen enerji akışları için kullanılmaktadır.

Birincil yenilenebilir enerji kaynağı, Dünya tarafından yakalanan güneş radyasyonudur, çünkü Dünya (yani Dünya-atmosfer sistemi), alınan güneş radyasyonu miktarına eşit miktarda ısıyı uzaya yeniden yayar.

Dolayısıyla güneş enerjisinden yararlanmak, onu insan için uygun bir şekilde dönüştürmek anlamına gelir, ancak net sonuç sanki insan müdahale etmemiş gibi aynıdır, yani nihayetinde güneş radyasyonunu uzaya yayılan ısıya dönüştürmek. Bu tür bir kullanım, insanın dönüşüm planının bir parçası olarak veya doğal bir süreçle ısının geri döndürülmesinde bir gecikmeyi içerebilir. Bu nedenle, güneş enerjisini ısı yeniden radyasyona dönüştürmenin doğal sürecinin bir parçası olan enerji depoları da “yenilenebilir enerji kaynakları” olarak kabul edilir.

“Yenilenebilir enerji” burada dar bir şekilde tanımlanmamıştır ve çıkarmayla karşılaştırılabilir oranlarda “yeniden doldurulmakta olan” herhangi bir enerji depolama rezervuarının kullanımını içerecek şekilde alınabilir.

Dünya tarafından yakalanan güneş enerjisi miktarı ve dolayısıyla “güneş enerjisi döngüsünde” akan enerji miktarı (yansıma, soğurma ve yeniden radyasyon yoluyla gelen radyasyon akısından Dünya’dan uzağa ısı akısına kadar) yaklaşık 5.4x’dir. 

Dünya yüzeyinde doğal olarak meydana gelen güneş kaynaklı olmayan enerji akışları sayısal olarak çok daha küçüktür. Örneğin, Dünya’nın içinden yüzey boyunca ısı akışı yaklaşık 9,5×1020 J y-1’dir ve Dünya’nın dönüşünün yavaşlaması ile bağlantılı olarak dağılan enerji (güneş sistemindeki diğer kütlelerin gelgit çekiminden dolayı) mertebesindedir.

Son 1000 yılda, artan enerji kullanımı kısmen, nüfus dağılımının daha yüksek enlemlere doğru kaymasından ve bu tür bölgelerde alan ısıtma için genel olarak artan gereksinimlerden kaynaklanmaktadır.

Etiketler: , , , , , , ,

Bir yanıt yazın