Ev Yakıt Hücresi: Güç ve ısıtılmış su için küçük jeneratör

By Fouad Sabry

Ev Yakıt Pili Nedir?

Bir elektrokimyasal pil, ana veya yedek güç üretimi için kullanılabilir ve bir ev yakıt hücresi veya konut yakıt hücresi böyle bir hücredir. Daha büyük endüstriyel sabit yakıt hücreleriyle karşılaştırılabilirler, ancak ev içi ortamlarda kullanım için daha mütevazı bir boyutta inşa edilmişlerdir. Çoğu durumda, bu yakıt hücrelerinin arkasındaki teknoloji, birleşik ısı ve güç (CHP) veya mikro birleşik ısı ve güç (Mikro-CHP) olarak bilinir ve bu, onların yalnızca elektrik değil, aynı zamanda sıcak su veya hava da üretmelerine olanak tanır.

Nasıl Yararlanacaksınız

(I) Aşağıdaki konularla ilgili içgörüler ve doğrulamalar:

Bölüm 1: Ev yakıt hücresi

Bölüm 2: Elektrik üretimi

Bölüm 3: Dağıtılmış üretim

Bölüm 4: Fotovoltaikler

Bölüm 5: Kojenerasyon

Bölüm 6: Mikro kombine ısı ve güç

Bölüm 7: Termofotovoltaik

Bölüm 8: Mikrojenerasyon

Bölüm 9: Yenilenebilir ısı

Bölüm 10: Toprak kaynaklı ısı pompası

Bölüm 11: Fotovoltaikler için mali teşvikler

Bölüm 12: Besleme tarifesi

Bölüm 13: Güneş enerjisi

Bölüm 14: Amerika Birleşik Devletleri'nde güneş enerjisi

Bölüm 15: Enerji geri dönüşümü

Bölüm 16: Fotovoltaik sistem

Bölüm 17: Elektrik enerjisi verimliliği Amerika Birleşik Devletleri'nde çiftlikler

Bölüm 18: Malta'da Enerji

Bölüm 19: İşletme Enerji Yatırımı Vergi Kredisi

Bölüm 20: Danimarka'da yenilenebilir enerji

Bölüm 21: New Mexico'da ağ ölçümü

(II) Evde kullanılan yakıt piliyle ilgili en sık sorulan soruları yanıtlamak.

(III) Pek çok ülkede evde yakıt pili kullanımına ilişkin gerçek dünya örnekleri alanlar.

(IV) Ev tipi yakıt hücresi teknolojilerini 360 derece tam olarak anlamak için her sektörde 266 gelişmekte olan teknolojiyi kısaca açıklayan 17 ek.

Kim Bu Kitap

Profesyoneller, lisans ve lisansüstü öğrenciler, meraklılar, hobiler ve herhangi bir ev tipi yakıt hücresi için temel bilgilerin veya bilgilerin ötesine geçmek isteyenler içindir.

• Language: Türkçe
• Publisher: Bir Milyar Bilgili [Turkish]
• Release date: Nov 7, 2022

Book preview

Telif hakkı

Ev Yakıt Hücresi Telif Hakkı © 2022 Fouad Sabry tarafından. Tüm Hakları Saklıdır.

Tüm hakları saklıdır. Bu kitabın hiçbir bölümü, yazarın yazılı izni olmaksızın, herhangi bir biçimde veya bilgi depolama ve alma sistemleri de dahil olmak üzere herhangi bir elektronik veya mekanik yolla çoğaltılamaz. Bunun tek istisnası, bir incelemede kısa alıntılar yapabilen bir hakem tarafından yapılır.

Fouad Sabry tarafından tasarlanan kapak.

Bu kitap bir kurgu eseridir. İsimler, karakterler, yerler ve olaylar ya yazarın hayal gücünün ürünleridir ya da kurgusal olarak kullanılır. Gerçek kişilere, yaşayan veya ölülere, olaylara veya mekanlara herhangi bir benzerlik tamamen tesadüfidir.

Bonus

[e-mail] adresine Ev Yakıt Hücresi: Güç ve ısıtılmış su için küçük jeneratör konu satırını içeren bir e-posta gönderebilirsiniz ve bu kitabın ilk birkaç bölümünü içeren bir e-posta alacaksınız.

Fouad Sabry

1BK web sitesini ziyaret edin

www.1BKOfficial.org

Önsöz

Bu kitabı neden yazdım?

Bu kitabı yazma hikayesi 1989 yılında İleri Düzey Öğrenciler Ortaokulu'nda öğrenciyken başladı.

Şu anda birçok gelişmiş ülkede mevcut olan STEM (Bilim, Teknoloji, Mühendislik ve Matematik) Okulları gibidir.

STEM, öğrencileri dört özel disiplinde (bilim, teknoloji, mühendislik ve matematik) disiplinlerarası ve uygulamalı bir yaklaşımla eğitme fikrine dayanan bir müfredattır. Bu terim genellikle okullarda bir eğitim politikasını veya müfredat seçimini ele almak için kullanılır. İşgücünün gelişimi, ulusal güvenlik endişeleri ve göç politikası üzerinde etkileri vardır.

Kütüphanede, her öğrencinin herhangi bir kitabı seçmekte ve 1 saat boyunca okumakta özgür olduğu haftalık bir ders vardı. Sınıfın amacı, öğrencileri eğitim müfredatı dışındaki konuları okumaya teşvik etmektir.

Kütüphanede, raflardaki kitaplara bakarken, 5 bölümden oluşan toplam 5.000 sayfalık devasa kitaplar fark ettim. Kitapların adı Teknoloji Ansiklopedisi, etrafımızdaki her şeyi tarif eden,yarı iletkenlere mutlak sıfır, o zamanlar hemen hemen her teknoloji, renkli illüstrasyonlar ve basit kelimelerle anlatıldı. Ansiklopediyi okumaya başladım ve tabii ki haftalık 1 saatlik derste bitiremedim.

Bu yüzden babamı ansiklopediyi satın almaya ikna ettim. Babam hayatımın başında benim için tüm teknoloji araçlarını, ilk bilgisayarı ve ilk teknoloji ansiklopedisini satın aldı ve her ikisinin de kendim ve kariyerim üzerinde büyük etkisi oldu.

Tüm ansiklopediyi bu yılın aynı yaz tatilinde bitirdim ve sonra evrenin nasıl çalıştığını ve bu bilgiyi günlük sorunlara nasıl uygulayacağımı görmeye başladım.

Teknolojiye olan tutkum 30 yıldan daha uzun bir süre önce başladı ve hala yolculuk devam ediyor.

Bu kitap, okuyuculara lisedeyken yaşadığım aynı şaşırtıcı deneyimi verme girişimim olan Gelişen Teknolojiler Ansiklopedisi nin bir parçası, ancak 20. yüzyıl teknolojileri yerine, 21.  yüzyılın gelişmekte olan teknolojileri, uygulamaları ve endüstri çözümleriyle daha çok ilgileniyorum.

Gelişen Teknolojiler Ansiklopedisi 365 kitaptan oluşacak, her kitap tek bir gelişen teknolojiye odaklanacak. Gelişmekte olan teknolojilerin listesini ve endüstriye göre kategorize edilmelerini kitabın sonundaki Çok Yakında bölümünde okuyabilirsiniz.

365 kitap, okuyuculara bir yıllık süre içinde her gün gelişen tek bir teknoloji hakkındaki bilgilerini artırma şansı veriyor.

Giriş

Bu kitabı nasıl yazdım?

Yükselen Teknolojiler Ansiklopedisinin her kitabında, insanların zihinlerinden anında, ham arama içgörüleri elde etmeye çalışıyorum, ortaya çıkan teknoloji hakkındaki sorularını cevaplamaya çalışıyorum.

Her gün 3 milyar Google araması var ve bunların% 20'si daha önce hiç görülmedi. İnsanların düşüncelerine doğrudan bir çizgi gibidirler.

Bazen bu 'Kağıt sıkışmasını nasıl gideririm' şeklindedir. Diğer zamanlarda, yalnızca Google ile paylaşmaya cesaret edebilecekleri can sıkıcı korkular ve gizli özlemlerdir.

Ev Yakıt Hücresi hakkında kullanılmayan bir altın maden içerik fikrini keşfetme arayışımda, Google gibi arama motorlarından otomatik tamamlama verilerini dinlemek için birçok araç kullanıyorum, ardından her yararlı ifadeyi ve soruyu hızla kranklıyorum, insanlar Ev Yakıt Hücresi anahtar kelimesi etrafında soruyorlar.

İnsanların içgörüsü olan bir altın madeni, taze, ultra yararlı içerik, ürün ve hizmetler oluşturmak için kullanabilirim. Sizin gibi nazik insanlar gerçekten istiyor.

İnsan aramaları, insan ruhunda şimdiye kadar toplanan en önemli veri kümesidir. Bu nedenle, bu kitap canlı bir üründür ve tıpkı sizin ve benim gibi, bu yeni ortaya çıkan teknolojiyi merak eden ve bu konuda daha fazla bilgi edinmek isteyen insanlar tarafından sorulan Ev Yakıt Hücresi ile ilgili yeni sorular için giderek daha fazla cevapla sürekli güncellenmektedir.

Bu kitabı yazmanın yaklaşımı, insanların Ev Yakıt Hücresi etrafında nasıl arama yaptıklarını, kafamın tepesinden düşünmeyeceğim soruları ve sorguları ortaya çıkardıklarını ve bu soruları süper kolay ve sindirilebilir kelimelerle cevapladıklarını daha derin bir anlayış seviyesine getirmek ve kitapta basit bir şekilde gezinmektir.

Bu yüzden, bu kitabı yazmaya gelince, mümkün olduğunca optimize edilmiş ve hedeflenmiş olmasını sağladım. Bu kitabın amacı, insanların Ev Yakıt Hücresi hakkındaki bilgilerini daha iyi anlamalarına ve büyütmelerine yardımcı olmaktır. İnsanların sorularını mümkün olduğunca yakından cevaplamaya ve çok daha fazlasını göstermeye çalışıyorum.

İnsanların sahip olduğu soruları ve sorunları keşfetmenin ve onlara doğrudan cevap vermenin ve kitabın içeriğine içgörü, onaylama ve yaratıcılık eklemenin harika ve güzel bir yoludur - hatta sahalar ve teklifler. Kitap, başka türlü ulaşamayacağım zengin, daha az kalabalık ve bazen şaşırtıcı araştırma taleplerini ortaya çıkarıyor. Hiç şüphe yok ki, bu yaklaşımı kullanarak kitabı okuduktan sonra, potansiyel okuyucuların zihinlerinin bilgisini arttırması beklenmektedir.

Bu kitabın içeriğini her zaman taze kılmak için benzersiz bir yaklaşım uyguladım. Bu yaklaşım, arama dinleme araçlarını kullanarak insanların zihinlerini dinlemeye bağlıdır. Bu yaklaşım bana şu konularda yardımcı oldu:

Okuyucularla tam olarak bulundukları yerde tanışın, böylece bir akor vuran ve konuya daha fazla anlayış kazandıran alakalı içerik oluşturabilirim.

Parmağımı sıkıca nabızda tutun, böylece insanlar bu gelişmekte olan teknoloji hakkında yeni yollarla konuştuklarında güncellemeler alabilir ve zaman içindeki eğilimleri izleyebilirim.

İçeriğin alaka düzeyini artıran ve kazanan bir avantaj sağlayan beklenmedik içgörüleri ve gizli nişleri keşfetmek için ortaya çıkan teknoloji hakkında cevaplara ihtiyaç duyan soruların gizli hazinelerini ortaya çıkarın.

Bu kitabı yazmak için yapı taşı aşağıdakileri içerir:

(1) Okuyucuların istediği içerikle ilgili cesaret ve tahminde bulunmak için zaman harcamayı bıraktım, kitap içeriğini insanların ihtiyaç duyduğu şeylerle doldurdum ve spekülasyonlara dayanan sonsuz içerik fikirlerine veda ettim.

(2) İnsanların okumak istedikleri ve bilmek istedikleri şeylere - gerçek zamanlı olarak - ön sıralarda yer almak için sağlam kararlar aldım ve daha az risk aldım ve hangi konuların dahil edileceği ve hangi konuların hariç tutulacağı konusunda cesur kararlar almak için arama verilerini kullandım.

(3) Günlerce ve hatta haftalarca zaman kazanmak için bireysel görüşleri manuel olarak elemek zorunda kalmadan içerik fikirlerini tanımlamak için içerik üretimimi kolaylaştırdım.

İnsanların sadece sorularını cevaplayarak bilgilerini basit bir şekilde artırmalarına yardımcı olmak harikadır.

Bu kitabın yazma yaklaşımının harmanlandığı ve okuyucular tarafından arama motorlarında sorulan önemli soruları izlediği için benzersiz olduğunu düşünüyorum.

Teşekkür

Bir kitap yazmak düşündüğümden daha zor ve hayal edebileceğimden daha ödüllendirici. Bunların hiçbiri prestijli araştırmacılar tarafından tamamlanan çalışmalar olmadan mümkün olmazdı ve halkın bu gelişen teknoloji hakkındaki bilgisini artırma çabalarını kabul etmek isterim.

Özveri

Aydınlanmışlara, olayları farklı gören ve dünyanın daha iyi olmasını isteyenlere göre, statükoya veya mevcut devlete düşkün değiller. Onlarla çok fazla aynı fikirde olmayabilirsiniz ve onlarla daha da fazla tartışabilirsiniz, ancak onları görmezden gelemezsiniz ve onları küçümseyemezsiniz, çünkü her zaman bir şeyleri değiştirirler ... insan ırkını ileriye doğru iterler ve bazıları onları çılgın veya amatör olarak görürken, diğerleri dahi ve yenilikçiler olarak görür, çünkü dünyayı değiştirebileceklerini düşünecek kadar aydınlanmış olanlar, bunu yapan ve insanları aydınlanmaya yönlendirenlerdir.

Epigraf

Bir elektrokimyasal hücre, ana veya yedek güç üretimi için kullanılabilir ve bir ev yakıt hücresi veya konut yakıt hücresi böyle bir hücredir. Daha büyük endüstriyel sabit yakıt hücreleri ile karşılaştırılabilirler , ancak ev ortamlarında kullanım için daha mütevazı bir boyutta inşa edilirler. Çoğu durumda, bu yakıt hücrelerinin arkasındaki teknoloji, kombine ısı ve güç (CHP) veya mikro kombine ısı ve güç (Micro-CHP) olarak bilinir ve sadece elektrik değil, aynı zamanda ılık su veya hava üretmelerini sağlar.

İçindekiler

Telif hakkı

Bonus

Önsöz

Giriş

Teşekkür

Özveri

Epigraf

İçindekiler

Bölüm 1: Ev yakıt hücresi

Bölüm 2: Elektrik üretimi

Bölüm 6: Pompalı depolama hidroelektriği

Bölüm 4: Dağıtılmış üretim

Bölüm 5: Kojenerasyon

Bölüm 6: Şebeke enerji depolama

Bölüm 7: Bölgesel ısıtma

Bölüm 11: Hibrit güç

Bölüm 9: Mikro kombine ısı ve güç

Bölüm 10: Mikrojenerasyon

Bölüm 11: Yenilenebilir ısı

Bölüm 12: Besleme tarifesi

Bölüm 15: Güneş Enerjisi

Bölüm 14: Enerji geri dönüşümü

Bölüm 15: Fotovoltaik sistem

Bölüm 16: Bloom Energy Server

Bölüm 17: Amerika Birleşik Devletleri çiftliklerinde elektrik enerjisi verimliliği

Bölüm 18: Malta'da Enerji

Bölüm 19: İşletme Enerjisi Yatırım Vergi Kredisi

Bölüm 20: Danimarka'da yenilenebilir enerji

Bölüm 21: New Mexico'da Net Ölçüm

Epilogue

Yazar Hakkında

Çok yakında

Ekler: Her Sektörde Gelişen Teknolojiler

Bölüm 1: Ev yakıt hücresi

Bir elektrokimyasal hücre, ana veya yedek güç üretimi için kullanılabilir ve bir ev yakıt hücresi veya konut yakıt hücresi böyle bir hücredir. Daha büyük endüstriyel sabit yakıt hücreleri ile karşılaştırılabilirler, ancak ev ortamlarında kullanım için daha mütevazı bir boyutta inşa edilirler. Çoğu durumda, bu yakıt hücrelerinin arkasındaki teknoloji, kombine ısı ve güç (CHP) veya mikro kombine ısı ve güç (Micro-CHP) olarak bilinir ve sadece elektrik değil, aynı zamanda ılık su veya hava üretmelerini sağlar.

Eni-Farm, şu anda Japonya'da ticari ölçekte faaliyet gösteren bir yakıt hücresinin adıdır. Bu hücre doğal gazla çalışır ve yerel yönetimin yardımıyla sıcak suyun yanı sıra elektrik üretir.

Bir yakıt hücresinin her zaman tam olarak gerekli miktarda güç ve ısı sağlaması mümkün olmadığından, yakıt hücreleri normalde konutlarda bağımsız sistemler olarak kurulmaz. Bunun yerine, üretilen güç miktarının talebi karşılamak için yeterli veya yetersiz olduğu durumlarda şebekeye bağlı olabilirler. Ek olarak, yalnızca ısı üreten tipik bir fırın, hibrit bir ısıtma sistemi oluşturmak için bir ev yakıt hücresi ile eşleştirilebilir. Örneğin, Alman Viessmann şirketi, 0,75 kW elektrik gücüne ve 1 kW termal güce sahip bir konut yakıt hücresi üretiyor. Bu yakıt hücresi, 19 kW kapasiteye sahip geleneksel bir ısı üreten fırın ile entegre edilmiştir ve herhangi bir ek veya tamamlayıcı elektrik gereksinimi için şebekeye girer.

PEMFC yakıt hücresi m-CHP düşük sıcaklıkta (50 ila 100 ° C) çalışır ve yüksek saflıkta hidrojen gerektirir.

Kirlenmeye karşı hassastır ve daha yüksek sıcaklıklarda çalışmasına izin vermek ve yakıt reformcusunu geliştirmek için ayarlamalar yapılabilir.

SOFC yakıt hücresi m-CHP yüksek sıcaklıkta (500 ila 1.000 ° CP) çalışır ve farklı enerji kaynaklarını işleyebilir, ancak yüksek sıcaklık, sıcaklığı işlemek için pahalı malzemeler gerektirir.

Daha düşük bir sıcaklıkta çalışmak için değişiklikler yapılabilir.

Artan sıcaklığın doğrudan bir sonucu olarak, SOFC sistemleri için başlatma süresi genellikle daha uzundur.

Potansiyel verimlilik, ev yakıt hücresinin her ikisi de sahada tüketilen hem güç hem de ısı üretmesi nedeniyle yüzde yüze ulaşmaya yaklaşıyor. Bu, yakıt hücrelerini kullanarak evsel olmayan güç üretmenin geleneksel yönteminin aksine, hem iletim kaybına hem de atık ısıya neden olur ve ev ısıtması için kullanılan enerji miktarında bir artış gerektirir. Çoğu durumda bir ev yakıt hücresinin, herhangi bir zamanda gerekli olan hem ısı hem de elektriğin kesin miktarını üretemediği gerçeği ışığında, böyle bir kurulum tipik olarak bağımsız bir kurulum değil, geleneksel bir fırınla birleştirilen ve yakıt hücresi tarafından üretilenlerin üzerinde veya açığında olan elektrik gereksinimleri için şebekeye bağlanan bir kurulumdur. Bunun bir sonucu olarak, toplam verimlilik yüzde yüzden düşüktür. Evdeki yakıt hücreleri ile elde edilebilecek yüksek verimlilik seviyesi nedeniyle, Almanya gibi birçok ülke, iklim değişikliği programının bir parçası olarak yakıt hücrelerinin kurulumu için finansal yardım sağlamaya başlamıştır.

Ev için yakıt hücreleri, kapalı bir mekanik odaya veya açık havada monte edilebilecekleri ve günün her saatinde sessizce çalışacakları şekilde tasarlanmış ve inşa edilmiştir. Ev yakıt hücrelerinin önceden var olan elektrik ve hidronik sistemlerle entegrasyonu kolaydır ve kamu hizmetlerinin ara bağlantı için sahip olduğu düzenlemelerle tutarlıdır. Ev yakıt hücreleri, evin ana servis paneli aracılığıyla şebekeye bağlanır ve net ölçüm kullanırlar. Elektrik şebekesinde bir kesinti olması durumunda, sistem otomatik olarak şebekeden bağımsız bir modda çalışmaya başlayacaktır. Bu, şebeke kapalıyken evdeki belirli devreler için kesintisiz yedek güç sunmasını sağlayacaktır. İsterseniz, elektrik şebekesinden bağımsız olarak çalışacak şekilde uyarlanabilir.

Tesislerinde Bloom Energy yakıt hücreleri kurulu olan yirmi işletme var. Bu kuruluşlar arasında Google, eBay ve FedEx bulunur.

Bir yakıt hücresinin tipik ömrü, 60.000 saatlik bir bölgedir. Bu, kendilerini bir gecede kapatmak üzere tasarlanmış PEM yakıt hücreli cihazlar için on ila on beş yıl arasında öngörülen bir ömre karşılık gelir.

Watt başına dolar bazında kurulu bazda, konut yakıt hücrelerinin çoğunluğu yerli güneş enerjisi fotovoltaik sistemleriyle rekabet edebilir. Mümkün olan en büyük güneş enerjisi sahalarında bile, doğal gazla çalışan bazı ev yakıt hücreleri, aynı büyüklükteki bir güneş sistemi olarak bir yılda sekiz kat daha fazla enerji üretebilir. Örneğin, 5 kW kapasiteli bir ev yakıt hücresi sistemi, yaklaşık 80 MWh yıllık kombine güç ve ısı üretebilir; bu, 5 kW'lık bir güneş enerjisi sistemi tarafından üretilebilecek tahmini 10 MWh'den çok daha fazladır. Öte yandan güneş enerjisi, neredeyse hiçbir operasyonel maliyeti olmayan yenilenebilir bir kaynaktır, oysa doğal gaz ne buna sahiptir ne de sahiptir. Bu, iki sistemi doğrudan karşılaştırmayı imkansız kılar.

Ev yakıt hücreleri için işletme maliyetleri, tüm elektrik ve termal yükün kullanıldığı varsayılarak, doğal gaz için termik başına 1,20 ABD dolarına bağlı olarak kWh başına 6,0 ¢ kadar düşük olabilir.

Konut yakıt hücreleri için ilk sermaye harcamaları oldukça önemli olabilir. Aralık 2012 itibariyle, Panasonic ve Tokyo Gas Co., Ltd., Japonya'da yaklaşık 21.000 PEM Eni-Farm ünitesini, üniteler kurulmadan önce her biri 22.600 $ fiyatla pazarlamıştı.

Amerika Birleşik Devletleri'nin yenilenebilir enerji kaynakları konusundaki genel politikasının bir bileşeni olarak, konut yakıt hücresi sistemleri hem eyalet hem de federal düzeyde önemli finansal geri ödemeler ve teşvikler için niteliklidir. Örnek olarak, Kaliforniya Kendi Kendini Üretme Teşvik Programı (SGIP) indirimi (kW başına 2.500 ABD Doları) ve Federal Vergi Kredileri (kW konut başına 1.000 ABD Doları ve kW ticari başına 3.000 ABD Doları) müşteriye net sermaye maliyetini büyük ölçüde düşürecektir. İşletmeler tarafından, ikramiyeler ve hızlandırılmış amortisman fırsatları sayesinde yakıt hücrelerinin kullanımı yoluyla ek parasal faydalar elde edilebilir.

Özellikle Kaliforniya eyaletinde, kamu hizmetleri, enerji kullanımı tanımlanmış taban çizgilerinin ötesine geçtiğinde kilowatt-saat başına daha yüksek oranlar talep eder; üst katman, bu düzeylerde kullanımı engellemek için en yüksek oranlarda ayarlanır. Başka bir deyişle, daha yüksek oranlar daha büyük maliyetlere eşittir. Ev yakıt hücrelerini kullanan müşteriler, mümkün olan en yüksek oranlarda ücretlendirilme şansına sahip değildir ve bu da ev sahipleri için yıllık yüzde 45'e kadar tasarruf sağlayabilir.

Konut yakıt hücreleri pazarı nispeten gençtir ve enerjinin üretilme biçiminde önemli bir değişikliğe işaret etmektedir. Amerika Birleşik Devletleri'ndeki bir konutta tek bir yakıt hücresi sisteminin kurulması, ülkede enerji bağımsızlığını elde etme hedefine katkıda bulunuyor. Konut yakıt hücresi teknolojisinin uzun vadeli faydalarından biri, topluluklara ve iş parklarına dağılacak mikro Kombine Isı ve Güç (CHP) sistemlerinin ağlarının nihai olarak oluşturulması olacaktır. Dağıtılmış bir üretim yaklaşımında bu kendi kendine enerji üretimi, Amerika Birleşik Devletleri'nin güç üretim kapasitesini güvence altına alacak ve artıracaktır. Ayrıca, kullanılmayan elektriğin şebekelere geri gönderilmesini mümkün kılacak ve bu da yeni enerji santralleri ve iletim hatları inşa etme ihtiyacını ortadan kaldıracaktır. Bir eve bir yakıt hücresi sisteminin kurulması, sakinlerin elektrik şebekesinden bağımsız olarak yaşamalarına, enerji verimliliğindeki gelişmelere önemli ölçüde katkıda bulunmalarına ve Amerika Birleşik Devletleri'nin diğer ülkelerden enerji ithalatına olan bağımlılığını azaltma potansiyeline sahiptir.

{Bölüm 1'i Sonlandır}

Bölüm 2: Elektrik üretimi

Elektrik üretimi, fosil yakıtlar gibi ana enerji kaynaklarından elektrik enerjisi üretme sürecini ifade eder. Elektrik enerjisi işinde, son kullanıcılara teslim edilmeden (iletim, dağıtım vb.) veya endüstride yer alan kamu hizmetleri için depolanmasından önceki aşamadır (örneğin, pompalı depolama yöntemini kullanarak).

Elektrik doğrudan çevreden elde edilemediğinden, yapılmalı (yani, diğer enerji biçimlerini elektriğe dönüştürmek). Üretim süreci enerji santrallerinde (enerji santralleri olarak da adlandırılır) gerçekleşir. Elektromekanik jeneratörler, enerji santrallerinde kullanılan en yaygın jeneratör türüdür. Bu jeneratörler öncelikle yanma veya nükleer fisyon ile çalışan ısı motorları tarafından tahrik edilir. Bununla birlikte, elektrik, akan su ve rüzgarın kinetik enerjisi gibi diğer yöntemler kullanılarak da üretilebilir. Güneş fotovoltaiği ve jeotermal enerji iki tür yenilenebilir enerji kaynağıdır.

Kömür ve nihayetinde gaz yakan enerji santrallerini ortadan kaldırmak, sera gazı emisyonlarını azaltmaya yardımcı olacaktır.

İngiliz bilim adamı Michael Faraday, 1820'lerde ve 1830'ların başında elektrik üretiminin altında yatan temel ilkelerin keşfini yaptı. Bugün hala kullanılmakta olan tekniği, elektrik üretmek için bazen Faraday diski olarak bilinen bir tel döngüsünün bir mıknatısın kutupları arasında hareketini içerir. Yüksek gerilimde ve çok az kayıpla elektrik taşımak için güç transformatörlerinden yararlanan alternatif akım (AC) güç iletiminin icadı, merkezi enerji santrallerinin finansal olarak uygulanabilir hale gelmesini mümkün kılmıştır.

Dinamoyu hidrolik türbine bağladıktan sonra, ticari kullanım için güç üretimi nihayet başlayabilir. Elektrik enerjisinin mekanik olarak yaratılması, İkinci Sanayi Devrimi'nin başlangıcını işaret etti ve elektriği kullanan bir dizi yeniliğin yolunu açtı. Bu devrime en önemli katkılar Nikola Tesla ve Thomas Alva Edison'du. Geçmişte, elektrik üretmenin tek yolu kimyasal süreçlerin veya pil hücrelerinin kullanılmasıydı ve gerçek dünyada herhangi bir önemi olan tek elektrik kullanımı telgraftı.

1882'de New York'taki Pearl Street İstasyonu'ndaki bir buhar motoru, bir dinamo çalıştırarak doğru akım (DC) üretti. Bu DC akımı, Pearl Street'teki halka açık ışıklara güç sağlamak için kullanıldı. Bu, merkezi elektrik santrallerinde elektrik üretiminin başlangıcını işaret ediyordu. Yeni teknoloji, dünyanın dört bir yanındaki sayısız şehir tarafından hemen benimsendi ve bunu yaparken, gazla çalışan sokak lambalarını elektrikle çalışan lambalara dönüştürdüler. Kısa bir süre sonra, elektrik ışıkları kamu binalarında, şirketlerde ve tramvay ve tren gibi toplu taşıma araçlarına güç sağlamak için kullanılacaktı. Bu çok geçmeden meydana geldi.

Orijinal enerji santralleri, elektrik üretmek için hidroelektrik veya kömür kullandı. Modern toplum, kömür, nükleer enerji, doğal gaz, hidroelektrik, rüzgar enerjisi, petrol ve güneş enerjisi, gelgit enerjisi ve jeotermal enerji gibi diğer kaynaklar dahil olmak üzere birçok farklı enerji türünü kullanır.

1880'lerdeki ilk çıkışından sonra, akkor ampul, elektrik endüstrisinin patlayıcı büyümesini katalize etmek için büyük ölçüde kredilendirildi. Thomas Edison ve Joseph Swan'dan önce ampulü icat etmekle suçlanan 22 kişi daha olmasına rağmen, Edison ve Swan'ın ortaya çıkardığı yenilik, ticari olarak en uygun ve yaygın olarak kullanılan inovasyon haline geldi. 19. yüzyılın ilk yıllarında elektrik bilimi ve teknolojisi alanlarında önemli ilerlemeler kaydedilmiştir. Ayrıca, 19. yüzyılın ikinci yarısı boyunca elektrik teknolojisinin ve mühendisliğinin gelişmesi, elektriğin günlük yaşamda yaygın olarak kullanılmasına yol açmıştır. Özel konutlarda elektrik ihtiyacı, çeşitli elektrik yeniliklerinin yaygın olarak yayılmasına ve bu yeniliklerin günlük yaşamın rutin faaliyetlerine dahil edilmesine yanıt olarak fırladı. Talepteki bu artışın bir sonucu olarak, birçok işletme sahibi kar etme fırsatını gördü ve elektrik altyapısına yatırım yapmaya başladı ve sonuçta ilk elektrik kamu hizmetlerinin kurulmasına yol açtı. Elektrifikasyon terimi genellikle bu tarihsel süreci ifade etmek için kullanılır.

Başlangıçta, güç dağılımı birbirinden tamamen ayrı olan bireysel şirketler tarafından ele alındı. Bir müşteri, bir üreticiden enerji satın alacak ve daha sonra tüketiciden ödeme aldıktan sonra kendi güç altyapısı aracılığıyla dağıtacaktır. Neslin genel üretkenliği ve verimliliği, yeni teknolojilerin gelişmesiyle birlikte arttı. Buhar türbini gibi icatlar, yalnızca elektriğin üretildiği araçların etkinliği üzerinde değil, aynı zamanda bunu yapmanın maliyeti üzerinde de önemli bir etkiye sahipti. Termal enerjinin mekanik işe dönüştürülmesi, buhar motorlarınınkine oldukça benziyordu, ancak çok daha büyük ölçekte ve önemli ölçüde daha yüksek bir çıktıya sahipti. Bu büyük ölçekli enerji santrallerinde yapılan iyileştirmeler, elektrik üretimini merkezileştirme süreci için çok önemliydi, çünkü bu santrallerin bugün kullanımda olan tüm güç sistemi için vazgeçilmez hale geleceği öngörülüyordu.

20. yüzyılın ortalarında, çeşitli kamu hizmetleri, bunu yapmanın finansal ve operasyonel avantajlarından yararlanmak için dağıtım ağlarını konsolide etmeye başladı. Tesis koordinasyonunun başlangıcı, yaklaşık aynı zamanda meydana gelen uzun mesafeli güç iletiminin gelişimine kadar izlenebilir. Bölgesel sistem operatörleri daha sonra güvenilirliğini ve istikrarını sağlamak için bu sistemi güvence altına almakla görevlendirildi. 1920'lerde Kuzey Avrupa ve Kuzey Amerika'daki büyük şehirler ve metropol bölgeler, konut mahallelerini ve konut stoklarını elektriklendiren ilk şehirlerdi. 1930'lara kadar kırsal bölgeler, elektrik enerjisi üretimi ve dağıtımının yaygın bir şekilde uygulanmasını görmeye başlamadı.

Elektrik dışı enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürmek için kullanılabilecek birkaç önemli dönüşüm işlemi vardır. Dönen elektrik jeneratörleri ve fotovoltaik sistemler genellikle şebeke ölçeğinde elektrik üretiminde kullanılır. Piller, kamu hizmetleri tarafından sağlanan toplam elektrik gücü miktarına ihmal edilebilir miktarda sağlar. Triboelektrik etki, piezoelektrik etki, termoelektrik etki ve betavoltaik gibi diğer elektrik üretme yöntemleri, daha uzmanlaşmış uygulamalarda bulunabilir.

Kinetik enerji, elektrik jeneratörleri aracılığıyla elektrik enerjisine dönüştürülebilir. Elektrik üretmek için en yaygın olan bu yöntemin arkasındaki ilke Faraday yasasıdır. İletken malzemenin kapalı döngüleri içinde bir mıknatısın döndürülmesini içeren deneyler, bu fenomenin kanıtını sağlar (örneğin bakır tel). Ticari olarak üretilen elektriğin hemen hemen tamamının üretimi, elektromanyetik indüksiyon işlemi ile gerçekleştirilir. Bu yöntemde, mekanik enerji bir jeneratörün dönmesine neden olur.

Elektrokimya,