Fy kpl 2 Aurinkoon liittyvä energia

Question 1

Energialähteitä, jotka ovat suoraan tai välillisesti peräisin auringosta

Answer 1

Aurinkoenergia, vesi, tuuli, fossiiliset polttoaineet, biomassa

Question 2

Mitä on aurinkoenergia

Answer 2

Suoraan auringon säteilystä otettavaa energiaa, jota käytetään sähköntuotantoon ja lämmittämiseen.

Question 3

Miten aurinkoenergialla tuotetaan sähköä

Answer 3

Sähköntuotanto tapahtuu puolijohdekomponenteista valmistettujen aurinkokennojen avulla. Auringon säteilyn fotonit irrottavat puolijohteen atomirakenteesta elektroneja (valosähköilmiö), jolloin puolijohteen pn-liitoksen tyhjennysalueelle muodostuu aukko-elektronipareja. Ne aiheuttavat potentiaalieron, joka saa puolijohteeseen liitettyyn virtapiiriin sähkövirran, jota voidaan hyödyntää kuten muullakin tavalla tuotettua sähkövirtaa.

Question 4

Miten aurinkokeräin toimii

Answer 4

Aurinkokeräimessä Auringon energiaa sidotaan johonkin väliaineeseen. Lämmennyt väliaine johdetaan lämmönvaihtimeen, josta se siirretään käyttökohteeseen esimerkiksi huoneilmaa tai käyttövettä lämmittämään. Energia voidaan myös varastoida lämmönvaraajaan myöhempää käyttöä varten.

Question 5

Vesivoima

Answer 5

Auringon säteily haihduttaa meristä vettä ilmakehään. Ilmavirtaukset kuljettavat kostean ilman mantereitten ylle korkeammille alueille, jonne kosteus laskeutuu sateena. Vedellä on silloin suurempi potentiaalienergia Maan gravitaatiokentässä kuin sen ollessa merissä. Vesi virtaa takaisin meriin jokia pitkin, joihin rakennetuissa vesivoimalaitoksissa veden potentiaalienergia muuttuu liike-energiaksi. Virtaava vesi pyörittää turbiinia, joka on kytketty generaattoriin, jossa veden liike-energia muuntuu sähköksi sähkömagneettisen induktion avulla.

Question 6

Tuulivoima

Answer 6

Auringon säteily aiheuttaa ilmakehässä lämpötilan ja paineen vaihteluja, jotka saavat aikaan ilmavirtauksia eli tuulia. Virtaava ilma pyörittää tuulimyllyn lapoja, jotka on kytketty akselilla sähkögeneraattoriin. Liike-energia muuntuu generaattorissa sähköksi sähkömagneettisen induktion avulla.

Question 7

Fossiiliset polttoaineet

Answer 7

Kasvillisuus ja kasviplankton ovat muuntaneet Auringon säteilyenergiaa yhteyttämisen avulla kemialliseksi energiaksi. Kivihiili on syntynyt lahonneista kasveista miljoonien vuosien kuluessa kovassa paineessa maakerrosten välissä, ja öljy ja maakaasu veden alla kasviaineksista ja pienistä merieliöistä. Kun fossiilisia polttoaineita poltetaan, kemiallinen energia muuntuu lämmöksi (aineen rakenneosasten liike-energiaksi) . Lämpöä voidaan hyödyntää suoraan tai sillä voidaan käyttää lämpövoimakonetta, joka tuottaa energiaa sähkömagneettisen induktion avulla. Öljyä hyödynnetään laajasti myös kemianteollisuuden raaka-aineena.

Question 8

Biomassasta saatava energia

Answer 8

Kun biomassoja, kuten puuta, peltokasveja, turvetta ja bioperäisiä jätteitä, poltetaan, niissä oleva kemiallinen energia muuntuu lämmöksi. Lämpö voidaan käyttää sellaisenaan tai tuottamaan sähköä. Kemiallinen energia on alkuperältään kasvien yhteyttämisessä sitomaa Auringon energiaa. Bioenergiaa käytetään esimerkiksi metsäteollisuudessa, joka hyödyntää metsähaketta, ja prosesseissa syntyviä puupohjaisia sivutuotteita.

Question 9

Turve

Answer 9

Turve on biomassaa, joka on syntynyt tuhansien vuosien aikana hapettomassa tilassa lahonneesta kasviaineksesta. Turvetta käytetään lämmöntuotantoon lämpövoimalaitoksissa.