12. Sınıf Kimya · Enerji Kaynakları ve Bilimsel Gelişmeler
Alternatif Enerji Kaynakları
- alternatif enerji
- güneş enerjisi
- rüzgâr enerjisi
- jeotermal enerji
- biyokütle
- hidrojen enerjisi
- nükleer enerji
- fisyon
Alternatif enerji kaynakları nelerdir ve nasıl çalışır?
Alternatif enerji kaynakları, fosil yakıtların tükenmesi ve çevreye verdiği zarar nedeniyle yönelinen güneş, rüzgâr, jeotermal, biyokütle, hidrojen ve nükleer enerji gibi kaynaklardır. Güneş enerjisinde kolektörler güneş ışığını ısıya, fotovoltaik hücreler doğrudan elektriğe çevirir; ancak 100 vatlık bir ampul için 1 m² güneş pili gerektiğinden geniş alan gerekir. Rüzgâr enerjisinde havanın hareket enerjisi türbinleri döndürür; büyük bir rüzgâr türbini 1,65 megavat elektrik sağlayabilir, fakat yatırım maliyeti yüksektir. Jeotermal enerji yer altındaki ısının ısıttığı su ve buhardan elde edilir ve Türkiye'de jeotermal alanların çoğu Batı Anadolu'dadır. Biyokütleden biyogaz, biyodizel ve biyoetanol üretilir. Hidrojen yandığında yalnızca su oluştuğu için temiz bir yakıttır; Turhan Nejat Veziroğlu bu alandaki öncü çalışmalarıyla tanınır. Nükleer santrallerde uranyum gibi büyük çekirdeklerin bölünmesi olan fisyon kullanılır; bu yöntem büyük enerji verir ama radyoaktif atık riski taşır.
Alternatif Enerji Kaynakları: konu anlatımı ve özeti
Fosil yakıtların tükenmesi ve çevreye verdiği zarar, insanları temiz ve yenilenebilir enerji kaynaklarına yöneltiyor. Bu konu başlıca alternatif kaynakları, artılarını ve sınırlılıklarını tanıtıyor.
- Güneş enerjisi: kolektörler güneş ışığını ısıya, fotovoltaik hücreler (güneş pilleri) doğrudan elektriğe çevirir. Temiz ve bol bir kaynaktır ama geniş alan ve depolama gerektirir.
- Rüzgâr enerjisi: havanın hareket enerjisi türbinleri döndürerek elektrik üretir. Temizdir; ancak yatırım maliyeti yüksektir ve her bölge yeterli rüzgâr almaz.
- Jeotermal enerji: yer altındaki ısının ısıttığı su ve buhardan elde edilir. Türkiye'de jeotermal alanların çoğu Batı Anadolu'dadır.
- Biyokütle enerjisi: bitki ve hayvan atıkları gibi organik maddelerde depolanan enerjidir; biyogaz, biyodizel ve biyoetanol bu kaynaktan elde edilir.
- Hidrojen enerjisi: hidrojen yandığında yalnızca su oluşur (2H2 + O2 → 2H2O), bu nedenle temiz bir yakıttır. Türk bilim insanı Turhan Nejat Veziroğlu, hidrojen enerjisi alanındaki öncü çalışmalarıyla tanınır.
- Nükleer enerji: uranyum gibi büyük çekirdeklerin bölünmesine fisyon, küçük çekirdeklerin birleşmesine füzyon denir. Santrallerde fisyon kullanılır; çok büyük enerji verir ama radyoaktif atık ve güvenlik riski taşır.
Unutma: Hidrojen doğada serbest hâlde neredeyse hiç bulunmaz; sudan elde edilmesi için enerji harcanır, bu yüzden hidrojen bir enerji kaynağından çok enerji taşıyıcısıdır.
Bu özet yapay zekâ ile kitabın ilgili sayfalarından hazırlandı; hata içerebilir. Asıl kaynak MEB ders kitabıdır. İçerikler nasıl hazırlanıyor? · Son güncelleme:
Önce temeli pekiştir
Enerji kaynaklarını karşılaştırırken her biri için aynı dört soruyu sor:
- Yenilenebilir mi? Kaynak insan ömrü içinde kendini yeniliyor mu?
- Her zaman var mı? Güneş gece, rüzgâr durgun havada yoktur; depolama gerekir.
- Nerede bulunur? Jeotermal Batı Anadolu'da yoğundur, rüzgâr kıyılarda ve geçitlerde güçlüdür.
- Çevreye bedeli ne? Baraj alan kaplar, nükleer atık üretir, güneş panelinin de üretim ve geri dönüşüm sorunu vardır.
Günlük hayattan: Çatılardaki güneş enerjili su ısıtıcıları, güneş ışığını doğrudan ısıya çevirir; yazın daha verimli, kışın ve bulutlu günlerde daha az verimli çalışır.
Sık yapılan hata: Yenilenebilir kaynakların çevreye hiç etkisi olmadığını sanmak. Doğrusu: Etkileri fosil yakıtlardan genellikle azdır, ama sıfır değildir.
Derinleş
Okulunun ya da evinin bulunduğu bölge için en uygun alternatif enerji kaynağını belirle. Bölgenin güneşlenme süresi, rüzgâr durumu ve jeotermal kaynakları hakkında coğrafya bilginden ve resmî verilerden yararlan. Seçtiğin kaynağın kurulum maliyetini ve kendini ne kadar sürede amorti edebileceğini tahmin eden kısa bir fizibilite raporu hazırla.
Bu konuda neler var?
- Nükleer Enerji
- Turhan Nejat Veziroğlu
Sorular
Soru bankasından bu konunun soruları, kolaydan zora.
Kolay
1Bir belediye, lokantalardan topladığı atık kızartma yağlarını bir tesiste işletiyor. Elde edilen yakıt, belediyenin çöp kamyonlarında dizel yakıtın yerine kullanılıyor. Bu yakıt aşağıdakilerden hangisidir?
- A) Motorin
- B) Biyodizel
- C) Doğal gaz
- D) LPG
- E) Benzin
Cevabı göster
Doğru cevap: B) Biyodizel
Bitkisel yağlar ve atık kızartma yağları gibi biyokütle kaynaklarından üretilen dizel yerine geçebilen yakıt biyodizeldir. Motorin seçeneği yanlıştır; motorin de dizel motorlarda kullanılır ama ham petrolün damıtılmasıyla elde edilen bir fosil yakıttır.
Kolay
2Bazı şehirlerde, hidrojeni havadaki oksijenle birleştirerek elektrik üreten yakıt hücreli otobüsler kullanılıyor. Kış sabahlarında bu otobüslerin egzozundan çıkan maddenin soğuk havada beyaz bir bulut oluşturduğu, ama is ya da koku bırakmadığı görülüyor. Egzozdan çıkan bu madde hangisidir?
- A) Su buharı
- B) Karbon dioksit
- C) Karbon monoksit
- D) Kükürt dioksit
- E) Metan
Cevabı göster
Doğru cevap: A) Su buharı
2H₂ + O₂ → 2H₂O tepkimesine göre hidrojenin oksijenle birleşmesinden yalnızca su oluşur; soğuk havada su buharı yoğunlaşarak beyaz bulut gibi görünür. Karbon dioksit seçeneği yanlıştır; yakıtta karbon bulunmadığı için karbon içeren bir ürün oluşamaz.
Kolay
3Denizli'nin Sarayköy ilçesinde yerin yüzlerce metre altından çıkarılan yaklaşık 200 °C sıcaklıktaki su ve buhar, türbinleri döndürerek elektrik üretiyor. Santralden çıkan sıcak su daha sonra çevredeki seraların ısıtılmasında kullanılıyor. Bu tesiste yararlanılan enerji kaynağı hangisidir?
- A) Biyokütle enerjisi
- B) Rüzgâr enerjisi
- C) Hidrojen enerjisi
- D) Hidroelektrik enerji
- E) Jeotermal enerji
Cevabı göster
Doğru cevap: E) Jeotermal enerji
Yer kabuğunun derinliklerindeki ısıyla ısınan su ve buhardan elde edilen enerji jeotermal enerjidir. Hidroelektrik seçeneği suyun varlığı nedeniyle çekici olabilir; ancak hidroelektrik santraller suyun ısısından değil, barajdan düşen suyun hareketinden yararlanır.
Kolay
4Bir okulun çatısına iki tür düzenek kuruluyor. Birinci türdeki koyu renkli paneller, ürettikleri akımla sınıflardaki lambaları doğrudan besliyor. İkinci türdeki siyah borulu düzenekler ise yalnızca kazandaki suyu ısıtıyor. Birinci türdeki, güneş ışığını doğrudan elektrik enerjisine dönüştüren düzenek hangisidir?
- A) Güneş kolektörü
- B) Rüzgâr türbini
- C) Jeotermal kuyu
- D) Isı pompası
- E) Fotovoltaik hücre
Cevabı göster
Doğru cevap: E) Fotovoltaik hücre
Fotovoltaik hücreler (güneş pilleri) yarı iletken malzemeler sayesinde ışığı doğrudan elektriğe dönüştürür. Güneş kolektörü seçeneği yanlıştır; kolektörler ikinci türdeki düzeneklerdir ve ışığı elektriğe değil ısıya dönüştürür.
Kolay
5Bir öğrenci basit bir güneş kolektörü yapmak için bir kutunun iç yüzeyini siyaha boyuyor ve üzerini cam bir plakayla kapatıyor. Yüzeyin altından geçen boruya su dolduruyor. Kolektörün iç yüzeyinin siyah olmasının amacı hangisidir?
- A) Güneş ışığını daha fazla yansıtmak
- B) Suyun donmasını önlemek
- C) Güneş ışığını daha fazla soğurarak ısınmak
- D) Güneş ışığını doğrudan elektriğe çevirmek
- E) Kolektörün daha hafif olmasını sağlamak
Cevabı göster
Doğru cevap: C) Güneş ışığını daha fazla soğurarak ısınmak
Siyah yüzey ışığın çoğunu soğurur ve ısınır; bu ısı suyu ısıtmakta kullanılır. Işığı doğrudan elektriğe çeviren düzenek kolektör değil, fotovoltaik hücredir.
Kolay
6Bir hesap makinesinin üst kısmında küçük koyu renkli bir şerit bulunuyor; makine pil takılmadan, yalnızca ışık altında çalışıyor. Bu şeritteki düzenek güneş ışığını hangi enerjiye dönüştürür?
- A) Yalnızca ısı enerjisine
- B) Kimyasal enerjiye
- C) Nükleer enerjiye
- D) Doğrudan elektrik enerjisine
- E) Ses enerjisine
Cevabı göster
Doğru cevap: D) Doğrudan elektrik enerjisine
Fotovoltaik hücre (güneş pili), güneş ışığını doğrudan elektrik enerjisine dönüştürür ve hesap makinesi gibi küçük cihazlara güç sağlar. Işığı ısıya çeviren düzenek güneş kolektörüdür.
Kolay
7Bir enerji fuarındaki pano, kaynakları yenilenebilir ve yenilenemez olarak ayırıyor. Aşağıdakilerden hangisi yenilenebilir bir enerji kaynağı değildir?
- A) Kömür
- B) Güneş
- C) Rüzgâr
- D) Jeotermal
- E) Biyokütle
Cevabı göster
Doğru cevap: A) Kömür
Kömür milyonlarca yılda oluşan bir fosil yakıttır ve tüketildiğinde kısa sürede yerine konamaz. Güneş, rüzgâr, jeotermal ve biyokütle yenilenebilir kaynaklardır.
Kolay
8Bir öğrenci, yerkürenin derinliklerinde biriken ısının etkisiyle ısınarak yüzeye çıkan su, buhar ve gazlardan elde edilen enerjiyi araştırıyor. Bu enerji türü hangisidir?
- A) Güneş enerjisi
- B) Biyokütle enerjisi
- C) Hidrojen enerjisi
- D) Rüzgâr enerjisi
- E) Jeotermal enerji
Cevabı göster
Doğru cevap: E) Jeotermal enerji
Yer altındaki ısıyla ısınan su ve buhardan elde edilen enerjiye jeotermal enerji denir; konut ve sera ısıtmada, termal turizmde ve elektrik üretiminde kullanılır. Biyokütle enerjisi bitkilerde depolanan enerjidir.
Kolay
9Bir mühendis, hidrojenli araçlar için hidrojen taşıma kapasitesi yüksek, yanıcı ve patlayıcı olmayan ve kontrol edilebilir bir tepkimeyle hidrojen verebilen bir bor bileşiği öneriyor. Bu bileşik hangisidir?
- A) Sodyum borhidrür (NaBH₄)
- B) Sodyum klorür (NaCl)
- C) Kalsiyum karbonat (CaCO₃)
- D) Metan (CH₄)
- E) Bor oksit (B₂O₃)
Cevabı göster
Doğru cevap: A) Sodyum borhidrür (NaBH₄)
Sodyum borhidrür (NaBH₄), hidrojen taşıma kapasitesinin yüksekliği, yanıcı ve patlayıcı olmaması ile öne çıkan bir hidrür bileşiğidir. Bor oksit hidrojen içermediği için hidrojen kaynağı olamaz.
Kolay
10Bir nükleer enerji sunumunda uranyum gibi büyük bir atom çekirdeğinin daha küçük çekirdeklere bölündüğü ve bu sırada çok büyük miktarda enerji açığa çıktığı anlatılıyor. Bu olayın adı hangisidir?
- A) Füzyon
- B) Yanma
- C) Fotosentez
- D) Hibritleşme
- E) Fisyon
Cevabı göster
Doğru cevap: E) Fisyon
Büyük çekirdeklerin bölünmesine fisyon denir ve nükleer santraller bu olaydan yararlanır. Füzyon küçük çekirdeklerin birleşmesidir.
Kolay
11Hidrojen enerjisi alanındaki öncü çalışmalarıyla tanınan Turhan Nejat Veziroğlu, Birleşmiş Milletlere danışmanlık yaptığı sırada Uluslararası Hidrojen Enerjisi Teknolojileri Merkezinin üç kıtanın birleştiği bir ülkede kurulmasını önermiştir. Merkez 2004 yılında kurulmuştur. Bu merkez hangi şehirde kurulmuştur?
- A) İstanbul
- B) Miami
- C) Londra
- D) Ankara
- E) İzmir
Cevabı göster
Doğru cevap: A) İstanbul
Veziroğlu, merkezin üç kıtanın birleştiği Türkiye'de kurulmasını önermiş ve merkez 2004'te İstanbul'da kurulmuştur. Miami, Veziroğlu'nun öğretim üyesi olarak çalıştığı üniversitenin bulunduğu şehirdir.
Kolay
12Yeşil bitkiler, insanların güneş kolektörleri ve fotovoltaik hücrelerle toplamaya çalıştığı güneş enerjisini fotosentez yoluyla herhangi bir araç olmaksızın toplar ve yapılarında depolar. Bitkilerde depolanan bu enerjiye ne ad verilir?
- A) Jeotermal enerji
- B) Nükleer enerji
- C) Biyokütle enerjisi
- D) Rüzgâr enerjisi
- E) Hidrojen enerjisi
Cevabı göster
Doğru cevap: C) Biyokütle enerjisi
Fotosentezle bitkilerde depolanan enerjiye biyokütle enerjisi denir. Jeotermal enerji yer altındaki ısıdan elde edilir.
Kolay
13Bir adada elektrik yalnızca rüzgâr türbinlerinden sağlanıyor. Rüzgârın hiç esmediği bazı günlerde adada elektrik kesintileri yaşanıyor. Bu sorunu çözmek için hangisine ihtiyaç vardır?
- A) Türbin kanatlarını daha koyu renge boyamaya
- B) Enerji depolama araçlarına ya da alternatif bir enerji kaynağına
- C) Türbinlerin sayısını azaltmaya
- D) Türbinleri kapalı binaların içine taşımaya
- E) Rüzgârlı günlerde türbinleri durdurmaya
Cevabı göster
Doğru cevap: B) Enerji depolama araçlarına ya da alternatif bir enerji kaynağına
Rüzgârın esmediği zamanlar için enerji depolama araçlarına veya alternatif bir kaynağa ihtiyaç duyulur. Türbin sayısını azaltmak rüzgârsız günlerdeki sorunu çözmez.
Kolay
14Bir rüzgâr santralindeki türbinlerin kanatları esen rüzgârla dönüyor ve bağlı oldukları jeneratörde elektrik üretiliyor. Rüzgâr türbininde elektriğe dönüştürülen enerji hangisidir?
- A) Havanın kimyasal enerjisi
- B) Yer altındaki ısı enerjisi
- C) Atom çekirdeklerindeki nükleer enerji
- D) Hareket eden havanın kinetik enerjisi
- E) Bitkilerde depolanan enerji
Cevabı göster
Doğru cevap: D) Hareket eden havanın kinetik enerjisi
Rüzgâr enerjisinde hareket eden havanın kinetik enerjisi türbinleri döndürür ve elektriğe dönüştürülür. Yer altındaki ısının kullanıldığı kaynak jeotermal enerjidir.
Kolay
15Hidrojen evrende en bol bulunan element olsa da Dünya'da doğrudan yakıt olarak kullanılabilecek serbest hidrojen gazı (H₂) neredeyse yoktur. Dünya'daki hidrojen başlıca hangi maddenin yapısında bulunur?
- A) Oksijen gazı
- B) Azot gazı
- C) Helyum
- D) Demir
- E) Su
Cevabı göster
Doğru cevap: E) Su
Dünyadaki hidrojen başta su olmak üzere kimyasal bileşiklerin yapısında bulunur. Oksijen ve azot gazı hidrojen içermez.
Kolay
16Bir çiftlikte hayvan gübreleri kapalı bir tankta bekletilerek elde edilen yanıcı gazla ahırlar ısıtılıyor. Bu çiftlikte kullanılan enerji hangi alternatif enerji türüne girer?
- A) Jeotermal enerji
- B) Güneş enerjisi
- C) Nükleer enerji
- D) Biyokütle enerjisi
- E) Rüzgâr enerjisi
Cevabı göster
Doğru cevap: D) Biyokütle enerjisi
Hayvansal atıklar biyokütle kaynağıdır ve bunlardan elde edilen biyogaz biyokütle enerjisinin bir ürünüdür. Doğal gaz gibi görünse de fosil değil yenilenebilir bir kaynaktan elde edilir.
Kolay
17Bir site yönetimi, binaları ısıtmak ve sıcak su sağlamak için alternatif enerji kaynaklarını araştırıyor. Yönetim, ısıyı elektrik üretmeden, doğrudan sıcak su yoluyla sağlayan iki yöntemi seçmek istiyor. Bu koşula uyan iki yöntem hangisidir?
- A) Fotovoltaik hücre ve rüzgâr türbini
- B) Güneş kolektörü ve jeotermal sıcak su
- C) Rüzgâr türbini ve jeotermal sıcak su
- D) Fotovoltaik hücre ve güneş kolektörü
- E) Yakıt hücresi ve rüzgâr türbini
Cevabı göster
Doğru cevap: B) Güneş kolektörü ve jeotermal sıcak su
Güneş kolektörü güneş ışığını ısıya dönüştürerek suyu ısıtır; bu su doğrudan kullanılabilir ya da binayı ısıtabilir. Jeotermal kaynaklardan çıkan sıcak yer altı suları da konutların ısıtılmasında doğrudan kullanılır. Fotovoltaik hücre güneş ışığını, rüzgâr türbini havanın kinetik enerjisini, yakıt hücresi ise hidrojenin kimyasal enerjisini elektriğe dönüştürür; bu yöntemlerle ısınmak için önce elektrik üretilir.
Kolay
18Bir evin çatısındaki güneş kolektöründe gündüz ısıtılan su, çevresi yalıtım malzemesiyle kaplı bir haznede bekletiliyor. Aile bu suyu akşam saatlerinde de sıcak olarak kullanabiliyor. Haznenin yalıtılmış olmasının sağladığı yarar hangisidir?
- A) Suyun çevreye ısı vermesini azaltarak sıcaklığını uzun süre korumak
- B) Güneş ışığını emerek suyu haznenin içinde ısıtmayı sürdürmek
- C) Sudaki ısıyı elektrik enerjisine dönüştürerek depolamak
- D) Suyun kaynama noktasını yükselterek daha çok ısınmasını sağlamak
- E) Güneş ışığını doğrudan elektrik enerjisine çevirmek
Cevabı göster
Doğru cevap: A) Suyun çevreye ısı vermesini azaltarak sıcaklığını uzun süre korumak
Güneş kolektöründe ısıtılan su çevresinden daha sıcaktır ve çevreye ısı verme eğilimindedir. Yalıtım bu ısı alışverişini yavaşlatır; su, Güneş'in olmadığı saatlerde de sıcak kalır. Hazne suyu ısıtmaz; ısıtma, güneş ışığını emen kolektör yüzeyinde gerçekleşir. Işığı elektriğe çeviren düzenek fotovoltaik hücredir; yalıtımın suyun kaynama noktasıyla ya da elektrik üretimiyle ilgisi yoktur.
Orta
19Güneş'in merkezinde, milyonlarca derecelik sıcaklık ve çok yüksek basınç altında hidrojen çekirdekleri birleşerek helyum çekirdeğine dönüşür. Bu sırada açığa çıkan büyük enerji, Dünya'ya ışık ve ısı olarak ulaşır. Güneş'te gerçekleşen bu olaya ne ad verilir?
- A) Fisyon
- B) Fermantasyon
- C) Elektroliz
- D) Füzyon
- E) Yanma
Cevabı göster
Doğru cevap: D) Füzyon
Küçük çekirdeklerin birleşerek daha büyük bir çekirdek oluşturması füzyondur. Fisyon seçeneği yanlıştır; fisyon, nükleer santrallerde olduğu gibi büyük bir çekirdeğin (ör. uranyum) bölünmesidir.
Orta
20Türkiye'deki jeotermal elektrik santrallerinin haritası incelendiğinde, santrallerin büyük çoğunluğunun Büyük Menderes ve Gediz çöküntü ovaları (grabenleri) boyunca sıralandığı görülüyor. Bu ovalar, yer kabuğundaki fay hatlarının yoğun olduğu bir bölgede yer alır. Türkiye'de jeotermal alanların yoğunlaştığı bölge hangisidir?
- A) Doğu Karadeniz
- B) Güneydoğu Anadolu
- C) Batı Anadolu
- D) İç Anadolu
- E) Doğu Anadolu
Cevabı göster
Doğru cevap: C) Batı Anadolu
Büyük Menderes ve Gediz grabenleri Ege'dedir; Batı Anadolu'daki yoğun fay hatları yeraltı suyunun derinlere inip ısınmasına olanak verir. Doğu Anadolu seçeneği volkanik dağlar nedeniyle çekici olabilir; ancak Türkiye'nin jeotermal kapasitesinin büyük bölümü Batı Anadolu'dadır.
Katkıda bulun
Özette bir hata mı gördün, eklenmesi gereken bir bilgi ya da güzel bir soru mu var? Öner; yönetici onaylarsa sitede yayımlanır ve sana bildirim gelir.