Energía significa el poder de realizar un trabajo y accionar máquinas.
Todos los seres vivos (incluido el ser humano) dependen del sol como fuente de energía. El carbón, el petróleo y el gas natural son las fuentes de energía disponibles hoy en día porque los seres vivos en el pasado capturaban la energía de la luz solar y la almacenaban en las complejas moléculas orgánicas que formaban sus cuerpos, luego la comprimían y concentraban.
Con el desarrollo de la sociedad se ha utilizado una gran cantidad de energía, como el carbón, el petróleo, el gas natural, la energía geotérmica, la energía de fisión nuclear, la energía de fusión nuclear, la energía solar y el hidrógeno. Sin embargo, en este caso la cantidad de energía es limitada. El uso ilimitado de energía conduce a la crisis energética.
Actualmente, la mayor parte de la energía consumida por el ser humano se produce a partir de combustibles fósiles. Los fósiles explotables más grandes son el carbón y el lignito. Si bien los recursos de carbón del mundo son abundantes y tienen el potencial de satisfacer las necesidades energéticas durante uno o dos siglos, su uso está limitado por la minería y el daño ambiental causado por las emisiones de dióxido de carbono y dióxido de azufre. Estos se volverán insoportables hasta que se agoten los recursos de carbón.
Hasta la fecha, sólo se ha utilizado una pequeña proporción de carbón y lignito, mientras que la mayor parte del petróleo y gas natural recuperables se ha consumido. El petróleo tiene varias características que lo hacen superior al monóxido de carbono como fuente de energía. Su minería causa menos daño ambiental que la minería del carbón. Es una fuente de energía más concentrada que el carbón, contamina menos cuando se quema y puede transportarse fácilmente a través de tuberías. Estas propiedades lo convierten en un combustible ideal para automóviles.
Desde el primer pozo comercial de petróleo en 1859, Estados Unidos ha producido más de 1 millón de barriles de petróleo, la mayor parte del cual se ha producido en los últimos años. En 1990, el consumo mundial de petróleo era de aproximadamente 65 millones de barriles por día. El uso proyectado de petróleo y gas natural indica que se agotará rápidamente. El petróleo de Alaska sólo puede ayudar temporalmente al suministro de petróleo. La producción mundial de recursos petroleros alcanzará su punto máximo dentro de unos años.
A partir de la primera "crisis energética" en 1973-1974, hubo incluso algunas acciones concretas. Sin embargo, los múltiples aumentos de los precios del petróleo crudo desde 1973 han pasado factura. En Estados Unidos y otros países industrializados, la economía ha estado plagada de inflación, recesión, desempleo y equipos industriales obsoletos. Las economías de algunos países en desarrollo hambrientos de petróleo han sido devastadas por los precios de la energía.
La crisis energética viene acompañada de escasez mundial de algunos alimentos y minerales y, en algunos casos, excesos, como el del trigo, debido al aumento del cultivo, y por los esfuerzos de los países productores de cobre. obtención de divisas a través de las exportaciones de cobre.
Como todos sabemos, la disponibilidad y el coste de la energía se han convertido en factores dominantes en la sociedad actual. Obviamente, resolver la "crisis energética" tiene sentido. Se han propuesto muchas opciones para proteger las fuentes de energía existentes y desarrollar otras nuevas. Siempre es posible utilizar menos energía en cualquier proceso. Así surgió la ingeniería energética. El primer objetivo de un ingeniero energético es identificar formas de reducir el uso de energía manteniendo la misma o incluso aumentando la producción. El segundo objetivo es determinar qué métodos que utilizan menos energía son rentables.
Se utilizan técnicas tradicionales de ingeniería para evaluar los mecanismos de utilización de la energía. Los factores económicos son igualmente importantes, y los costos del ciclo de vida y las tecnologías de ahorro se utilizan para determinar las medidas de costo-beneficio. La evaluación se centra en aquellos usos que son significativos en el contexto general e intenta identificar aquellas medidas técnicas que pueden reducir el uso y ahorrar dinero.
Al mismo tiempo, encontrar fuentes de energía ideales también es importante para resolver la crisis energética. La receta energética ideal exige un suministro ilimitado, una disponibilidad generalizada y un precio bajo; no debería aumentar la carga térmica total de la Tierra ni producir contaminantes químicos del aire y el agua; La energía solar cumple todos estos criterios. La energía solar no añade calor adicional al calor que debe irradiarse desde la tierra. A nivel mundial, todas las necesidades energéticas podrían satisfacerse utilizando sólo una fracción de la energía solar que llega a la Tierra.
La energía solar es ilimitada, pero debido a limitaciones en tecnología y condiciones, su desarrollo y utilización son limitados.
Energía solar
Aprovechar la energía solar requiere grandes cantidades de terreno, y utilizar incluso una pequeña porción de ese terreno para recolectar energía solar crea problemas económicos y ambientales.
Por supuesto, muchos residentes de Arizona no estarán contentos de que el estado esté dedicando tanta tierra a los colectores solares, y algunos grupos ambientalistas protestarán por el oscurecimiento resultante del hábitat de las serpientes de cascabel.
Se han desarrollado células solares para convertir la luz solar directamente en energía eléctrica y se utilizan ampliamente para alimentar naves espaciales. Sin embargo, con la tecnología actual, siguen siendo demasiado caros para la generación de energía a gran escala. Por lo tanto, la mayoría de las opciones para aprovechar la energía solar se basan en la recolección de energía térmica, que luego se convierte en energía eléctrica. El método más sencillo consiste en enfocar la luz solar sobre un bioláser que produce vapor. Se pueden utilizar reflectores parabólicos para enfocar la luz solar en tuberías que contienen fluidos de transferencia de calor. Se pueden utilizar recubrimientos selectivos en estas tuberías para que sólo una pequeña porción de la energía incidente se vuelva a irradiar fuera de la tubería.
Con la instalación de más unidades de calefacción y el posible desarrollo de alguna capacidad de generación solar directa y barata, es probable que la energía solar cubra una proporción significativa de las necesidades energéticas en las regiones ricas en energía durante el próximo siglo